química orgánica industrial

21/4/2015 QumicaOrgnicaIndustrial

http://www.eii.uva.es/organica/qoi/tema10.php 1/14

Contenido

MateriasPrimasGrasas,aceitesycerasIndustriadelacelulosaElCOenlaindustriaDerivadosdeletilenoAlcoholesDerivadosvinlicosDerivadosdelpropenoDerivadosdehirocarburosaromticosAgentestensoactivosColorantesypimentosIndustriaagroqumicaLubricantesDisolventesindustriales

Laindustriadelosagentestesoactivos

Autor:AscensinSanzTejedor

Lossistemastensoactivosposeenunenormeintersindustrialdebidoasusmltiplesaplicacionestecnolgicas.Todoslossectoresdelaindustriaqumicalosutilizanenlaproduccinoenlaaplicacindesusproductos.Sonfundamentalesenlaindustriafarmacutica,alimentaria,cosmtica, textil,depigmentosypinturasy lubricantesentreotras.La industriade losagentes tensoactivosconsumegrandescantidadesdemateriasprimaspetroqumicastalescomoalcanoslineales,1alquenos,nalcoholes,alquilbencenosyxidodeetilenoentreotrosydegrasasnaturales.

Aproximadamenteseconsumenenelmundounos6000millonesdetoneladasdecompuestostensoactivoscadaao.

1.Anfiflicos.

Elintersdeloscompuestostensoactivosradicaensucarcteranfiflico.Unamolculaesanfiflicacuandoposeeunadobleafinidadpolarnopolaresdecir,enlapresenciaenunamismamolculadedosomsgruposconpropiedadesantagnicasrespectodeunmismodisolvente.Todaslassustanciasanfiflicastienenunaestructuramolecularcomnquetienedospartes:ungrupopolarquecontieneheterotomoscomoO,S,PNqueseencuentranengruposalcohol,cido,sulfato,sulfonato,fosfato,amina,amida,etc,yungrupoapolar opocopolarqueesengeneral ungrupohidrocarbonadode tipoalquil o alquil benceno, yquepuede contenereventualmentetomosdehalgenouoxgeno.Lapartepolarposeeafinidadporlosdisolventespolares,enparticularporelagua,ysedenominacomnmentelapartehidrfilaohidroflica.Porelcontrarioelgrupoapolarsellamalapartehidrfobaohidrofbica,obienlipoflica(delgriego"phobos",elmiedo,y"lipos",lagrasa).

As,lasmolculastensoactivas,debidoasucarcteranffilicoposeenlapropiedaddesolubilizarmolculaspolaresynopolares.Lasfrmulassiguientesmuestrandosmolculasanfiflicascomunesutilizadascomoagentesdelimpieza(Figura1).

Enpresenciadeaguauotrosdisolventespolaresoapolares lasmolculasanfiflicas seautoagreganespontneamenteadoptandodiversasmorfologas(esfrica, laminar,cilndrica,espiral...)condiferentesgradosdecurvaturaydimensionescaractersticas.Estasasociacionessedebenadbiles interacciones intermoleculares(vanderWaals,puentesdehidrgeno,etc).Porello, laentalpadeformacindeestosagregadosespequeay,portanto,sepuedecontrolarsuformaytamaomodificandoparmetrostalescomolaconcentracindeanfiflicos,latemperatura,elpH,etc.Losagregadosconestructuralaminarsonlabasedeloscristaleslquidos.

QumicaOrgnicaIndustrial



Losanfiflicostienemuchaspropiedadesyselesclasificasegnsusaplicaciones:jabones,detergentes,dispersantes,emulsionantes,espumantes, bactericida, inhibidores de corrosin, antiesttico, etc. o segn el tipo de estructuras que forman: membranas,microemulsines,cristallquidos,liposomasogeles.

2.Sustanciastensoactivas.Clasificacin.

Delhechodesudobleafinidad,lasmolculasanfiflicas"noseacomodanbien"enelsenodeundisolvente,seaesteapolaropolar,puestoqueexistir siempreuna interaccinqueno ser satisfecha.Esporestoque lasmolculasanfiflicasmuestranuna fuertetendenciaamigraralasinterfases,deformatal,quesugrupopolarseencuentredentrodelaguaysugrupoapolarseencuentreorientadohaciaundisolventeorgnicoapolaroenlasuperficiearea.Losgruposhidrfilosestnsolvatadosenlaparteacuosayloslipfilosestnordenadosenlafaseapolar(aireograsaFigura2).

