Danh pháp

Tên chung quốc tế

Glycerol

Tên gọi khác

Glycerin; PROPANE-1,2,3-TRIOL; glyxerin

Tên danh pháp theo IUPAC

Propan-1,2,3-triol

Công thức phân tử

C3H8O3

Khối lượng phân tử

92,09 g/mol

Cấu trúc phân tử

CH2​OH−CHOH−CH2OH

Ba nguyên tử carbon liên kết với nhau theo mạch thẳng. Mỗi nguyên tử carbon đều gắn với một nhóm hydroxyl (-OH).

• Hình dạng phân tử: Glycerol có hình dạng không đối xứng vì các nhóm hydroxyl tạo liên kết hydro mạnh mẽ với nhau và với các phân tử khác. Điều này làm cho nó có tính chất nhớt và hút ẩm.
• Mô hình 3D: Glycerol có cấu trúc không gian với các góc liên kết khoảng 109,5° (gần giống cấu trúc tứ diện), điển hình cho các liên kết trong phân tử có dạng sp³.

Các tính chất đặc trưng

Tính chất vật lý

• Cảm quan: Glycerol là một chất lỏng không màu, không mùi, có vị ngọt
• Khối lượng riêng: 1,261 g/cm³
• Điểm nóng chảy: 17,8 °C (290,9 K; 64,0 °F)
• Điểm sôi: 290 °C (phân hủy nhẹ ở nhiệt độ này)
• Tính tan: Rất dễ tan trong nước nhờ có ba nhóm hydroxyl (-OH), tạo nhiều liên kết hydro. Tan được trong rượu, nhưng không tan trong dầu mỡ hoặc các dung môi không phân cực.
• Độ nhớt (tính lưu biến): Glycerin rất nhớt do liên kết hydro mạnh mẽ giữa các phân tử (1,412 Pa·s)

Tính chất hóa học

Hằng số phân ly pKa = 14,4

• Tính chất của rượu đa chức: Glycerin là rượu bậc 1, có ba nhóm -OH nên thể hiện tính chất đặc trưng của rượu đa chức.
• Phản ứng với kim loại kiềm: Glycerin phản ứng với kim loại kiềm như Na, K, giải phóng khí hydro. Sản phẩm là muối của glycerol (glycerolat).
• Phản ứng ester hóa: Với acid hữu cơ hoặc acid vô cơ (HNO₃, H₂SO₄), glycerin tạo thành các este. Sản phẩm là nitroglycerin, một hợp chất nổ mạnh.
• Phản ứng oxi hóa: Glycerin có thể bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh (như KMnO₄ hoặc K₂Cr₂O₇) để tạo ra acid glyceric hoặc acid mesoxalic.
• Tạo phức với Cu(OH)₂: Glycerin hòa tan Cu(OH)₂ tạo dung dịch xanh lam đặc trưng, chứng tỏ sự có mặt của rượu đa chức.

Tính chất khác

Hút ẩm: Glycerin là chất hút ẩm mạnh, thường được sử dụng để giữ độ ẩm trong mỹ phẩm và dược phẩm.
Tính ổn định: Glycerin ổn định trong điều kiện thường, không dễ bị phân hủy hoặc bay hơi.

Vai trò của Glycerin trong các lĩnh vực

Trong y học và dược phẩm

• Dung môi: Glycerin hòa tan nhiều loại thuốc như Siro ho; các dạng thuốc mỡ, kem bôi,…
• Thuốc nhuận tràng: Glycerin được sử dụng trong thuốc đạn và dung dịch bôi trơn để giảm táo bón.
• Chất bảo quản: Bảo vệ hoạt chất trong các loại thuốc.
• Chất điều vị: chủ yếu dùng để che giấu mùi vị khó chịu của các thực phẩm chức năng, thực phẩm bảo vệ sức khỏe được làm từ dược liệu,….

Trong công nghiệp mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân

Chất giữ ẩm: Glycerin hút ẩm mạnh, giúp duy trì độ ẩm cho da và tóc, thường được sử dụng trong kem dưỡng ẩm, lotion, dầu gội, dầu xả, xà phòng dưỡng da,…
Chất làm dịu da: Glycerin làm mềm da, giảm kích ứng và khô rát.

