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Glycerin von griech glykeros glykeros suss 9 auch Glycerol oder Glyzerin ist der Trivialname und die gebrauchliche Bezeichnung von Propan 1 2 3 triol Glycerin ist ein Zuckeralkohol und der einfachste dreiwertige Alkohol ein Triol Der Name Glycerol wurde eingefuhrt da er die korrekte Endung ol fur einen Alkohol besitzt die Endung in steht fur Alkine oder Amine StrukturformelAllgemeinesName GlycerinAndere Namen Glycerol Propan 1 2 3 triol IUPAC 1 2 3 Propantriol Propantriol Glycerinum E 422 1 Olsuss GLYCERIN INCI 2 Summenformel C3H8O3Kurzbeschreibung farblose suss schmeckende leicht viskose Flussigkeit 3 Externe Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 56 81 5EG Nummer 200 289 5ECHA InfoCard 100 000 263PubChem 753DrugBank DB09462Wikidata Q132501ArzneistoffangabenATC Code A06AG04 A06AX01EigenschaftenMolare Masse 92 09 g mol 1Aggregatzustand flussig 3 Dichte 1 26 g cm 3 20 C 4 Schmelzpunkt 18 C 4 Siedepunkt 290 C unter Zersetzung 4 Dampfdruck 0 00121 hPa 40 C 4 0 00337 hPa 50 C 4 Loslichkeit mischbar mit Wasser und Ethanol 3 gering in Diethylether 3 nahezu unloslich in Benzin Benzol Petrolether und Chloroform 3 Brechungsindex 1 4745 5 SicherheitshinweiseBitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht fur Arzneimittel Medizinprodukte Kosmetika Lebensmittel und Futtermittel beachtenGHS Gefahrstoffkennzeichnung 4 keine GHS PiktogrammeH und P Satze H keine H SatzeP keine P SatzeMAK Gemessen als einatembarer Aerosolanteil DFG 200 mg m 3 4 Schweiz 50 mg m 3 6 Toxikologische Daten 4090 mg kg 1 LD50 Maus oral 7 Thermodynamische EigenschaftenDHf0 669 6 kJ mol 8 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Brechungsindex Na D Linie 20 CGlycerin ist in allen naturlichen Fetten und fetten Olen z B Pflanzenolen chemisch gebunden als Fettsaureester Triglyceride vorhanden und spielt eine zentrale Rolle als Zwischenprodukt in verschiedenen Stoffwechselprozessen Als Lebensmittelzusatzstoff tragt es das Kurzel E 422 Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Gewinnung und Darstellung 3 Eigenschaften 3 1 Physikalische Eigenschaften 3 2 Chemische Eigenschaften 3 3 Sicherheitstechnische Kenngrossen 4 Verwendung 4 1 Lebensmittel und Kosmetik 4 2 Haushalt 4 3 Malerei 4 4 Tabak Zigaretten und Verdampfer 4 5 Industrie und Technik 4 6 Landwirtschaft 4 7 Medizin 4 8 Plattformchemikalie in der Chemieindustrie 5 Biologische Bedeutung 6 Gesundheitsrisiken 6 1 In Lebensmitteln 6 2 In Wasserpfeifentabak 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseGeschichte Bearbeiten1779 erhielt Carl Wilhelm Scheele bei der Verseifung von Olivenol erstmals Glycerin Michel Eugene Chevreul konnte im Jahr 1813 nachweisen dass Fette Ester von Fettsauren und Glycerin sind und gab dem Alkohol 1823 seinen Namen abgeleitet von glykys glykys suss 3 1836 wurde der strukturelle Aufbau von Theophile Jules Pelouze aufgeklart 10 Der Englander George Fergusson Wilson entwickelte 1854 ein Verfahren um reines Glycerin in industriellem Massstab zu synthetisieren 11 In der Folgezeit stieg das Interesse an Glycerin als Vorlaufer fur das damals neu entdeckte Nitroglycerin 10 Damals wurde Glycerin grosstenteils aus Olen und Fetten gewonnen allerdings reichte die Produktionsmenge in Kriegszeiten nicht aus sodass erstmals auch Anlagen gebaut wurden in denen