Endisolucionesdiluidasacuosasseformaunacapamonomolecularenlasuperficiecomolamostradaenlafigura2.Amedidaqueaumentalaconcentracindelasustanciatensoactiva,susmolculasseorientanenelsenodelaguaformandomicelasconstituidaspor25a200cadenas(Figura3).

Debidoaestaorientacinalgunasmolculasanfiflicastienenlapropiedaddedisminuir latensinsuperficialenunainterfaseaireagua o grasaagua estasmolculas reciben el nombre de sustancias tensoactivas. Es necesario hacer resaltar que no todos losanfiflicos poseen tal actividad, para que esto suceda es necesario que lamolcula poseapropiedades relativamente equilibradas,quieredecir,quenoseanidemasiadohidrfilanidemasiadohidrfoba.

Segnelcarcterdelextremohidrfilolasmolculastensoactivasseclasificanenaninicas,catinicas,noinicasyanfteras.

Algunosejemplosdemolculastensoactivassonlossiguientes:



Comoconsecuenciadeestadisminucindelatensinsuperficialestassustanciastienenlassiguientespropiedades:

poderdetergenteocapacidadparaeliminarlasuciedadylagrasadeunasuperficie(piel,tejidoetc.)poderemulgenteocapacidadparaproducirdispersionescoloidalesdegrasaenmedioacuosoodeaguaenmediodegrasapoderespumgenoquedalugaralaformacindeespumayactividadmojantequehacequeelaguaimpregneunasuperficiedeformahomognea.

Elpoderdetergenteylacapacidadparaformaremulsionestienenelmismoprincipio,lasmolculasdetensoactivoseadsorbensobrelaspartculasdeaceiteograsaeliminndolasdelasuperficieenelprimercaso,yformandomicelasestables,enelsegundo,debidoalarepulsinentrepartculasconcarganegativa.Elpoderespumgenosedebeaqueunasuperficieacuosaprotegidaporunacapalipfilaenvuelveburbujasdeaire(Figura5).

El podermojantede lasdisolucionesacuosas tensoactivas sedebeal "anclaje"de las cadenas lipfilas sobre la superficieque sedeseamojaras,porejemplo,sefacilitalaimpregnacindelostejidosenlasoperacionesdeteidoodelavadoenlaindustriatextil,oseimpidequelasdisolucionesplaguicidasqueseaplicansobrelashojasdelasplantasformengotasqueresbalansinadherirse,locualanularalaeficaciadeltratamiento.

Debido a estas propiedades las sustancias tensoactivas tienen aplicaciones tcnicas muy importantes. As la mayor parte de lostensoactivos fabricados se destinan a detergentes que se usan en composiciones con otros productos coadyuvantes. Otrasaplicaciones son la preparacin de emulsiones (principalmente en alimentos, cosmticos, pinturas acrlicas, preparacionesinsecticidas),laseparacindemineralesporflotacin,comobactericidas,enlaperforacindepozospetrolferosyenmuchasotrasaplicaciones.

Elmercadodelostensoactivosserepartedelamanerasiguiente:

33%Jabones,carboxilatos,lignosulfonatos,donde:50%jabonesdeusodomestico35%jabonesdeusoindustrial.

22%Detergentessintticosdeltiposulfonatoosulfato,donde:50%usodomstico(polvos,lquidos)17%industriapetrolera7%aditivosdecementos4%agroalimentos3%cosmticos,productosfarmacuticos

40%Noinicosetoxilados,donde:40%alcoholesetoxilados20%alquilfenoletoxilados15%teresdecidosgrasos10%derivadosdeaminasodeamidas

4%Catinicos,sobretodoamonioscuaternarios1%Anfteros,sobretodobetanasyderivadosdeaminocidos.

3.Procesodedetergencia.

Unsistemadetergenteeficazdeberealizardosfunciones,desprenderlasuciedaddelasuperficiealimpiar,ydispersarlasuciedadenellquidodelavado,detalmodoqueelsustratolimpiopuedasepararsedellquidodelavadosinquelasuciedadsedepositesobrel.Laclavedeambosrequisitosradicaenlanaturalezadelasinterfasesentreelsustrato,lasuciedadyellquidodelavado.Porellolosdetergentescontienenmolculasquesonadsorbidasporstassuperficies,modificandolatensinsuperficialdelasinterfases.