Trong ngành thực phẩm

• Chất tạo ngọt: Glycerin có vị ngọt nhẹ, không gây sâu răng, thường dùng trong bánh kẹo, Siro, nước giải khát.
• Chất bảo quản: Glycerin giúp giữ ẩm và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm.
• Chất ổn định: Được dùng để hòa tan và đồng nhất các hương liệu, dầu thực vật.

Trong công nghiệp hóa chất

Nguyên liệu sản xuất nitroglycerin: Nitroglycerin, dẫn xuất từ glycerin, là thành phần chính trong thuốc nổ và thuốc chữa đau thắt ngực.
Nguyên liệu sản xuất polyester và nhựa: Glycerin được sử dụng để tạo các hợp chất hữu cơ trong sản xuất nhựa và polymer.

Trong đời sống hàng ngày:

• Chất bôi trơn: Glycerin bôi trơn cho khóa, bản lề, và các dụng cụ nhỏ.
• Chất làm sạch: Thành phần trong dung dịch làm sạch kính, đồ gia dụng.
• Thức ăn bổ sung trong nông nghiệp: Glycerin được thêm vào thức ăn chăn nuôi như một nguồn năng lượng sạch và dễ tiêu hóa
• Chất làm mềm trong dệt may: Glycerin làm mềm vải, da, và giúp các sản phẩm bền đẹp hơn.

Ứng dụng của Glycerin trong xây dựng công thức và kĩ thuật bào chế

• Dung môi và chất dẫn thuốc: Glycerin hòa tan tốt các hợp chất phân cực và tăng khả năng hấp thu của hoạt chất qua niêm mạc. Nó được dùng trong siro thuốc, dung dịch sát khuẩn, sản phẩm nhỏ mắt và nhỏ mũi.
• Chất giữ ẩm và bảo quản: Mang tính hút ẩm, duy trì độ ẩm cho sản phẩm, glycerin ngăn khô cứng và ức chế vi khuẩn, nấm. Ứng dụng trong kem bôi, gel, viên ngậm, và viên nén nhai.
• Tá dược tạo nền: Tạo nền mềm mại, ổn định trong thuốc mỡ, thuốc đặt, và gel, tăng khả năng thẩm thấu và cảm giác mịn màng. Dùng trong thuốc đặt hậu môn, gel trị mụn, gel bôi trơn.
• Chất tạo ngọt và cải thiện vị: Glycerin có vị ngọt nhẹ, không gây sâu răng, cải thiện vị thuốc trong siro ho, thuốc bổ, viên ngậm và thuốc nhai.
• Chất chống đông: Glycerin có khả năng ngăn đông kết trong chế phẩm lỏng, đặc biệt các sản phẩm tiêm truyền và dung dịch chẩn đoán y tế.
• Chất ổn định và đồng nhất: Giữ ổn định cấu trúc nhũ tương và hỗn dịch, ngăn phân lớp, ứng dụng trong nhũ tương dầu-nước và hỗn dịch uống, tiêm.
• Tá dược cải thiện cảm giác sử dụng: Glycerin mang lại cảm giác mềm mại, không nhờn rít, dùng trong gel bôi trơn, sản phẩm dưỡng da và điều trị tại chỗ.
• Tá dược trong kỹ thuật bào chế thuốc viên: Làm mềm vỏ nang gelatin và màng bọc viên thuốc, dùng trong viên nang mềm chứa dầu và viên nén bao phim.
• Hỗ trợ trong công thức y học cổ truyền: Glycerin thay thế ethanol trong chiết xuất dược liệu, phù hợp cho trẻ em và người không dùng được cồn.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

• Độ ổn định

Glycerin có độ ổn định cao trong điều kiện thông thường, không bị oxy hóa hoặc phân hủy khi tiếp xúc với không khí. Nó không phản ứng với nhiều chất hóa học, giúp duy trì tính chất lý hóa của các sản phẩm trong thời gian dài. Glycerin cũng ổn định khi đun nóng nhưng có thể bị phân hủy nếu ở nhiệt độ quá cao hoặc trong môi trường acid mạnh, kiềm mạnh.

