Воска сложные эфиры: ВОСКИ • Большая российская энциклопедия

Воска — Липиды

Представляют собой сложные эфиры высших моноатомных спиртов жирного (реже ароматического) ряда и высших жирных кислот. Помимо таких эфиров воска содержат некоторое количество свободных высших спиртов с четным числом атомов (от С₂₂ до С₃₂), свободных высших жирных кислот с очень длинной цепью (от С₁₄ до С₃₄), а также немного насыщенных углеводородов с нечетным числом углеродных атомов (от C₂₁до С₃₇), душистых и красящих веществ. Общее количество этих примесей может достигать 50%. Обнаружены воска как у животных, так и у растений и даже у некоторых микроорганизмов.

Воска выполняют в организме в основном защитную функцию. Они образуют защитную смазку на коже, шерсти и перьях, покрывают листья, стебли, плоды, семена, а также кутикулу наружного скелета у многих насекомых. Восковой налет предохраняет от смачивания, высыхания и проникновения микробов. Опыты показали, что удаление воскового слоя с поверхности плодов приводит к более быстрой их порче при хранении. Воска также являются главным липидным компонентом многих видов морского планктона — источника пищи для океанской фауны.

В состав восков входят как обычные жирные кислоты, содержащиеся в жирах, — пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и др., так и жирные кислоты, характерные только для восков, — карнаубовая С₂₄Н₄₈О₂, церотиновая С₂₇Н5₄О₂ и др.

Среди высокомолекулярных спиртов, входящих в состав воска, наиболее изучены цетиловый спирт СН₃(СН₂)₁₄СН₂ОН, мирициловый спирт С₃₁Н₆₃ОН, n-гексакозанол СН₃(СН₂)₂₄СН₂ОН и др. Среди животных восков наибольшее значение имеют спермацет, ланолин и пчелиный воск.

Спермацет добывается из головы кашалота, где он находится в большом фиброзном мешке в углублении костей черепа и служит кашалоту звукопроводом при эхолокации, является эфиром цетилового спирта и пальмитиновой кислоты.

Спермацет используют в парфюмерии как основу при изготовлении кремов, мазей, так как он очень хорошо всасывается через кожу, как и ланолин — смазочное вещество, покрывающее шерсть овец. По своему строению ланолин является стеридом. Он состоит из смеси эфиров двух стеринов — ланостерина и агностерина и жирных кислот ланолиновой, пальмитиновой, стеариновой и др.

Пчелиный воск вырабатывается специальными железами рабочих пчел. По своему химизму это преимущественно мирицилпальмитат, но в нем есть и другие сложные эфиры, а также свободные жирные кислоты, свободные высшие спирты (цериловый спирт и др.) и углеводороды. В его составе обнаруживаются вещества, обусловливающие цвет и запах, а также минеральные соединения.

Пчелиный воск находит применение в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию пластичности с кислотоустойчивостью, водо- и электроизоляционными свойствами: литейной, кожевенной, автомобильной, авиационной, текстильной, электрической, радио-телефонной, пищевой, фармацевтической, стекольной, парфюмерной, гальванопластике и др.

С древних времен пчелиный воск используют и для медицинских нужд: для приготовления пластырей, мазей, он входит в состав питательных, вяжущих, очищающих, отбеливающих кремов и масок для лица. В отличие от нейтральных жиров воска более устойчивы к действию света, окислителей, нагреванию, хуже гидролизуются.



ВОСК | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• Разновидности и использование.
• Минеральные воски.
• Парафины.
• Озокерит
• Церезин
• Горный воск
• Растительные воски.
• Карнаубский (бразильский) воск.
• Канделила (травяной воск).
• Японский воск, воск лавра, мирта и восковницы.
• Воски насекомых.
• Пчелиный воск.
• Китайский воск
• Воски животных.
• Спермацет (цетин).
• Шерстяной воск (ланолин).

ВОСК, название, применяемое для обозначения группы жироподобных твердых веществ природного или синтетического происхождения; по химической природе это, как правило, сложные эфиры высших одноосновных жирных кислот и высших одноатомных жирных спиртов; ископаемые воски – насыщенные углеводороды.

Разновидности и использование.

По своим свойствам воски напоминают твердые жиры, у них, например, блестящая и жирная на ощупь поверхность. Они плавятся в широком интервале температур (40–90° С) – обычно при более высоких температурах, чем твердые жиры и жирные кислоты. Воск – сложная смесь соединений; в ее состав могут входить углеводороды, жирные кислоты, жирные спирты, сложные или простые эфиры жирных спиртов и глицерина или продукты их разложения. К примеру, японский воск и выделения восковницы (растения из рода Myrica) на самом деле являются жирами, поскольку они состоят главным образом из триглицерида пальмитиновой кислоты. Природные воски могут быть минерального, животного, растительного и морского происхождения. Синтетические воски получаются в результате прибавления невоскообразных или псевдовоскообразных материалов к природным воскам.

Все виды восков используют для сходных целей – для изготовления свечей, цветных карандашей, копировальной бумаги, полировальных составов, косметических средств, кондитерских изделий, жевательной резинки, литья, эмульсий, составов для запечатывания и выделки кож и для придания бумаге и текстилю водоотталкивающих свойств. Воски, как правило, смешивают для получения нужных свойств. Использование добавок в коммерческих восках практикуется часто и допускается, если смесь удовлетворяет определенному набору требований. Дорогие импортные сорта воска, такие, как карнаубский (воск коперниции), тщательно анализируют для выявления подделок.

Минеральные воски.

