смоляные кислоты что это
Смоляные кислоты
Содержание
Нахождение в природе
Смоляные кислоты вырабатываются всеми хвойными деревьями семейства сосновых. Они являются основной частью живицы (50-70% масс.), экстрактивных смолистых веществ соснового осмола (45-60%), таллового масла (30-45%), канифоли (75-95%).
Химический состав смоляных кислот
К смоляным кислотам относятся, как правило, трициклические кислоты:
Все эти кислоты практически всегда присутствуют в природных объектах, но в разных соотношениях, кроме ламбертиановой кислоты, которая встречается только в экстрактивных веществах сибирского кедра.
К бициклическим смоляным кислотам относятся изокупрессовая, сциадоповая, антикопаловая, цис- и транс-коммуновые и другие кислоты. В состав смоляных кислот входят также тритерпеновые абиесоновая и абиесоловая кислоты.
Свойства смоляных кислот
Смоляные кислоты, выделенные в индивидуальном виде, являются бесцветными кристаллическими веществами, способными при охлаждении затвердевать и в аморфном состоянии. Хорошо растворимы в диэтиловом эфире, ацетоне, бензоле; хуже растворяются в этаноле, бензине, скипидаре. В воде нерастворимы.
Смоляные кислоты вступают в реакции как по карбоксильной группе, выступая как типичные карбоновые кислоты, так и по двойной связи как типичные алкены (реакции изомеризации, димеризации, окисления, конденсации, гидрирования, дигидрирования, галогенирования, сульфирования и др.). Способны к автоокислению, которое сопровождается декарбоксилированием.
Пимаровая, сандракопимаровая и изопимаровая кислота не содержат сопряжённые двойные связи и поэтому являются устойчивыми к нагреванию на воздухе. Левопимаровая, палюстровая, абиетиновая, неоабиетиновая кислота с сопряжёнными двойными связями быстро окисляются на воздухе и легко изомеризуются друг в друга, а также вступают в реакции диенового синтеза. Все смоляные кислоты легко конденсируются с фенолами и формальдегидом, что позволяет проводить их химическую модификацию.
Методы анализа смоляных кислот
Количественное определение смоляных кислот проводят методами газожидкостной хроматографии, спектрофотометрии и вольтамперометрии.
Применение смоляных кислот
В индивидуальном виде смоляные кислоты ввиду экономической неэффективности как правило не выделяют. Их используют в качестве канифоли и её производных. Щелочные соли смоляных кислот, растворимые в воде, применяют для проклейки бумаги и картона, как эмульгаторы. Нерастворимые соли смоляных кислот и переходных металлов используются как сиккативы, промоторы при адгезии. Эфиры смоляных кислот являются хорошими плёнкообразователями в производстве лакокрасочных материалов.
Абиетиновая кислота обладает противовирусной активностью. Её натриевая соль и амид используются как регуляторы роста растений, инсектоакарициды, фунгициды.