Glycerin aus Zucker fermentativ hergestellt wurde 1943 wurde in Deutschland eine neue erdolbasierte Herstellungsmethode fur Glycerin gefunden die in der Folgezeit die fermentative Herstellung abloste Um die Jahrtausendwende wurden ca 25 des Glycerins erdolbasiert hergestellt Da durch politische Massnahmen seit Anfang der 2000er Jahre die Produktion von Biodiesel mehr und mehr gefordert wurde stieg auch die Menge des Kuppelprodukts Glycerin aus naturlichen Quellen stark an Mittlerweile wird Glycerin nahezu ausschliesslich aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt Durch die gestiegene Produktionsmenge ist der Glycerinpreis stark gefallen Damit wird Glycerin auch fur neue Anwendungen interessant fur die es fruher zu teuer war 10 12 2015 lag die weltweite Jahresproduktion an Glycerin bei ca 4 Millionen Tonnen 10 Gewinnung und Darstellung BearbeitenDie Herstellung kann petrochemisch aus Propen mit den Zwischenprodukten Allylchlorid und Epichlorhydrin oder chemisch als Kuppelprodukt bei der Verseifung von naturlichen Fetten und Olen zur Gewinnung von Seifen Alkalisalze der Fettsauren geschehen Fruher wurden dazu vor allem tierische Fette eingesetzt Inzwischen werden grosse Mengen Glycerin als Nebenprodukt der Biodieselherstellung erzeugt Dies geschieht durch eine Umesterung von meist pflanzlichen Olen mit Methanol Ein Fettmolekul Triacylglycerid wird mit drei Methanolmolekulen zu Glycerin und drei Fettsauremethylestern FAME umgesetzt nbsp Schematisches Beispiel fur die saurekatalysierte Umesterung eines naturlichen Triglycerids oben in Fetten und Olen Der blau markierte Fettsaurerest ist gesattigt der grun markierte ist einfach der rot markierte dreifach ungesattigt Bei der Gleichgewichtsreaktion wird Glycerin abgespalten und es entsteht FAME unten ein Gemisch von Fettsauremethylestern im Beispiel drei verschiedene nbsp GlycerinAuch eine biotechnologische Herstellung durch Fermentation ist moglich Hefen konnen durch Sulfitzusatz die Garung von Ethanolbildung auf Glycerinbildung umstellen Als Substrat wurde oftmals Melasse verwendet da diese neben einem hohen Anteil an Zucker auch viel Sulfit enthalt Diese Form der Garung wurde 1918 von Neuberg als 2 Neuberg sche Garungsform bezeichnet 13 Das Verfahren geht auf Carl Neuberg zuruck wurde von Karl Ludecke und Wilhelm Connstein von den Vereinigten Chemischen Werken in Berlin Charlottenburg entwickelt und war im Ersten Weltkrieg in Deutschland von grosser Bedeutung fur die Sprengstoffproduktion Glycerin ist in unterschiedlichen Reinheiten im Handel erhaltlich Fur industrielle Zwecke wird es als Rohglycerin und fur pharmazeutische Zwecke Pharmaglycerin in den Qualitaten 99 8 99 5 und etwa 86 prozentig angeboten 86 prozentig mit 14 Wasser ist es wegen des stark erniedrigten Schmelzpunkts 10 C und der niedrigeren Viskositat ca 100 mPa s technisch einfacher zu handhaben Die Aufbereitung erfolgt durch mehrstufige Destillation Desodorierung und Filtration 14 Hochreines synthetisches Glycerin stammt nicht aus tierischen oder pflanzlichen Vorprodukten und wird besonders in qualitatssensiblen Bereichen der Pharmaindustrie sowie der Kosmetik und Lebensmittelindustrie eingesetzt 15 Mit den heutigen Herstellungsmethoden zahlt Glycerin als vegan vegetarisch 16 Eigenschaften BearbeitenPhysikalische Eigenschaften Bearbeiten Glycerin ist bei Raumtemperatur