Парафины.

Сырая нефть является сложной смесью тысяч соединений, большинство из которых представляют собой углеводороды (парафиновые, олефиновые, нафтеновые и ароматические). Парафиновые (насыщенные, или предельные) – устойчивые углеводороды от метана (один углеродный атом) до парафина (С₁₈ – С₃₅). В нефтяной промышленности сырую нефть сначала перерабатывают с целью отделения и очистки нескольких более летучих фракций (бензина, керосина, лигроина и солярового масла). Парафиновый дистиллят представляет собой высококипящую масляную фракцию, из которой парафин выделяют вытапливанием или кристаллизацией из растворителя. См. также ХИМИЯ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ.

Товарный очищенный парафин подразделяется на три сорта по температуре плавления (48–49° C, 50–51° C, 54–56° C). Он устойчив к действию тепла, света и воздуха, хотя при старении слегка обесцвечивается. Обычные растворители жиров растворяют парафин при нагревании, но при охлаждении парафин кристаллизуется из раствора. Кислоты и щелочи на парафин не действуют. Существует еще одна разновидность парафина – аморфный (микрокристаллический) воск, который пластичнее, обладает большей клейкостью и смешивается с добавками, включая масла, без вытапливания.

Парафин является важным компонентом в производстве герметиков, кальки, копировальной бумаги, водонепроницаемого картона, муляжей, цветных карандашей, свечей, мазей, косметических средств, кремов для обуви и мастик для полов. Аморфный, или микрокристаллический, парафиновый воск используется как водостойкий клей для бумаги. Обе формы парафина дешевы и используются как добавки к дорогим воскам воскообразующих насекомых и растений.

Озокерит

образует подземные залежи вместе с нефтью и добывается в штатах Юта и Техас в США, а также в России и Польше. Сырой озокерит для освобождения от посторонних включений расплавляют и промывают водой, а затем кислотой, и отбеливают специальной отбеливающей глиной (фуллерова земля). Товарный озокерит бывает черным, зеленым, желтым или белым, в зависимости от степени отбеливания. Очищенный озокерит плавится при более высокой температуре (от 65° C до 80° C), чем парафин; он почти полностью состоит из высокомолекулярных углеводородов. Кислоты и щелочи на озокерит не действуют. Он прочно удерживает масла и другие добавки. Озокерит нерастворим в летучих спиртах, но растворяется в бензоле, керосине и других углеводородах.

Церезин

– смесь насыщенных, в основном алифатических, углеводородов С₃₆ – С₅₅ – получают смешиванием озокерита с парафином или микрокристаллическим парафиновым воском. Товарный церезин плавится при температурах от 54° C до 77° C в зависимости от количества и сорта парафина, использованного в качестве добавки; применяется в производстве мастик для полов и обувных кремов, для изготовления свечей, покрытий для бумаги, водостойких пропиток, цветных карандашей и копировальной бумаги.

Горный воск

занимает промежуточное положение между растительными и минеральными восками, получают его из лигнитов (бурых углей). Окраска неочищенного горного воска варьирует от бурой до черной. Для очистки его промывают кислотой и обрабатывают отбеливающей глиной. Очищенный горный воск слегка окрашен и при нагревании пахнет битумом или асфальтом. Он хрупок и тверд, устойчив к царапанью, приближаясь в этом отношении к карнаубскому воску. Благодаря этим свойствам, горный воск применяют в полировальных составах, для производства свечей и для повышения температур плавления более мягких восков.

Растительные воски.

Карнаубский (бразильский) воск.

Южноамериканская пальма Copernicia cerifera выделяет из листьев желтоватый воск. Порошкообразный хрупкий воск сметают или соскабливают с высушенных на солнце листьев и промывают кипятком, затвердевший воск отделяют, получая товарное сырье. При необходимости его подвергают дальнейшей очистке и отбелке. Карнаубский воск плавится при 85–90° C и является самым твердым и устойчивым из природных восков. По химической структуре это настоящий воск; он состоит почти целиком из мирицилового эфира церотиновой кислоты и небольших количеств соответствующих кислоты и спирта, образующихся в результате гидролиза в процессе обработки. Коммерческое применение основано на его способности улучшать характеристики более дешевых восков, повышая их температуры плавления, уменьшая липкость и увеличивая блеск.

Канделила (травяной воск).

Добывают его с поверхности стреловидных листьев мексиканского кустарника Euphorbia antisyphilitica. Твердость этого воска приближается к твердости карнаубского и значительно больше, чем у пчелиного. Очищенный продукт имеет светлый цвет и приятный запах, в нем содержится около 65% углеводородов и спиртов и 35% сложных эфиров и кислот. Его чаще всего используют в качестве добавок к карнаубскому воску.

Японский воск, воск лавра, мирта и восковницы.

Эти воски являются в действительности жирами – глицеридами пальмитиновой и других высших жирных кислот; получают их из плодов деревьев рода сумах (Rhus gen. ). Эти воски полностью омыляются щелочью, вот почему их, помимо прочего, часто применяют как сырье для мыловарения.

Воски насекомых.

Пчелиный воск.

Обычная медоносная пчела выделяет воск и использует его для строительства сот. При промышленной переработке пчелиного воска соты кипятят в воде и воск снимают с поверхности. Дальнейшая очистка и отбеливание дают светло-желтый воск с бальзамическим запахом. Чистый пчелиный воск – это в первую очередь мирициловый эфир пальмитиновой кислоты и цериловые эфиры церотиновой кислоты; в нем содержится около 50% неомыляемых веществ, в том числе спиртов и углеводородов. По свойствам пчелиный воск напоминает микрокристаллический парафиновый, который часто добавляют к пчелиному. Его используют для тех же целей, что и другие воски.

