Organosulfat
Organosulfati so razred organskih spojin s skupno funkcionalno skupino in strukturo R-O-SO3−. SO4 je sulfatna skupina, R pa organski del. Vsi organosulfati so formalno estri, pridobljeni iz alkoholov in žveplove kisline, čeprav mnogi niso pripravljeni na ta način. Veliko sulfatnih estrov se uporablja v detergentih, nekateri pa so uporabni kot reagenti. Alkil sulfati so sestavljeni iz hidrofobne ogljikovodične verige, polarne sulfatne skupine (vsebujoče anion) in bodisi kationa bodisi amina za nevtralizacijo sulfatne skupine. Primeri vključujejo: natrijev lavril sulfat in s tem povezane kalijeve in amonijeve soli.
Uporaba[uredi | uredi kodo]
Alkil sulfate se navadno uporablja kot anionske površinsko aktivne snovi v tekočih milih, detergentih za čiščenje volne, čistil za površine, kot aktivne učinkovine v detergentih za pranje perila, šamponih in balzamih. Mogoče jih je najti tudi v drugih gospodinjskih izdelkih, kot so zobne paste, antacidi, kozmetika in hrana. Na splošno jih v izdelkih najdemo v koncentracijah, ki segajo 3–20 %. V ZDA je letu 2003 bilo porabljenih približno 118,000 ton alkil sulfatov.[1]
Sintetični organosulfati[uredi | uredi kodo]
Pogost primer je natrijev lavril sulfat s formulo NaCH3(CH2)11OSO3. Prav tako pogosti so v izdelkih sulfatni estri etoksiliranih maščobnih alkoholov, kot so tisti, pridobljeni iz lavril alkohola. Primer je natrijev lavret sulfat, sestavina nekaterih kozmetičnih izdelkov.[2]
Priprava[uredi | uredi kodo]
Alkil sulfat lahko izdelamo iz alkoholov, ki pa se jih pridobiva s hidrogeniranjem živalskih ali rastlinskih olj in masti ali z uporabo Zieglerjevega procesa ali prek oksosinteze. Če so proizvedeni iz oleokemijske surovine ali s Zieglerjevim procesom, bo ogljikovodikova veriga alkohola linearna. Če so pridobljeni z uporabo oksosinteze, se pojavi rahla razvejanost, običajno z metilno ali etilno skupino na položaju C-2, ki vsebuje parno ali neparno število alkilnih verig.[3] Ti alkoholi reagirajo s klorosulfonsko kislino:
- ClSO3H + ROH → ROSO3H + HCl
Nekatere organosulfate lahko pripravimo z Elbsovo persulfatno oksidacijo fenolov in Boyland–Simsovo oksidacijo anilinov.
Dialkil sulfati[uredi | uredi kodo]
Manj pogosta družina organosulfatov ima formulo R-O-SO2-O-R'. Pripravlja se jih iz žveplove kisline in alkohola. Glavni primeri so dietil sulfat in dimetil sulfat, brezbarvni tekočini, ki se ju uporablja kot reagenta v organski sintezi. Te spojine so potencialno nevarne alkilirajoče snovi.