eine farb und geruchlose leicht viskose und hygroskopische Flussigkeit die susslich schmeckt Glycerin hat eine Viskositat von 1480 mPa s 20 C In der Physik ist Glycerin vor allem fur seine geringe Kristallisationstendenz bekannt 17 18 Das heisst beim Abkuhlen kristallisiert es in der Regel nicht sondern bildet eine sogenannte unterkuhlte Flussigkeit Deren Viskositat steigt mit abnehmender Temperatur kontinuierlich an bis Glycerin unterhalb einer Glasubergangstemperatur von etwa 185 K 88 C 19 in einer nicht kristallinen amorphen Struktur erstarrt Vom physikalischen Standpunkt ist Glycerin unterhalb 185 K somit ein Glas Temperaturabhangige physikalische Messungen an Glycerin und anderen unterkuhlten Flussigkeiten werden daher oft zur Untersuchung des theoretisch bislang nur unvollstandig verstandenen Glasubergangs genutzt 17 19 Dies erfordert bei Glycerin Messungen von Raumtemperatur bis etwa 185 K Dies ist technisch deutlich einfacher zu bewerkstelligen als Messungen bei etlichen hundert Grad Celsius die bei Untersuchungen von konventionellen Kalk Natron Glasern mit Glasubergangstemperaturen von etwa 500 800 C notig waren Chemische Eigenschaften Bearbeiten Glycerin bildet unter Hitzeeinwirkung weissen Dampf Beim Erhitzen unter Sauerstoffmangel zersetzt es sich zu dem in Wasser gut 267 g l loslichen sowie giftigen ungesattigten Aldehyd Propenal das auch Acrylaldehyd oder Acrolein genannt wird Mit festem Kaliumpermanganat reagiert es unter Selbstentzundung vollstandig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser Als Nebenprodukte entstehen bei dieser Reaktion auch Braunstein und Kaliumcarbonat Von wassrigem Kaliumpermanganat wird es nur bis zur Mesoxalsaure oxidiert CSB Titration durch Manganometrie Sicherheitstechnische Kenngrossen Bearbeiten Glycerin bildet bei hoherer Temperatur entzundliche Dampf Luft Gemische Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei 191 C 4 20 Der Explosionsbereich liegt zwischen 2 6 Vol 99 g m3 als untere Explosionsgrenze UEG und 11 3 Vol 435 g m3 als obere Explosionsgrenze OEG 4 21 Die Zundtemperatur betragt 400 C 4 21 Der Stoff fallt somit in die Temperaturklasse T2 Verwendung BearbeitenLebensmittel und Kosmetik Bearbeiten nbsp Glycerin dient als Feuchthalteprodukt beispielsweise in KaugummisWegen seiner wasserbindenden Eigenschaften ist Glycerin in Kosmetikartikeln als Feuchtigkeitsspender enthalten Als Lebensmittelzusatzstoff findet Glycerin unter der Nummer E 422 Anwendung zur Feuchthaltung etwa fur Datteln oder Kaugummi aber auch als Sussungsmittel Auch in verschiedenen Zahnpasten ist Glycerin enthalten Haushalt Bearbeiten Haufig wird Glycerin in das Wasser von Weihnachtsbaumstandern gegeben um den Baum langer frisch zu halten Das Glycerin sorgt fur Frostschutz und fuhrt dazu dass die Nadeln langer halten Glycerin findet aufgrund seiner feuchtigkeitsspendenden Wirkung Verwendung in Lederpflegemitteln und Schuhcremes um Leder glatt und geschmeidig zu halten Auch bei der Herstellung von Flussigkeit fur Seifenblasen wird in der Regel etwas Glycerin hinzugegeben Malerei Bearbeiten Glycerin dient als Feuchthaltemittel in Aquarellfarben entweder allein oder zusammen mit Honig Tabak Zigaretten und Verdampfer Bearbeiten nbsp Glycerin wird zur Nebelerzeugung in E Zigaretten eingesetztGlycerin E 422 wird zusammen mit 1 2 Propandiol als Feuchthaltemittel