Китайский воск

представляет собой выделения червеца Coccus ceriferus, остающиеся в виде налета на ветвях ясеня и вечнозеленых деревьев, растущих в юго-восточной Азии; состоит преимущественно из эфира церотиновой кислоты и церилового спирта, но содержит также некоторые свободные спирты и углеводороды. Он уступает карнаубскому воску по твердости и менее пластичен, чем пчелиный воск.

Воски животных.

Спермацет (цетин).

В голове кашалота имеется фиброзный мешок – полость, заполненная спермацетовым маслом, в котором содержится от 8 до 20% спермацета. Его отделяют от масла вымораживанием и фильтрованием или кристаллизацией из растворителей. Спермацет кристаллизуется в виде блестящих, жирных на ощупь пластинок. Он состоит из цетилпальмитата и свободного цетилового спирта. Спермацет слишком мягок для полирующих составов или восковых покрытий, но используется для свечей, мазей и кремов. Из него получают цетиловый спирт для производства синтетических детергентов.

Шерстяной воск (ланолин).

При промывке овечьей шерсти получают мягкий жирный мазеобразный воск, сильно окрашенный и с неприятным запахом. Сырой шерстяной жир является побочным продуктом промывки шерсти и может быть извлечен путем экстракции растворителями из моечных стоков или из самой шерсти. Хотя при обработке шерсти образуются тонны шерстяного жира, лишь сравнительно небольшие его количества выделяют и превращают в очищенный ланолин. Это жирный воск, содержащий свободный холестерин, ланостерин и родственные им стерины, а также их эфиры с жирными кислотами. Ланолин легко образует эмульсии, что делает его очень ценным компонентом для приготовления мазей, кремов и косметики.

Эфиры воска | Киберлипид

ВОСК И ПРОЧИЕ ЭФИРЫ

Воски — это общий термин, используемый для обозначения смеси длинноцепочечных неполярных липидов, образующих защитное покрытие (кутин в кутикуле) на листьях и плодах растений, а также у животных (воск медоносных пчел, кутикулярные липиды насекомых, спермацет кашалоты, липиды кожи, копигиальные железы птиц, депо жира планктонных ракообразных), водоросли, грибы и бактерии. Некоторые воски имеют минеральное происхождение. Горный воск происходит из черни или лигнита, этого окаменелого соединения, представляющего собой позднюю стадию превращения растительности в углеводороды.

Различные материалы, называемые восками, не образуют химически однородной группы. Все воски представляют собой водостойкие материалы, состоящие из различных веществ, включая углеводороды (нормальные или разветвленные алканы и алкены), кетоны, дикетоны, первичные и вторичные спирты, альдегиды, сложные эфиры стеролов, алкановые кислоты, терпены (сквален) и моноэфиры (сложные эфиры воска). , все с длинными или очень длинными углеродными цепями (от 12 до примерно 38 атомов углерода) и твердые в широком диапазоне температур (температура плавления между 60 и 100°C).
Чаще всего воски представляют собой сложные эфиры спирта, отличного от глицерина (спирт с длинной цепью, стерол, гидроксикаротиноиды, витамин А) и кислоты с длинной цепью (сложные эфиры воска). Восковые эфиры омыляются горячими щелочными растворами и дают жирную кислоту и спирт. Они растворимы в ароматических растворителях, хлороформе, простых и сложных эфирах и кетонах.

R1 и R2 обычно содержат от 10 до 20 атомов углерода или более. Примерами восковых эфиров являются: додецилгексадеканоат (лаурилпальмитат), октадецилоктадеканоат (стеарилстеарат) и т. д. Кислотная или спиртовая цепь может быть ненасыщенной. У растений и некоторых водорослей фитол может быть спиртовым компонентом сложных эфиров, защищающих листья от высыхания и паразитов. Моноэфиры воска составляют около 25% липидов кожного сала у человека, этот воск характеризуется высоким содержанием необычной жирной кислоты 16:1n-10.
Физические характеристики воска позволили максимально использовать его в различных отраслях промышленности, особенно в косметике. Воск входит в состав многочисленных продуктов личной гигиены благодаря их превосходным смягчающим свойствам. Эфиры воска — это тонкие химикаты, которые производятся в небольших объемах, но имеют высокую цену. Масло жожоба и масло кашалота — это натуральные воски, которые относятся к группе тонких химикатов. Было предпринято несколько попыток синтезировать сложные эфиры воска с дешевыми исходными материалами. Так, воски были синтезированы из пальмового масла путем ферментативной переэтерификации олеиловым спиртом с использованием Lipozyme RM IM в качестве катализатора (9). 0015 Keng PS et al., Ind Crops Prod 2009, 29, 37 ).
В мочепигиальной железе птиц кислоты сложных эфиров воска могут иметь одно- или многоразветвленную цепь (диэфирные воски). Физиологическая функция этих восковых материалов все еще является предметом споров, но они могут способствовать защите птиц от намокания, делать перья гибкими, играть роль противопаразитарных соединений или обеспечивать защиту от ультрафиолетового излучения. Было показано, что уропигиальные воски изменили свою структуру в течение брачного периода с моноэфирного типа на один из двух диэфирных типов.