El proceso de limpieza de un detergente se basa, primero, en la rotura de la capa de grasa, por medios mecnicos (agitacin,restregado, vibraciones...) para formar gotitas microscpicas y, segundo estabilizacin y dispersin en agua de dichas gotitas alquedarcubiertasporlasmolculasdedetergente.Laspartculascoloidalesdegrasaquedanenvueltasporcargasnegativashidrfilasquesesolvatanyserepelenentres,impidiendosureagrupaciny,estabilizandoasladispersin(Figura6).

Efectosolubilizadorde losagentes tensoactivos:a)Lamugregrasientaentraencontactocon lasolucinde tensoactivob)Losextremoshidrofbicosdelasmolculasdetensoactivosedisuelvenenlagrasac)Eltensoactivomodificaelngulodecontactoentre lasuciedadyelsustrato.Si (



agentesdelimpiezaparalavadorasylavavajillas.

4.1.Detergentessulfonadosysulfricos.

Encuantoalosderivadosulfonadosactualmentesefabricancincotiposdedetergentessulfonadosysulfricos:

Alquilsulfonatos(SASoWAS):R(CH2)nSO3Na+

Alquilbencenosulfonatos(LABS):R(CH2)nC6H4SO3Na+

Alquenosulfonatos(AOS):R(CH2)nCH=CHCH2SO3Na+

Alquilsulfatos(AS):R(CH2)nOSO3Na+

Alquilpolioxietilensulfatos(AES):C14H29(OCH2CH2)nOSO3Na+

Lacadenanopolartienealmenos10carbonos.Laprimerafaseindustrialeslaobtencindelacadenacarbonada,yenunasegundafasesellevaacaboelprocesodesulfonacin.Elprimerprocesoserealizaenlasindustriaspetroqumicasyelsegundoenempresasespecficasdedetergentes.Lasprincipalesmateriasprimasparadetergentesson.

lasparafinasdelpetrleo(slohidrocarburoslineales)bencenoetileno(1alquenosyalcoholeslinealesyprimariosobtenidosdesdeetilenoporelprocesoAlfol)grasasyaceitesvegetales(un10%deltotaldelaproduccin)

Los detergentes con cadenas ramificadas no pueden ser degradados por las bacterias que depuran las aguas y dan lugar a unacontaminacinpersistentedelmedio.Porellosefabricandetergentesenlosquelacadenadehidrocarburoeslinealloscualessonbiodegradables.

4.2.Obtencindelacadenaysulfonacin.

ALQUILSULFONATOS(SAS)

Laslargascadenaslinealesseobtienendelasparafinascreasdelpetroleo.Lasparafinasseseparandelqueroseno(C10C16)pordisolucinenmezclasdemetiletilcetona/toluenoodediclorometano/1,2dicloroetanoyposteriorenfriamiento,conloqueprecipitanloshidrocarburosdemayormasamolecular.Lasnparafinasseaslandesus ismeros ramificados,hacindolaspasarpor tamicesmoleculares (zeolitas) con poros del orden de 5 , que permiten la adsorcin demolculas de alcanos lneales (penetran en loshuecosdelaresinaporquesudimetroesdeunos4,7).Lasmolculasramificadasnopuedenpenetrarenellasdebidoasumayordimetro.LasnparafinasseextraendelaszeolitasconpentanouotrodisolventedebajaTb.Aproximadamenteseobtienenalao1,2millonesdetoneladasdenparafinasenelmundo.Engeneralsonbuenosagentesdeflotacin.

LasulfonacindelosalcanossehaceconSO2msO2(sulfoxidacin).ElreactorseirradiaconluzUVdeunalmparaoconrayos(deunafuentede60Co27lareaccinsigueunmecanismoderadicales.LoscidossulfnicosobtenidosseneutralizanconNaOHysesecanenatomizadoresparaobtener los sulfonatos sdicosenpolvoqueseusanen losdetergentesdomsticosoen la industriatextil.Sonpocosensiblesaladurezadelasaguas.

ALQUILBENCENOSULFONATOS(LABS)

La obtencin de alquilbencenos desde parafinas se realiza en dos pasos primero las parafinas se halogenan con cloro y lascloroparafinas resultantes se someten a deshalogenacin para dar los alquenos correspondientes. Se puede acceder a estosdirectamente por deshidrogenacin. Los alquenos resultantes se tratan con benceno en AlCl3. Controlando las condiciones dereaccinsepuedeconseguirquelamolculadebencenoquedeenposicincentralenlacadenadehidrocarburo.Losalquilbencenos



enposicionescentralesdandetergentesmsespumgenosquesonpreferidosenmuchasaplicaciones.