fur Tabakwaren verwendet nicht zu verwechseln mit der Glycerin Phosphorsaure und deren Natrium Kalium und Magnesiumverbindungen deren Reinheitsanforderungen beispielsweise in Deutschland in deren Tabakverordnung klar definiert sind Im Zigaretten und Pfeifentabak sollen die Feuchthaltemittel vor allem die Lagerungszeiten der Produkte verlangern und die Austrocknung verhindern Shisha Tabak werden von den Herstellern deutlich hohere Mengen an Feuchthaltemitteln zugemischt um einerseits die Verbrennung des Tabaks zu verhindern und andererseits einen dichteren Dampf zu erzeugen Weiterhin findet Glycerin ebenso wie 1 2 Propandiol Verwendung als Liquid in elektrischen Zigaretten in diesem Kontext wird es auch als VG bezeichnet nbsp Nitroglycerin Glycerintrinitrat Industrie und Technik Bearbeiten Glycerin wird als Frostschutzmittel in Mischung mit Wasser als Warmetrager Schmierstoff und Weichmacher verwendet In Nebelfluiden wird es zur Erhohung der Standzeit des Nebels beigesetzt Bei der Herstellung von Kunststoffen Microchips Farbstoffen sowie Zahnpasta wird die Substanz als Reaktant benotigt 14 Bei der Reaktion von Glycerin mit einem Gemisch konzentrierter Salpetersaure und konzentrierter Schwefelsaure entsteht Glyceroltrinitrat Diese Verbindung ist der als Nitroglycerin bekannte Explosivstoff der zusammen mit Kieselgur den Sprengstoff Dynamit bildet Aufgrund der zeitweise deutlich gesunkenen Preise werden neue Anwendungsgebiete fur Glycerin gesucht Neben der Verbrennung sind dabei insbesondere die Nutzung als zusatzliches Nahrmedium Cosubstrat in Biogasanlagen zur Erzeugung von Biogas sowie die Nutzung als Fermentationssubstrat in der Industriellen Biotechnologie Alternativen Weiterhin wird geforscht Glycerin mit Isobuten zu Glycerin tert butylether GTBE analog zu MTBE und ETBE umzusetzen fur den Einsatz als Kraftstoffzusatz 22 Seit 2009 setzt die Volkswagen AG aus alten Frittierfetten gewonnenes Glycerin anstelle von aus Erdol gewonnenem Ethylenglycol als Kuhlmittelzusatz G13 in ihren Fahrzeugmodellen ein 23 Glycerin lasst sich in einem neuen Verfahren unter Einwirkung von Ameisensaure zu einem chemischen Grundbaustein dem Allylalkohol umsetzen 24 Landwirtschaft Bearbeiten Bei steigenden Futtermittelpreisen findet Glycerin als Futtermittel fur Wiederkauer Schweine und Huhner Interesse 14 Medizin Bearbeiten nbsp Glycerinhaltige Zapfchen als AbfuhrmittelGlycerin wird in der Medizin als Arzneistoff zur Behandlung des Hirnodems eingesetzt Dazu wird es als 10 ige Losung infundiert In Form glycerinhaltiger Zapfchen kommt es als Abfuhrmittel Laxans zur Anwendung Die Wirkung entsteht zum einen durch einen reflektorischen Effekt Durch den Kontakt des Glycerins mit der Rektalschleimhaut wird der Defakations reiz gesteigert siehe auch Defakationsreflex Zum anderen wirkt ein osmotischer Effekt Durch den Wassereinstrom in das Darmlumen wird der Stuhl weicher und gleitfahiger Gegenstand medizinischer Forschung ist die Verwendung von Glycerin zur Aufrechterhaltung der menschlichen Hirn und Organfunktionen wahrend einer kunstlichen Absenkung der Korpertemperatur Dies konnte fur langwierige schwierige medizinische Operationen von Bedeutung sein Biologisches Vorbild ist der kanadische graue Laubfrosch Hyla versicolor dessen Korperzellen sich zur Uberwinterung mit Glycerin anreichern 25 Glycerin wird auch