Воски типа 1 основаны на b-гидроксикислотах от C8 до C16 (R2), этерифицированных жирными кислотами от C6 до C16 (R1) в положении b-гидрокси и жирным спиртом от C16 до C20 (R3) в карбоксильной группе. Эти диэфирные воски C30-C50 были описаны у нескольких куликов ( Rijpstra WI et al., J Nat Prod 2007, 70, 1804 ) и у самок кряквы ( Anas platyrhynchus ) ( Kolattukudy PE et al. , J Lipid). рез. 1987, 28, 582 ). Воски типа 2 основаны на C12-C23 алкан-1,2-диолах (или 2,3-диолах, иногда называемых уропигиолами), этерифицированных кислотами C10-C20 по двум гидроксильным группам. Эти диэфирные воски впервые были описаны у цыплят (9).0015 Хаахти Э.О. и др. J Lipid Res 1967, 8, 131 ), а затем у индейки ( Hansen IA et al. J Lipid Res 1969, 10, 267 ), у фазана ( Phasianus colchicus ) ( Saito K et al. J Biochem 1970, 67, 841 ) и в красном сучке ( Calidris canutus ) ( Sinninghe Damste JS et al., J Nat Prod 2000, 63, 381 ).
В секрете мейбомиевых желез (meibum) идентифицированы различные восковые эфиры ( Бутович И А и др., Lipids 2007, 42, 765-). Тремя наиболее распространенными видами были сложные эфиры жирных кислот С18:1 и жирных спиртов С24:0, С25:0 и С26:0. Как правило, основным соединением на основе С18:1 жирной кислоты и насыщенного жирного спирта является несколько родственных соединений на основе С18:2, С18:3 и С18:4 жирных кислот ( Бутович И. А. и др., J Lipid Res 2009, 50, 2471 ). Мейбум является неотъемлемой частью слезной пленки человека, основная роль которой заключается в защите поверхности глаза от обезвоживания. Среди других предполагаемых функций слезной пленки — противомикробная, смазочная и питательная.
Эфиры воска, выделенные из нижнечелюстного канала морской свинки ( Tursiops gilli ), представляют собой в основном (около 44%) изовалериловые (С-5) производные жирных спиртов ( Varanasi U et al., Biochemistry 1970, 9, 3629 ) Эта уникальная структура может быть связана с функцией липидов нижней челюсти в качестве волновода для внутреннего уха.

Виды полярного зоопланктона известны тем, что запасают сложные эфиры парафина в качестве природных запасов энергии. Так, у антарктической эвфаузииды Thysanoessa macrura отложения воска достигают до 70% от общего количества липидов организма и содержат высокие уровни спиртов 18:1(n-9) и 18:1(n-7) ( Kattner G et al., Mar Ecol. Prog Ser 1996, 134, 295 ). Плотоядные виды зоопланктона характеризуются наличием спиртов с более короткой цепью (14:0, 16:0), тогда как растительноядные виды, такие как каланоидные веслоногие, содержат в основном спирты с длинной цепью (20:1, 22:1).

Триаконтанилпальмитат является основным компонентом пчелиный воск . Пальмитиновая кислота (C16:0) этерифицирована цепью C30, триаконтанолом (или мелиссиловым спиртом).

 Не забывайте, что слово «воск» происходит от староанглийского « weax » для сот пчелиного улья. Таким образом, пчелиный воск можно считать эталонным воском.

У растений внешнее покрытие состоит из полимера гидроксижирной кислоты, называемого кутин . Аналогичным веществом покрывают подземные части и зажившие раневые поверхности растений 9 .0070 суберин . Эти вещества часто смешиваются с другими липидами и образуют сложную смесь, называемую эпикутикулярным воском. Кутин представляет собой липидный полимер, содержащий семейства кислот С16 и С18. Первого больше в растущих частях, второго — в кутикуле медленно растущих растений. Эти кислоты могут быть насыщенными, ненасыщенными, моно- или дигидроксилированными. В структуре кутина существует полиэфирная структура, в которой сшивание зависит от наличия вторичных гидроксильных групп. Было даже высказано предположение, что в клеточной стенке зеленых микроводорослей присутствует биополимер под названием «альгенан», состоящий в основном из линейных полиэфирных цепей, сшитых эфирными мостиками (9).0015 Блоккер П. и др. Фитохимия 1998, 49, 691 ). В некоторых микроводорослях ( Chlorella, Scenedesmus, Tetraedron ) было описано присутствие сложных эфирных восков с длинными цепями (до С80) ( Allard B et al., Phytochemistry 2001, 57, 459 ). Напротив, основные углеродные цепи суберинов представляют собой w-гидроксикислоты и дикарбоновые кислоты , все с очень длинными цепями (> 20 атомов углерода).
Среди наименее полярных компонентов поверхностных липидов растений преобладают углеводороды с нечетным числом углеродных цепей (от С15 до С33). Алифатические спирты в диапазоне С20-С34 также широко распространены в поверхностных липидах растений.
Детальный анализ выявил явные различия между воском на лепестках и других частях растения. Так, было обнаружено, что лепестковый воск содержит необычно высокие концентрации жирных кислот C22 и C24 и первичных спиртов, гораздо более низкие, чем концентрации в восках листьев и стеблей (жирные кислоты C28-C32) ( Buschhaus C., et al., Plant Physiol. 2015, 167, 80 ). Можно предположить, что лепестковый воск, богатый спиртами от C20 до C24, снижает эффективность барьера транспирации, в то же время благоприятно влияя на взаимодействие растений с опылителями.