• Điều kiện bảo quản

Bảo quản glycerin ở nhiệt độ phòng, nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh sáng trực tiếp.
Tránh để glycerin tiếp xúc với không khí quá lâu để hạn chế hút ẩm từ môi trường.
Đựng trong bao bì kín, làm bằng nhựa hoặc thủy tinh, tránh dùng kim loại có thể gây phản ứng.
Không bảo quản ở nơi có nhiệt độ cao hoặc gần nguồn nhiệt để ngăn ngừa biến chất.

Phương pháp sản xuất

Nguồn gốc tự nhiên

• Chiết xuất từ dầu thực vật: Glycerin tự nhiên có thể được thu nhận từ các loại dầu thực vật như dầu hạt cải, dầu cọ, dầu đậu nành hoặc dầu cây cỏ. Quá trình chiết xuất này thường bắt đầu bằng cách ép hoặc chiết xuất dầu từ các hạt thực vật, sau đó glycerin được tách ra thông qua các phản ứng hóa học như xà phòng hóa (saponification) hoặc tẩy mỡ (transesterification), trong đó glycerin là sản phẩm phụ.
• Chiết xuất từ chất béo động vật: Glycerin cũng có thể được lấy từ các chất béo động vật như mỡ lợn, mỡ bò, hoặc dầu cá. Quá trình tương tự cũng được áp dụng, sử dụng các phương pháp như xà phòng hóa hoặc tẩy mỡ để phân tách glycerin từ các chất béo này.

Sản xuất công nghiệp

• Quá trình xà phòng hóa: Đây là một phương pháp phổ biến trong sản xuất glycerin công nghiệp. Trong quá trình này, dầu hoặc mỡ (có thể từ thực vật hoặc động vật) được phản ứng với kiềm (thường là natri hydroxide – NaOH). Phản ứng này tạo ra glycerin và xà phòng (muối của axit béo). Sau khi phản ứng hoàn tất, glycerin được tách và tinh chế.

Triglyceride + 3NaOH → 3Xà phòng (muối acid béo) + Glycerin

• Quá trình thủy phân: Phương pháp này cũng được sử dụng trong sản xuất glycerin công nghiệp. Quá trình này gồm việc phân hủy triglyceride (mỡ và dầu) bằng nước và nhiệt độ cao cùng với kiềm (NaOH hoặc KOH) làm chất xúc tác. Phản ứng này giải phóng glycerin và các axit béo tự do.

Triglyceride + 3H2O (nhiệt, kiềm)  → Glycerin + 3acid béo

Hai phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất glycerin, đặc biệt là trong sản xuất xà phòng và biodiesel, nơi glycerin là một sản phẩm phụ.

Biện pháp an toàn lao động

Mặc dù chất này có tính an toàn và không gây độc hại trong hầu hết các trường hợp, nhưng để đảm bảo an toàn tuyệt đối, người lao động cần tuân thủ nghiêm túc các yêu cầu quy định về an toàn lao động khi sử dụng glycerin.

Một vài sản phẩm có chứa Glycerin

Glycerin là một thành phần phổ biến trong nhiều sản phẩm, từ mỹ phẩm đến dược phẩm và thực phẩm, nhờ vào tính chất giữ ẩm, làm mềm và an toàn khi sử dụng. Một vài sản phẩm phổ biến có chứa glycerin như: thuốc Anttrĩ 9 Plus,  Collagen + C Glutathione 16000mg của Công ty Cổ phần Dược phẩm MediUSA, sản phẩm kem dưỡng da Aloins Eaude Cream S, Gel HemoCream 20g,…

Tài liệu tham khảo

1. Becker LC, Bergfeld WF et al (2019). Safety Assessment of Glycerin as Used in Cosmetics, Pubmed. Truy cập ngày 26/12/2024.
2. Chuyên gia Pubchem (2004). Glycerin, NCBI. Truy cập ngày 26/12/2024.