im Rahmen des Klockhoff Testes Glycerol Belastungstest zur Diagnose eines Morbus Meniere verwendet Plattformchemikalie in der Chemieindustrie Bearbeiten Glycerin ist eine Plattformchemikalie da es in grossem Umfang biobasiert gewonnen wird und sich chemisch als Synthesebaustein fur zahlreiche verschiedene Endprodukte eignet 10 12 Biologische Bedeutung Bearbeiten nbsp Glycerin dient einigen Insekten wie Hornissen als FrostschutzmittelDie meisten tierischen und pflanzlichen Fette und Ole sind Triacylglyceride Triglyceride Sie bestehen aus dem dreiwertigen Alkohol Glycerin der uber die Hydroxygruppen OH dreifach mit Fettsauren verestert ist Sie sind Energiespeicher im Fettgewebe oder in Samen von Olpflanzen wie Raps Soja Sonnenblume Kokospalmen oder Olpalmen Ahnlich aufgebaut sind Phosphoglyceride Statt der dritten Fettsaure ist eine Phosphatgruppe verestert und an diese ein Rest gekoppelt wie Cholin im Lecithin Somit erhalt das Molekul einen polaren und einen apolaren Bereich was die Bildung einer Membran Zellmembran ermoglicht Nahezu alle naturlich vorkommenden Glycerinderivate weisen die sn Konfiguration auf welche die raumliche Anordnung der Substituenten am mittleren Kohlenstoffatom des Glycerins festlegt 26 Einige Insekten enthalten Glycerin als naturliches Gefrierschutzmittel im Blut um tiefe Temperaturen uberleben zu konnen Hornissen uberleben so bis zu 17 C und arktische Laufkafer bis zu 85 C 3 Gesundheitsrisiken BearbeitenIn Lebensmitteln Bearbeiten nbsp Ein feuchter Wasserpfeifentabak Glycerin dient als FeuchthaltemittelAls Zusatzstoff in Lebensmitteln gilt Glycerin als unbedenklich Er wird von der Food and Drug Administration Lebensmitteluberwachungsbehorde der USA ohne Hochstmengenbeschrankung Erlaubte Tagesdosis als unbedenklich eingestuft 27 In der EU ist es als Zusatzstoff E422 ebenfalls ohne Hochstmengenbeschrankung zugelassen 2017 wurde dies in einer Studie nochmals bestatigt 28 Der physiologische Brennwert von Glycerin liegt bei 17 kJ g bzw 4 kcal g 3 In Wasserpfeifentabak Bearbeiten Glycerin wird neben anderen Feuchthaltemitteln Wasserpfeifentabaken in erheblichen Mengen zugesetzt Eine Untersuchung des Bundesinstituts fur Risikobewertung BfR quantifizierte den Feuchthaltemittelgehalt im Wasserpfeifenrauch und konnte erhebliche Mengen der Feuchthaltemittel Glycerin und Propandiol Propylenglycol nachweisen In der Bewertung der Ergebnisse wurde auf mogliche Gesundheitsgefahren hingewiesen bei denen sich das BfR auf Studien im Zusammenhang mit der Toxikologie von sogenannten TSNAs und PAHs bezieht welche ebenso bei der Benutzung von Wasserpfeifen entstehen und Teils sowohl im Blut als auch im Urin von Rauchern von Wasserpfeifen nachgewiesen wurden 29 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Glycerin Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wiktionary Glycerin Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenEinzelnachweise Bearbeiten Eintrag zu E 422 Glycerol in der Europaischen Datenbank fur Lebensmittelzusatzstoffe abgerufen am 6 August 2020 Eintrag zu GLYCERIN in der CosIng Datenbank der EU Kommission abgerufen am 17 Februar 2020 a b c d e f g h Eintrag zu Glycerol In Rompp Online Georg Thieme Verlag abgerufen am 10 Februar 2013 a b c d e f g h i j Eintrag zu Glycerin in der GESTIS Stoffdatenbank des IFA abgerufen am 20 Marz 2019 JavaScript