Сложные эфиры жирных кислот, образованные дикарбоновой кислотой (от 6 до 20 атомов углерода), этерифицированной двумя молекулами насыщенного диспирта (7 атомов углерода), были выделены из сухих экскрементов китайских грызунов ( Trogopterus xanthipes ) ( Yang NY et al. ., Lipids 2009, 44, 849 ). Один из них, показанный ниже, обладает очень сильными антикоагулянтными свойствами. Эти результаты соответствуют традиционному использованию этих экскрементов («фекалии Trogopterus») в народной медицине для лечения аменореи, менструальных болей и задержки лохий.

Один из сложных эфиров жирных кислот из фекалий Trogopterus

Пиретрины представляют собой природные или синтетические органические соединения, обладающие сильным инсектицидным действием. Все они образуются из циклопропановой жирной кислоты, этерифицированной аллиловым спиртом, имеющим циклопентеновое ядро. Основными природными формами являются пиретрин I и II. Они различаются строением группы R кислотного остатка.

Пиретрин I : R = CH ₃
Пиретрин II : R = CO ₂ СН ₃

Пиретрины содержатся во всех частях нескольких видов Chrysanthemum , где они были впервые обнаружены. Сейчас все пиретрины синтезируются химиками из различных предшественников.

Сложные эфиры жирных кислот 3-МХПД могут образовываться из 3-монохлорпропан-1,2-диола в процессе производства жиров и масел при их нагревании с солью до высоких температур. Значительные количества сложных эфиров жирных кислот 3-MCPD были обнаружены во многих пищевых жирах и жиросодержащих пищевых продуктах, например, в смесях для детского питания. Эфиры 3-МХПД были обнаружены во всех рафинированных растительных маслах. Самые низкие уровни наблюдались в рафинированном рапсовом масле (0,3–1,5 мг/кг), а самые высокие — в рафинированном пальмовом масле (4,5–13 мг/кг). Токсикологические данные о эфирах 3-МХПД отсутствуют.

сложные эфиры 3-МХПД

Сложные эфиры глицидола присутствуют в рафинированных маслах. Эти сложные эфиры образуются из добавленных глицидола (стабилизатора) и жирных кислот при нагревании при высокой температуре. Судьба сложных эфиров глицида в пищеварительном тракте человека остается неизвестной. Сам по себе глицидол, вероятно, является канцерогеном для человека, сравнимым с акриламидом.

Сложные эфиры глицидола

Поскольку их содержание в натуральных маслах очень низкое, необходимо использовать очень эффективные методы ( Shimizu M et al. , J Oleo Sci 2010, 59, 535 ).
Поскольку несколько соединений, содержащих аллильную группу (H ₂ C=CH-CH ₂ R), обладают высокой активностью в качестве инсектицидов, акарицидов и средств от насекомых, были синтезированы аллиловые эфиры жирных кислот. В качестве примера, аллиловые эфиры жирных кислот были предложены в качестве консервантов для древесины, аллилпентаноат обладает самой высокой активностью в отношении термитов ( Yoshida S et al., Jpn Patent JP 08133909, 2006). Синтезировано аллиловых эфиров жирных кислот (от 3 до 17 атомов углерода). Все они оказывают овицидное действие на насекомое ( Cydia pomonella ), активность обратно пропорциональна длине алильной цепи ( Escriba M et al., J Agric Food Chem 2009, 57, 4849 ).

У бактерий Mycobacterium spp характерные воски ( фтиоцериновые воски ) были описаны в липидах стенок клеток. Эти воски представляют собой диэфиры фтиоцеролов, включая фтиодиолон и фтиотриол, с микоцерозовыми кислотами. Таким образом, они получили название сложных эфиров димикоцерозата .

m = 20, 22
n = 16, 18
p = 2-5
R = CH ₂ -CH ₃ или CH ₃

Было показано, что эти воски играют роль в вирулентности клетки, а также в ее структуре и проницаемости ( Camacho LR et al., J Biol Chem 2001, 276, 19845; Onwueme KC et al., Prog Lipid Res 2005, 44, 259) .

Обзор восков можно найти в книге, опубликованной в «The Oily Press» Гамильтоном Р. Дж. ( Воски: химия, молекулярная биология и функции, 1995 ).

Воски в основном используются в косметике, в фармацевтической промышленности, в качестве смазок, полиролей, пластификаторов и в пищевой промышленности. Поскольку природные источники восков дороги и ограничены в доступе, их часто синтезируют ферментативными ( Hallberg ML et al., JAOCS 1999, 76, 183 ) или химическими методами ( Aracil J et al., Zeolites 1992, 12, 233 ).

Ниже мы даем описание некоторых восков, имеющих промышленное значение.