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Смоляные кислоты» в других словарях:
СМОЛЯНЫЕ КИСЛОТЫ — изомерные ненасыщенные трициклические карбоновые кислоты, С19Н29СООН (напр., абиетиновая, левопимаровая). Соли и эфиры называются резинатами. Смоляные кислоты содержатся в живице, талловом масле и канифоли. Применяют как эмульгаторы, сиккативы;… … Большой Энциклопедический словарь
смоляные кислоты — изомерные ненасыщенные трициклические карбоновые кислоты общей формулы C19H29COOH (например, абиетиновая, левопимаровая). Соли и эфиры называют резинатами. Смоляные кислоты содержатся в живице, талловом масле и канифоли. Применяют как эмульгаторы … Энциклопедический словарь
смоляные кислоты — dervų rūgštys statusas T sritis chemija apibrėžtis Nesočiosios, ppr. fenantreno eilės karboksirūgštys, dažniausiai gaunamos iš spygliuočių medžių sakų ir kai kurių iškasamųjų dervų atitikmenys: angl. resin acids rus. смоляные кислоты … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
смоляные кислоты — kanifolijos rūgštys statusas T sritis chemija apibrėžtis Iš spygliuočių medienos ekstrahuojamos rūgštys. atitikmenys: angl. resin acids; rosin acids rus. смоляные кислоты … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
СМОЛЯНЫЕ КИСЛОТЫ — изомерные ненасыщенные трициклич. карбоновые кислоты общей ф лы C19H29COOH (напр., абиетиновая, левопимаровая). Соли и эфиры наз. резинатами. С. к. содержатся в живице, талловом масле и канифоли. Применяют как эмульгаторы, сиккативы,… … Естествознание. Энциклопедический словарь
СМОЛЯНЫЕ КИСЛОТЫ — (дитерпеновые к ты), прир. кар боновые к ты гл. обр. фенантренового ряда общей ф лы С 19 Н 27 31 СООН; мол. м. 300 304. С. к. продуцируются всеми хвойными растениями семейства Pinaceae; главная составная часть живицы (50 70% по массе),… … Химическая энциклопедия
Смолы и бальзамы — Содержание: Общее понятие о С. Классификация. Внешний вид и свойства. Химический состав. Анализ. Описание С. Общее понятие о смолах. Под именем С. собраны в общий отдел своеобразные, обладающие некоторыми общими свойствами продукты выделения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
СМОЛЫ — СМОЛЫ, название, объединяющее своеобразные, обладающие нек рыми общими свойствами продукты выделений многих растений; образуются они в растениях в качестве либо нормальных физиологических либо нередко пат. продуктов. Не представляя собой ни… … Большая медицинская энциклопедия
Моча — (Urin, Urina, Lotium) жидкость, выделяемая почками; она выносит преимущественно азотистые продукты распада белковых веществ как органов, так и соков тела, а именно: мочевину, мочевую кислоту, креатинин и др.; ей выводятся также и серно кислые… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
СМОЛЯНЫЕ КИСЛОТЫ
СМОЛЯНЫЕ КИСЛОТЫ (дитерпеновые к-ты), прир. кар-боновые к-ты гл. обр. фенантренового ряда общей ф-лы С 19 Н 27 _ 31 СООН; мол. м. 300-304. Смоляные кислоты продуцируются всеми хвойными растениями семейства Pinaceae; главная составная часть живицы (50-70% по массе), экстрактивных смолистых в-в из соснового осмола (45-60%), таллового масла (30-45%), канифоли (75-95%). Содержатся также в ископаемых смолах (чаще всего в виде производных и продуктов деградации), экстрактивных в-вах хвойных растений др. семейств (напр., можжевельник). В табл. 1 приведен состав осн. природных смоляных кислот живиц, выделяемых из хвойных деревьев. Качеств. состав смесей смоляных кислот практически одинаков (исключение-ламбертиановая к-та, характерная только для экстрактивных в-в кедра сибирского; ф-ла X), но наблюдаются значит. различия в их количеств. составе.
Среди смоляных кислот особенно часто встречаются трициклич. соед., отличающиеся положением двойных связей или заместителей и пространств. конфигурацией (ф-лы I-Х), что обусловливает различие в их хим. св-вах. Кроме этих смоляных кислот в живице найдены мн. бициклич. соединения (изокупрессовая, сциадо-повая, антикопаловая, цис- и транс-коммуновые и др. к-ты). К смоляным кислотам относят также недавно выделенные из живицы пихты сибирской тритерпеновые к-ты (абиесоновая, абиесоловая).
Индивидуальные смоляные кислоты-бесцв. кристаллы без запаха, расплавы склонны к переохлаждению; хорошо раств. в диэти-ловом эфире, ацетоне, бензоле, хуже-в этаноле, бензине, скипидаре; не раств. в воде. Физ. св-ва нек-рых смоляных кислот приведены в табл. 2.
Для смоляных кислот характерны р-ции по карбоксильной группе (напр., образуют соли и эфиры) и по двойным связям. Для смоляных кислот как ненасыщ. циклич. соединений типичны р-ции изомеризации и димеризации, окисления, конденсации, гидрирования и дегидрирования, галогенирования, сульфирования и т. д. Автоокисление смоляных кислот сопряжено с их декарбокси-лированием. Среди продуктов окисления, протекающего через промежут. образование пероксидов, найдены нейтральные дитерпеноиды, гидрокси- и оксосмоляные к-ты (т. наз. окисленные смоляные кислоты).