erforderlich Organikum Organisch chemisches Grundpraktikum 16 Auflage Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1986 S 648 Schweizerische Unfallversicherungsanstalt Suva Grenzwerte Aktuelle MAK und BAT Werte abgerufen am 9 November 2015 Eintrag zu Glycerin in der ChemIDplus Datenbank der United States National Library of Medicine NLM Seite nicht mehr abrufbar Inhalt nun verfugbar via PubChem ID 753 Margarida Bastos Sven Ove Nilsson Maria D M C Ribeiro da Silva Manuel A V Ribeiro da Silva Ingemar Wadso Thermodynamic properties of glycerol enthalpies of combustion and vaporization and the heat capacity at 298 15 K Enthalpies of solution in water at 288 15 298 15 and 308 15 K In The Journal of Chemical Thermodynamics Band 20 Nr 11 1988 S 1353 1359 doi 10 1016 0021 9614 88 90173 5 duden de Glyzerin a b c d e Mario Pagliaro Glycerol The Renewable Platform Chemical Elsevier 2017 ISBN 978 0 12 812205 1 Anita McConnell Wilson George Fergusson 1822 1902 In Oxford Dictionary of National Biography Oxford University Press 2004 online edn May 2009 accessed 19 April 2015 a b Arno Behr amp Thomas Seidensticker Einfuhrung in die Chemie nachwachsender Rohstoffe Vorkommen Konversion Verwendung Springer Spektrum 2018 ISBN 978 3 662 55254 4 5 Das Koppelprodukt der Oleochemie Glycerin S 85 105 Hans G Schlegel Allgemeine Mikrobiologie Herausgeber Georg Fuchs Georg Thieme Verlag Stuttgart 8 vollig uberarbeitete u erweiterte Auflage erschienen im September 2006 ISBN 3 13 444608 1 a b c Was ist Glycerin Memento vom 2 Februar 2010 im Internet Archive Deutsche Melasse Handelsgesellschaft DMH abgerufen am 12 Januar 2010 The OPTIM Advantage Memento vom 25 Mai 2011 imInternet Archive The Dow Chemical Company abgerufen am 12 Oktober 2010 englisch GLYCERIN IST DAS VEGAN a b Andreas Schonhals Friedrich Kremer Achim Hofmann Erhard W Fischer Eckard Schlosser Anomalies in the scaling of the dielectric a relaxation In Physical Review Letters Band 70 Nr 22 31 Mai 1993 S 3459 3462 doi 10 1103 PhysRevLett 70 3459 Alejandro Sanz Kristine Niss Liquid dynamics in partially crystalline glycerol In The Journal of Chemical Physics Band 146 Nr 4 28 Januar 2017 S 044502 doi 10 1063 1 4974831 a b Peter Lunkenheimer Ulrich Schneider Robert Brand Alois Loidl Festkorperphysik Relaxationsdynamik in Glasern In Physikalische Blatter Band 56 Nr 6 2000 S 35 41 doi 10 1002 phbl 20000560609 Chemsafe Datenbank fur sicherheitstechnische Kenngrossen im Explosionsschutz PTB Braunschweig BAM Berlin abgerufen am 20 Marz 2019 a b E Brandes W Moller Sicherheitstechnische Kenngrossen Band 1 Brennbare Flussigkeiten und Gase Wirtschaftsverlag NW Verlag fur neue Wissenschaft Bremerhaven 2003 Entwicklung von GTBE aus Glycerin Bericht im Innovationsreport VW Mitarbeiter verbessern mit innovativem Kuhlmittelzusatz die CO2 Bilanz der Fahrzeugpalette Neue Methode erlaubt Herstellung von chemisch interessanten Grundbausteinen aus Glyzerin und Erythritol Jack R Layne Adrienne L Jones Freeze tolerance in the gray treefrog Cryoprotectant mobilization and organ dehydration In Journal of Experimental Zoology Band 290 Nr 1 15 Juni 2001 S 1 5 doi 10 1002 jez 1030 Gregor Cevc Phospholipids Handbook CRC Press 1993 ISBN 978 0 8247 9050 9 S 2 Sec 182 1320 Glycerin FDA abgerufen am 4 Marz 2018 englisch EFSA Panel on Food 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