Воск животного происхождения

Воск пчелиный

Этот воск представляет собой брюшной секрет пчел ( Apis mellifera ), его цвет зависит от цветов, собранных этими насекомыми. Пчелы использовали его для формирования ячеек улья. Пчелиный воск легко омыляется и эмульгируется из-за содержания в нем свободных жирных кислот, диолов и гидроксикислот.
Его основными компонентами являются пальмитат, пальмитолеат, гидроксипальмитат и олеатные эфиры длинноцепочечных спиртов (С30-32) (от 70 до 80% от общего веса). Отношение триаконтанилпальмитата (или мелиссилпальмитата, спирта С30, этерифицированного жирной кислотой С16) к церотиновой кислоте (С26:0), другому основному компоненту пчелиного воска, составляет 6:1. Также присутствуют этиловые эфиры, наиболее распространенными из которых являются этилпальмитат, этилтетракозаноат и этилолеат (9).0015 Jimenez JJ et al., J Chromatogr A 2004, 1024, 147 ). Алифатические углеводороды (от 10 до 18 % гептакозана и нонакозана и другие соединения с числом атомов углерода от 17 до 35), ненасыщенные углеводороды с числом атомов углерода от 21 до 35 с одной или двумя двойными связями, стеролы (до 2 % в виде холестерина, ланостерол , b-ситостерин), феромоны (гераниол, фарнезол) и терпеноиды. Температура плавления 62-65°С. Сообщалось о хемометрическом методе, основанном на использовании высокотемпературной газовой хроматографии, для обнаружения фальсификации пчелиного воска минеральным парафином (9).0015 Maia M et al., Food Chem 2013, 136, 961 ).
Пчелиный воск используется с древних времен, так как его присутствие было обнаружено на настенных рисунках пещеры Ласко и в египетских мумиях. Древние египтяне использовали его также из-за его клеящих и покрывающих свойств, а также в кораблестроении. В римский период пчелиный воск использовался в качестве гидроизоляционного средства и для обработки окрашенных стен (средство для «фаюмских портретов»). В средние века этот воск был ценен и обменивался как форма валюты. В последнее время пчелиный воск использовался как материал для лепки, как компонент печатей, покрытий, полиролей и свечей.
Мировое производство составляет около 7000 тонн в год и 60% используется в косметике и фармации.

Китайский воск (воск насекомых)

Этот воск выделяют насекомые ( Coccus ceriferus ) и откладывают на ветки деревьев (для производства 1 г китайского воска необходимо 1500 насекомых). Это насекомое культивируется в Китае. Помимо значительного содержания сложных эфиров (около 83%), этот воск содержит некоторое количество свободных кислот, спиртов (до 1%) и углеводородов (от 2 до 3%). Химически сложные эфиры образованы цепями с 46-60 атомами углерода, большинство спиртов и кислот имеют 26 или 28 атомов углерода. Очищенный воск используется для изготовления свечей и полировки.

Воск Шеллак

Этот воск (известный также как лаковый воск) производится кошенильным насекомым ( Tachardia lacca ), обитающим в Индии. Он содержит большую часть жирных эфиров (70-82%), свободных жирных спиртов (8-14%), кислот (1-4%) и углеводородов (1-6%). Сложные эфиры состоят из цепочек от 28 до 34 атомов углерода.
Этот воск используется в лакокрасочной промышленности и может заменить карнаубский воск.

Спермацет кита

Спермацет экстрагируют путем охлаждения (11% исходного масла) из жировых тканей, а также собирают из большой полости головы кашалота ( Physeter macrocephalus ), известный как кашалот. Лобный орган, используемый животным в качестве сонара, содержит около 3 тонн спермацета на 15-метровое животное. Этот продукт содержит жирные эфиры (65-95%), а также триглицериды (5-30%), свободные спирты (1-5%) и кислоты (0-3%). Жировая ткань (9-10 т сала на 15-метровое животное) содержит всего 10-12% воска спермацета. Сложные эфиры жирных кислот образуются в основном из цетилпальмитата (С32) и цетилмиристата (С30). Очищенный спермацет представляет собой легкую массу белых кристаллов, которые можно измельчить в порошок. Его можно сплавлять с пчелиным воском и другими жирными соединениями (маслами, жирными кислотами). Температура плавления 42-50°С.
Спермацет использовался в медицине в Англии (15 век), а затем в косметике, фармацевтике, а также в свечах, но после недавнего международного регулирования, касающегося отлова китов, он больше не производится и не продается. Сейчас его заменяют синтетическим спермацетом, изготовленным из чистого цетилпальмитата или смесей на основе жожоба.

Ланолин (шерстяной воск)

Этот материал выделяется сальными железами овец и собирается из сырой шерсти путем промывания разбавленной щелочью или моющим средством. Немытая шерсть содержит около 10-24% жирных веществ и небольшую долю солей длинноцепочечных жирных кислот. Ланолин содержит жирные эфиры (14-24%), стеролы и сложные эфиры тритерпеновых спиртов (45-65%), свободные спирты (6-20%), стеролы (холестерин, ланостерол) и терпены (4-5%). Гидроксилированные жирные кислоты (главным образом гидроксипальмитат) встречаются в свободной или этерифицированной форме. Цепи жирных кислот содержат от 14 до 35 атомов углерода, многие из них имеют разветвленную цепь ( iso или anteiso конформаций). Температура плавления 35-42°С. Неочищенный ланолин содержит около 17% первичных спиртов и 9% диолов. Среди одноатомных спиртов 9 % имеют нормальную цепь, 38 % принадлежат к ряду iso и 53 % — к ряду anteiso . Две трети диолов относятся к серии iso ( Fawaz F et al., Ann Pharm Fr 1974, 32, 215 ). Среди кислот 27 % являются а-гидроксилированными, 5,2 % — w-гидроксилированными и 4,7 % — полигидроксилированными (9).0015 Fawaz F et al., Ann Pharm Fr 1974, 32, 59 ).
Как пчелиный воск, ланолин используется с очень древних времен в косметике и дерматологии, но на самом деле используется в промышленности (ткани, чернила, смазки).