Naravni sulfatni estri[uredi | uredi kodo]
Redukcija sulfata v naravi vključuje oblikovanje enega ali včasih dveh sulfatnih estrov, adenozin 5'-fosfosulfata (APS) in 3'-fosfoadenozin-5'-fosfosulfata (PAPS). Sulfat je inertni anion, zato ga narava aktivira z nastankom teh estrskih derivatov, ki so dovzetni za redukcijo do sulfita. Mnogi organizmi uporabljajo te reakcije v metabolične namene ali za biosintezo žveplovih spojin, potrebnih za življenje.[4]
Varnost[uredi | uredi kodo]
Ker se pogosto uporabljajo v komercialnih izdelkih, so varnostni vidiki organosulfatov močno raziskovani.[5]
Zdravje ljudi[uredi | uredi kodo]
Alkil sulfati se po zaužitju dobro absorbirajo in so metabolizirani v C3, C4 ali C5 sulfat in dodaten metabolit. Najbolj dražilen od alkil sulfatov je natrijev lavril sulfat, s pragom draženja v koncentraciji 20 %. Površinsko aktivne snovi v izdelkih so običajno mešane, kar zmanjšuje verjetnost draženja. Po podatkih OECD TG 406 alkil sulfati v študijah na živalih niso pokazali, da bi naredili kožo občutljivejšo.[5][6]
Laboratorijske študije niso odkrile, da bi alkil sulfati bili genotoksični, mutageni ali rakotvorni. Prav tako niso bili ugotovljeni dolgoročni učinki na razmnoževanje.[7]
Okolje[uredi | uredi kodo]
Primarno odstranjevanje alkil sulfatov iz komercialnih izdelkov poteka prek odpadnih vod. Koncentracija alkil sulfatov v iztoku čistilne naprave je bila izmerjena in znaša 10 μg/L in manj. Alkil sulfati se biorazgradijo enostavno. Ko so enkrat v čistilni napravi, so hitro odstranjeni z biorazgradnjo.
Ugotovljeno je bilo, da so na alkil sulfate najbolj občutljivi trofični organizmi nevretenčarji. Za natrijev lavril sulfat, testiran na Uronema parduczi, praživali, je bilo ugotovljeno, da ima najmanjšo vrednost učinka z 20 h-EC5 vrednostjo 0,75 mg/L. Testi kronične izpostavljenosti z od C12 do C18 pri nevretenčarju Ceriodaphnia dubia so odkrili najvišjo strupenost s C14 (NOEC je bil 0,045 mg/L).
Glede toplotne stabilnosti se alkil sulfati razgradijo, preden dosežejo vrelišče zaradi nizkega parnega tlaka (za C8-18 znaša od 10–11 hPa ali 10–15 hPa). Talna sorpcijo je sorazmerna z dolžino ogljikove verige, pri čemer ima veriga z dolžino 14 in več C-atomov najvišjo sorpcijsko stopnjo. Talne koncentracije se razlikujejo 0,0035–0,21 mg/kg.
Reference[uredi | uredi kodo]
- ↑ CEH (Oktober 2004). »Surfactants, household detergents and their raw materials«.
{{navedi splet}}: Manjkajoč ali prazen|url=(pomoč)Manjkajoč ali prazen|url=(pomoč) - ↑ Eduard Smulders, Wolfgang von Rybinski, Eric Sung, Wilfried Rähse, Josef Steber, Frederike Wiebel, Anette Nordskog "Laundry Detergents" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a08_315.pub2.
- ↑ Klaus Noweck, Wolfgang Grafahrend, "Fatty Alcohols" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 277.pub2 10.1002/14356007.a10 277.pub2
- ↑ M. T. Madigan, J. M. Martinko, J. Parker "Brock Biology of Microorganisms" Prentice Hall, 1997.
- ↑ 5,0 5,1 SDA/Alkylsulfate Consortium (2007). »SIDS Initial Assessment Profile. SIAM 25: Alkyl Sulfates, Alkane Sulfonates, and α-Olefin sulfonates« (PDF). Helsinki. Arhivirano iz prvotnega spletišča (PDF) dne 3. marca 2016. Pridobljeno 29. decembra 2016.
{{navedi splet}}: Prezrt neznani parameter|datum-arhiva=(pomoč); Prezrt neznani parameter|url-arhiva=(pomoč) - ↑ DE/ICCA (2009). »SIDS Initial Assessment Profile SIAM 25: Alkyl Sulfates, Alkane Sulfonates, and α-Olefin sulfonates«.
- ↑ Wibbertmann, A; Mangelsdorf, I.; Gamon, K.; Sedlak, R. (2011). »Toxicological properties and risk assessment of the anionic surfactants category: Alkyl sulfates, primary alkane sulfonates, and α-Olefin sulfonate«. Ecotoxicology and Environmental Safety. Zv. 74, št. 5. doi:10.1016/j.ecoenv.2011.02.007.