К-ты с несопряженными двойными связями (I-III), а также дегидро- и дигидроформы (VIII, IX) сравнительно устойчивы к нагреванию и воздействию О 2 воздуха. Смоляные кислоты с сопряженными двойными связями (IV-VII; их иногда наз. абиетиновыми к-тами) быстро окисляются на воздухе, легко изомеризуются друг в друга (через промежут. образование карбкатиона при атоме С-8) под действием минер. к-т и(или) при нагр. выше их т-ры плавления. Наим. устойчива Левопимаровая к-та, к-рая при нагр. без доступа воздуха обратимо переходит в абиетиновую к-ту. Нагревание последней при 200 °С без доступа воздуха в течение 4 ч приводит к равновесному образованию палюстровой и неоабиетиновой к-т; состав равновесной смеси (% по массе): VI-80, V-13, VII-7.
При нагр. выше 250 °С абиетиновая к-та диспропорциони-рует с необратимым образованием дегидро- и дигидроабие-тиновых к-т. Превращение ускоряют каталитич. добавки, напр. I, Pd на угле, тиофенолы, S, Se. При нагр. с двумя последними добавками смоляные кислоты дают алкилфенантрены: к-ты I-VII-ретен (XI), к-ты VIII и IХ-пимантрен (XII).
Смоляная кислота относится к смесям нескольких родственных карбоновые кислоты, в первую очередь абиетиновая кислота, найдено в дереве смолы. Почти все смоляные кислоты имеют один и тот же основной скелет: три конденсированных кольца, имеющих эмпирическую формулу C19ЧАС29COOH. Смоляные кислоты представляют собой липкие желтоватые смолы, нерастворимые в воде. Они используются для производства мыла для различных целей, но их использование все больше вытесняется синтетическими кислотами, такими как 2-этилгексановая кислота или из нефти нафтеновые кислоты.
Содержание
Ботанический анализ
Смоляные кислоты защитники и консерванты для древесины которые производятся паренхиматозный эпителиальные клетки, которые окружают протоки смолы в деревьях из хвойные леса умеренного пояса. Смоляные кислоты образуются, когда молекулы двух и трех атомов углерода соединяются с изопрен строительные единицы для формирования монотерпены (летучий), сесквитерпены (летучий), и дитерпены (энергонезависимые) структуры.
Сосны содержат множество вертикальных и радиальных каналов из смолы, разбросанных по всей древесине. Накопление смолы в сердцевина и смоляные каналы вызывают максимальную концентрацию в основании старых деревьев. Смола в заболоньоднако у основания дерева он меньше и увеличивается с высотой.
В 2005 году как заражение Жук горный сосновый (Dendroctonus ponderosae) и грибок синей пятнистости опустошили сосновые леса Лоджполе на севере британская Колумбия, Канада, уровни смоляной кислоты в три-четыре раза выше нормы были обнаружены на зараженных деревьях до их гибели. Эти повышенные уровни показывают, что дерево использует смолу в качестве защиты. Смолы токсичны для жука и грибка, а также могут поглотить жука в дитерпеновых остатках выделений. Увеличение производства смолы было предложено как способ замедлить распространение жуков в «красной зоне» или на границе с дикой природой в городах.
Химические компоненты
Кислоты абиетинового типа
Кислоты пимарового типа
Производство таллового масла (побочный продукт химической варки целлюлозы)
Коммерческое производство древесная масса сорт химической целлюлозы с использованием процессов крафт-химической варки выделяет смоляные кислоты. В Крафт-процесс проводится в строго базовых условиях едкий натр, сульфид натрия и гидросульфид натрия, который нейтрализует эти смоляные кислоты, превращая их в соответствующие натриевые соли, абиетат натрия, ((CH3)4C15ЧАС17COONa) пимарат натрия ((CH3)3(CH2) C15ЧАС23COONa) и так далее. В этой форме соли натрия нерастворимы и, имея более низкую плотность, чем отработанный щелок процесса варки целлюлозы, всплывают на поверхность резервуаров для хранения во время процесса концентрирования в виде несколько гелеобразной пастообразной жидкости, называемой крафт-мыло, или же мыло из смолы. [1]
Крафт-мыло можно повторно нейтрализовать с помощью серная кислота для восстановления кислых форм абиетиновая кислота, пальмитиновая кислотаи родственные смоляно-кислотные компоненты. Эта изысканная смесь называется талловое масло. Другие основные компоненты включают жирные кислоты и неомыляемый стеролы.