Воски растительные

Карнаубский воск

Этот воск (известный как «королева восков») выделяется листьями бразильской пальмы ( Copernicia prunifera cerifera ), около 100 г на одно дерево в год. Он содержит в основном жирные эфиры (80-85%), свободные спирты (10-15%), кислоты (3-6%) и углеводороды (1-3%). Особенность карнаубского воска состоит в том, что он содержит этерифицированные жирные диспирты (диолы, около 20%), гидроксилированные жирные кислоты (около 6%) и коричную кислоту (около 10%). Это последнее соединение фенольной кислоты (антиоксидант в свободной форме) может быть гидроксилировано или метоксилировано.
Этот воск является самым твердым и имеет самую высокую температуру плавления среди натуральных восков (температура плавления: 78-85°C) и используется в основном в смеси с пчелиным воском для изготовления различных полиролей для обуви, пола и мебели, а также в косметике (губные помады, кремы). и в пищевой промышленности (глазури для конфет, жевательные резинки, глазури для фруктов…). Он также используется в бумажной промышленности для покрытия бумаги (наиболее широкое применение в США).

Воск Ouricouri

Впервые он был экспортирован из Бразилии в 1937 году, но в последнее время перестал использоваться.
Его экстрагировали из пальмы урикури ( Syagrus coronata, Cocos coronata ) путем соскабливания воска с поверхности листьев. Температура плавления 81-84°С. Урикури по своим физическим свойствам напоминает карнаубский воск, поэтому его использовали в качестве заменителя в чернилах для копировальной бумаги, смазочных материалах для пресс-форм и полиролях.

Масло жожоба

Этот продукт появился в результате давления на правительства с целью заменить спермацет.
Этот жидкий воск (температура плавления: около 7°C) производится путем прессования семян дерева жожоба ( Simmondsia chinensis , Euphorbiacae ), в настоящее время культивируется в Мексике (Сонора), Аризоне и Калифорнии. Выращивание жожоба также проводится в Израиле, Африке, Австралии и Китае.
Образуется исключительно из спиртов, этерифицированных длинноцепочечными жирными кислотами (более 98%) с общим числом атомов углерода от 38 до 44. Жирные кислоты представляют собой 18:1n-9 (около 10%), 20:1n-9 (около 70%) и 22:1n-9 (15-20%), тогда как жирные спирты имеют преимущественно 20 и 22 атома углерода и одна двойная связь.
Масло жожоба очень устойчиво к окислению и широко используется в косметических целях (мыло, шампуни, кремы для кожи, антисолнечные масла). Промышленность использует сульфированное или гидрогенизированное масло в качестве смазки, полиролей, свечей и покрытий. В будущем он может использоваться в качестве средства для контроля пенообразования и низкокалорийной пищевой добавки.

Канделильский воск

Этот воск вырабатывается небольшими кустарниками из Мексики, Euphorbia cerifera и E. antisyphilitica ( Euphorbiaceae ). Воск извлекают путем кипячения растения (для разделения воска и растительного материала). Воск всплывает на поверхность воды, снимается и обрабатывается. Он содержит углеводороды (около 50 % от С29 до С33, в основном С31), сложные эфиры (28–29 %), спирты, свободные жирные кислоты (7–9 %) и смолы (12–14 % тритерпеновых эфиров). Температура плавления 67-79°С. Он использовался в основном в смеси с другими восками для их отверждения без повышения температуры плавления. Этот воск используется в косметике (бальзамы для губ и лосьоны), фармацевтике и пищевых продуктах (E 902, GRAS) для улучшения стабильности и текстуры в качестве заменителя пчелиного воска (температура плавления: 66-71°C). Одним из основных направлений деятельности Candelilla было связующее для жевательной резинки.

Воск эспарто

Этот воск является побочным продуктом кустарного производства бумаги из тростника, известного в северо-западной Африке и на юге Испании как «полутрава», Stipa tenacissima, , он плавится при 73°C. Хотя его состав сильно различается, он содержит углеводороды, сложные эфиры, спирт (C28) и тритерпеноиды.

Японский воск

Этот продукт не является настоящим воском, а больше похож на растительный жир, обнаруженный в ядрах и внешней оболочке ягод видов Rhus и Toxicodendron , в том числе тех, которые дают японский лак. Он содержит большое количество триглицеридов пальмитиновой кислоты (93–97%), длинноцепочечных дикарбоновых кислот, включая цепи C22 и C23 (4–5,5%), и свободных спиртов (12–1,6%). Температура плавления 45-53°С. Этот воск широко используется в Японии в косметике, мазях и для изготовления свечей, но со временем прогоркает.

Масло из рисовых отрубей

Рисовые отруби после помола риса Oryza sativa содержат воск, смешанный с триглицеридами. Температура плавления чистого воска 75-80°С. Он содержит сложные эфиры жирных кислот (от 26 до 30 атомов углерода) и длинноцепочечные спирты (от С26 до С30) и большое количество неомыляемых веществ (55-67%).
Этот воск широко используется в качестве компонента шоколадной глазури, различных покрытий для фруктов и овощей и в качестве губной помады.

Воски минеральные

Озокерит (или озокерит)

Этот воск встречается в пластах лигнита в Галиции в Карпатах, России, Иране и США (Юта). Большая часть озокерита состоит из углеводородов (С20-С32) и имеет температуру плавления около 90°С. Он используется в производстве смазок, губных помад, дезодорантов, полиролей и клеев.

Монтанский воск

Этот воск получают экстракцией растворителем лигнита или бурого угля (полубитуминозного угля). Поскольку он сохранился в угле, это действительно окаменевший растительный воск. Таким образом, он имеет много характеристик, сходных с характеристиками растительных восков. Самое раннее производство в коммерческих масштабах было в Германии во второй половине девятнадцатого века, и Германия по-прежнему поставляет большую часть мирового производства монтанского воска. Состав монтанского воска зависит от материала, из которого его извлекают, но все они содержат разное количество воска, смолы и асфальта. Смолы необходимо удалять экстракцией растворителями (диэтиловый эфир, ацетон). Восковой компонент Монтана представляет собой смесь лонг. цепные (C24-C30) сложные эфиры (62-68 мас.%), длинноцепочечные кислоты (22-26 мас.%) и длинноцепочечные. цепные спирты, кетоны и углеводороды (7-15 мас. %). Монтанский воск твердый и один из самых устойчивых к окислению. Копировальная бумага была крупнейшим потребителем сырого монтанского воска. Наибольшая присутствующая часть (30%) воска Montan используется в автомобильных полиролях. Дополнительными областями применения являются кремы для обуви, электрические изоляторы и смазочные материалы в пластмассовой и бумажной промышленности.

Синтетические воски и сложные эфиры

Поскольку натуральные воски универсальны, их качество и доступность могут различаться, поэтому косметические продукты все чаще включают синтетические воски. Они изготовлены из диэфиров этиленгликоля или триэфиров жирных кислот с длинной цепью (C18-C36). Их температура плавления колеблется в пределах 60-75°C, и их можно использовать для придания жесткости палочкам и изменения кристалличности продукта.

Имея структуру восков, сложные эфиры спиртов и жирных кислот с прямой или разветвленной цепью, но короче, чем у восков, производятся для косметических целей. В зависимости от длины цепи и структурного расположения двух исходных материалов сложные эфиры адаптируются для обеспечения различных физических свойств и типов смягчения.
Сложные эфиры с прямой цепью, такие как цетилпальмитат и цетостеарилстеарат, твердые при комнатной температуре, используются для повышения вязкости эмульсий. Жидкие сложные эфиры с разветвленной цепью, такие как изопропилмиристат или цетостеарилэтилгексаноат, обеспечивают продукты с хорошими растекающимися свойствами. Кроме того, выбор сложного эфира влияет как на растворимость и растекаемость солнцезащитных средств, так и на их способность проникать в кожу.

Précédent

Служба анализа сложных эфиров воска — Creative Proteomics

Сложные эфиры воска получают путем соединения одной молекулы жирного спирта с одной жирной кислотой. Органические кислоты обычно имеют карбоксильную (-COOH) группу. Спирты имеют гидроксильную (-ОН) группу. Органические кислоты и спирты соединяются, образуя сложные эфиры. В восковых сложных эфирах гидроксильная группа жирного спирта присоединяется к карбоксильной группе жирной кислоты, образуя сложноэфирные связи. Существуют различные типы восковых эфиров, основные различия которых заключаются между насыщенными и ненасыщенными типами. Насыщенные сложные эфиры воска обладают более высокой температурой плавления и, вероятно, затвердевают при комнатной температуре. По сравнению с насыщенными сложными эфирами воска ненасыщенные эфиры воска имеют более низкую температуру плавления и более склонны быть жидкими при комнатной температуре. И жирные кислоты, и жирные спирты могут иметь разную длину углеродной цепи. Кроме того, существует множество различных возможных комбинаций жирных кислот и жирных спиртов, и каждая комбинация будет иметь уникальную группу свойств с точки зрения фазового перехода и стерической ориентации.

Жирные кислоты и жирные спирты в природных сложных эфирах воска различаются по длине цепи. Жирные кислоты в сложных эфирах восков, полученных из растений, обычно находятся в диапазоне C12-C24, а спирты в растительных восках, вероятно, очень длинные, обычно C24-C34. Эфиры воска обычно входят в состав кутикулы листьев, моллюсков и членистоногих, предотвращая потерю воды. Такие растения, как пчелиный воск и жожоба, хранят большое количество эфиров воска. Морские организмы, такие как пелагические беспозвоночные, динофлагелляты и рыбы, накапливают эфиры воска низкой плотности, используя свои плавательные пузыри или другие ткани для обеспечения плавучести.

Липазы и карбоксиэстеразы, которые гидролизуют триглицериды, проявляют ферментативную активность в отношении сложных эфиров воска. Кинетические данные показывают, что ЭПК и ДГК в виде восковых эфиров достигают максимальной концентрации примерно через 20 часов после употребления и могут указывать на замедленное всасывание жирных кислот.

В настоящее время ученые Creative Proteomics разработали надежный и воспроизводимый метод с использованием высокочувствительной платформы LC-MS/MS для идентификации и количественного определения сложных эфиров воска в различных типах образцов, который может удовлетворить потребности академических и промышленных исследований. в вашей лаборатории.

Платформа

• ЖХ-МС/МС

Резюме
Идентификация и количественное определение эфиров восков.

Требование образца

• Нормальный объем: 200 UL Plasma, 20 мг ткань, 1E7 клетки
• Минимальный объем: 50 UL, 5 мг ткани, 6E6 клетки

Отчет 9000

9

Отчет 9000

9

Отчет 9000

3

. Отчет 9000

3

. Отчет 9000

• Отчет 9000

  • Отчет 9000

    • . Будут предоставлены необработанные данные, параметры прибора МС/МС и пошаговые расчеты (форматы Excel и PDF).

    • Аналиты указываются как мкМ, при этом CV обычно ~10%.

    Процедура заказа :

    *Если вашей организации требуется подписание соглашения о конфиденциальности, свяжитесь с нами по электронной почте.

    Компания Creative Proteomics, в которой работают опытные ученые-биологи, может предоставить широкий спектр услуг, начиная от подготовки образцов и заканчивая экстракцией липидов, характеристикой, идентификацией и количественным определением.