Смоляные кислоты, благодаря тому же защитному характеру, который они обеспечивают деревьям, на которых они происходят, также оказывают токсическое воздействие на очистные сооружения на предприятиях по производству целлюлозы. Более того, любые остаточные смоляные кислоты, которые проходят через очистные сооружения, добавляют токсичности потоку, сбрасываемому в водоприемники.
Вариация видов и биогеоклиматической зоны
Химический состав таллового масла зависит от вида деревьев, используемых для варки целлюлозы, и, в свою очередь, от географического положения. Например, прибрежные районы юго-востока США имеют высокую долю Слэш Сосна (Pinus elliottii); внутренние районы того же региона имеют преобладание Лоблолли Сосна (Pinus Taeda). Сосна Слэш обычно содержит более высокую концентрацию смоляных кислот, чем Сосна Лоблолли.
В целом талловое масло, производимое в прибрежных районах на юго-востоке США, содержит более 40% смоляных кислот, а иногда до 50% и более. В жирные кислоты фракция обычно ниже, чем у смоляных кислот, а количество неомыляемых веществ составляет 6-8%. Дальше на север в Вирджиния, куда Смола сосна (Pinus rigida)и Коротколистная сосна (Pinus echinata), содержание смоляной кислоты снижается до 30-35% с соответствующим увеличением присутствующих жирных кислот.
В Канада, где мельницы обрабатывают Лоджполе Сосна (Pinus contorta) в интерьере британская Колумбия и Альберта, Джек Пайн (Pinus Banksiana), Альберта к Квебек и Восточная белая сосна (Pinus strobus) и Красная сосна (Сосна смоляная), Онтарио к Нью-Брансуикуровень смоляной кислоты 25% является обычным при содержании неомыляемой кислоты 12-25%. Подобные вариации можно найти в других частях США и других странах. Например, в Финляндия, Швеция и Россия, кислотное число смолы от Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) может варьироваться от 20 до 50%, жирные кислоты от 35 до 70% и неомыляемые вещества от 6 до 30%.
Эфиры глицерина и смоляных кислот (Е445)
Эфиры глицерина и смоляных кислот в международных классификациях пищевых добавок маркируются как стабилизатор и эмульгатор Е445. Слово “смоляных” в названии не должно отпугнуть потребителя, несмотря на то, что в процессе добычи вещества используется древесная смола, в таком виде она не наносит человеческому организму вреда. Хотя эфиры глицерина и смоляных кислот вырабатываются синтетическим путём, учёные относят добавку к веществам с незначительным уровнем опасности. Поэтому код Е445 можно найти в составе разнообразных товаров, в том числе продуктов питания для населения. Другое название, под которым может “прятаться” вещество – глицериновые эфиры древесных смол.
Характеристика добавки, её свойства и способы получения
Смоляные кислоты – вещество, добываемое в процессе переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, чаще всего, старых пней, которые не используются для иного вида обработки. Такие кислоты имеют высокую противовирусную активность, но в масштабах производства используются редко из-за низкой рентабельности.
Добавка обычно имеет твёрдую форму, выглядит как застывшая смола. Окраска – от кремового до светло-коричневого и янтарного.
В составе содержит глицериновые эфиры дитерпеновых кислот (триглицерины и диглицерины), а также некоторые примеси: соли натрия, моноглицерин. Вкус у вещества отсутствует, как и запах. Впрочем, в некоторых случаях оно обладает лёгким хвойным ароматом.
Растворимость в воде нулевая, в этаноле и скипидаре – средняя, в ацетоне и бензоле добавка Е445 обладает высокой растворимостью. При температуре 82-90 градусов Цельсия вещество начинает размягчаться и плавиться.
Кроме того, пищевая добавка Е445 имеет высокую плотность, благодаря чему его применяют в водно-масляных смесях как эмульгатор: вещество способствует образованию эмульсий по типу “масло-вода” и “вода-масло”, которые в обычном состоянии не смешиваются.
Чаще всего добавку используют как стабилизатор, способный формировать и сохранять нужную консистенцию продукта, его текстуру и форму.
Существует несколько вариантов получения эфиров глицерина и смоляных кислот. Один из них – с использованием масел и промышленной резины.
Однако для целей пищевой промышленности эта схема не подходит. В этом случае добыча происходит из природного сырья – из смолы дерева Pinus palustris рода сосновых.
Собранная с коры дерева смола подвергается очистке от органических остатков путём отгонки с водяным паром.
Далее вещество вступает в реакцию взаимодействия с глицерином, в результате чего и образуются глицериновые эфиры древесной смолы.
Требования к упаковке вещества
Чаще всего хранение и транспортировка добавки происходит в картонных барабанах с подкладом из пищевого полиэтилена. Впрочем, это не единственная форма упаковки для неё: также допускаются кондитерские ящики из гофрированного картона, пластиковые бочки и контейнеры.
Основное требование – наличие полиэтиленового мешка-вкладыша. Добавка может соприкасаться только с материалами, разрешёнными для контакта с пищевыми продуктами.
Промышленное использование добавки Е445
Вещество имеет выраженный антибактериальный эффект и способно образовывать на поверхности товара тонкую плёнку, а также образовывать и поддерживать однородность структуры продуктов, препятствуя осадке компонентов.
Ещё одна отрасль использования добавки – производство лакокрасочных изделий и водостойких покрытий. Такие средства отличаются длительным сроком службы и устойчивостью к окислению. Для детского питания использование эфиров глицерина и смоляных кислот запрещено.
Вещество не усваивается организмом, а в течение суток в неизменном виде выводится из него.
Глицериновые эфиры древесной смолы нашли себе применение в процессе производства и обработки некоторых пищевых продуктов.
Как вещество может влиять на человеческий организм
Согласно исследованиям Всемирной организации здравоохранения, пищевая добавка Е445 не оказывает токсического или онкогенного влияния на человека. Её употребление способствует снижению избыточного веса и нормализации уровня холестерина в крови, улучшению пищеварения и очищению кишечника от шлаков, поэтому некоторые учёные говорят о пользе глицериновых эфиров смоляных кислот.
Суточная норма потребления установлена в количестве не более 25 мг на 1 кг массы тела взрослого человека.
Также существуют и некоторые требования в отношении допустимой дозировки добавки в пищевых продуктах и напитках. В России, например, для обработки цитрусовых допускается не более 50 мг вещества на 1 килограмм плодов. Для напитков установлена норма в 100 мг на 1 литр.
Опасность применения вещества состоит в том, что в некоторых случаях оно может выступать аллергеном и провоцировать появление соответствующих симптомов – удушья, сыпи, покраснения кожи, зуда.
Поэтому для аллергиков и астматиков товары с глицериновыми эфирами древесной смолы могут стать настоящей проблемой. Людям с нарушениями процесса обмена веществ также стоит воздержаться от попадания вещества в организм.
Иногда добавка Е445 приводит к расстройству пищеварительного процесса, появлению диареи и болей в желудке.
Пищевая добавка, производимая на основе глицериновых эфиров и древесной смолы, используется в промышленности многих стран. В Канаде, США, России, Украине и государствах Европейского союза на сегодняшний день её применение в пище разрешено, при этом на внутригосударственном уровне допустимая дозировка для каждого конкретного вида продуктов может регулироваться национальными нормами и предписаниями. Вещество считается практически безвредным, однако в некоторых случаях выступает аллергеном, поэтому при покупке любых незнакомых и новых продуктов стоит внимательно ознакомиться с составом на их этикетках, и выяснить, содержится ли в них Е445.