LasulfonaciondelosalquilbencenosterminalesserealizaconSO3gaseoso.ElSO3semezclaconaire(4%deSO3)yseintroduceenun reactorenelquecaeelhidrocarburoen flujo laminar.La reaccinesmuyexotrmicayexigebuena refrigeracin.Loscidossulfnicos se tratan con NaOH y se secan con atomizadores para obtener los sulfonatos de sodio en polvo que se usan comodetergentesdomsticosycomoagentesemulsionantesdeasfaltos.

Los detergentes sulfonados demayor consumo, hasta ahora, son los obtenidos por sulfonacin de alquilbencenos, constituyen elcomponenteprincipaldelamayoradelosdetergentesdomsticos.Sebiodegradanlentamenteporqueelrestofeniloesresistente.LosLABSdesodiosonsolublesenelaguahastaC16,peroelmximopoderdetergenteseobtieneparaC12C14.LosLABSenC9C12seutilizancomoagenteshumectantes,mientrasquelosC15C18seutilizancomoemulgentes.LautilizacindelosLABSenlosproductos deusodomstico representa alrededor del 50%del total. Entre otras aplicaciones, se puede citar la polimerizacin enemulsin(poliestireno,polimetacrilato),losconcentradosautoemulsionantesdeusoagrcola,lasespumasslidasoelastmeras,ladispersindepigmentosylaemulsindepinturaspolivinlicas,ladetergenciaindustrial,larecuperacindelpetrleo,ladetergenciaenmedioorgnico,etc.

Losalquilbencenosulfonatosdecadenamuycorta: tolueno,xileno,etilopropilbencenosulfonatossedenominanseutilizancomohidrtropos. Estos hidrtropos son anffilos no tensoactivos, que se incorporan a la superficie de las micelas, para producir unacosolubilizacin y romper estructuras gelificadas. Los hidrtropos se utilizan en las pastas para reducir la viscosidad y en losdetergenteslquidosparaevitarlasprecipitacionesabajastemperaturas.

ALQUENOSULFONATOS(AOS)

Las (olefinas lineales de C6C20 se obtienen por polimerizacin de etileno con un catalizador tipo Ziegler de Al(CHmolculasdeetilenoquedanfijadasalcatalizadoryseproduceelcrecimientode lacadenaporadicindesucesivasmolculasdeetileno.Lasalidadelacadena,conregeneracindelcatalizador,seproduceporcalentamiento.Unaumentodelatemperaturacondisminucinde lapresin favoreceelproceso.De lamezclade1alquenos linealesobtenida, seseparapordestilacin la fraccindeseadaC12C18(3040%).



LasulfonacionserealizaconSO3gaseoso.

Losalcanosyalquenosulfonatossebiodegradanmsrpidaycompletamentequelosalquilbencenosulfonatos.Sonpocosensiblesalasaguasdurasperonosontanbuenosdetergentesyseutilizancomoaditivos.LosC12C14sonlquidosyC15C18slidos.

ALQUILSULFATOS(AS)

LaobtencindenalcoholesprimariosdeC10C16serealiza:

concatalizadoresZieglersegnelprocesoAlfoloporreduccindecidosgrasos.

Enelprimercaso,traslaoxidacinconairesecodeloscompuestosdetrialquilaluminioseobtienenlosalcoholeslineales(vertema6).

LaposteriorobtencindelosesteressulfricosserealizaporreaccindelosalcoholesconSO3ocidoclorosulfnico(ClSO3H).Seobtienenlosmonoesteresdelcidosulfricocuyassalesdesodioseutilizancomodetergentes.Losdetergentesdeestetiposonpocoestablesendisolucionescidasybsicasporquesehidrolizaelgrupoester.Sonmuyespumgenosyseutilizanenaplicacionesquerequieren alta formacin de espuma pero pierden su actividad en aguas duras porque sus sales clcicas sonmenos solubles. Eldodecilsulfatodesodio(SDSolauril)seusamuchoenchamps,gelesdebao,pastadedientesycomodispersantedeprotenasenloslaboratoriosdebioqumica.

ALQUILPOLIOXIETILENSULFATOS(AES)

Losalquilpolioxietilensulfatosdesodioseobtienenporreaccindeunalcoholdecadenalargaylinealconxidodeetileno.



Elxidodeetilenosehacereaccionarconalcoholesdecadenalarga(obtenidossegnelprocesoAlfol),conalquilfenoles(octil,nonil,dodecil)oconcidosgrasosyseobtienenloscorrespondientestensoactivosenlosquelapartehidrfilacontieneungrupoaninicoyotronoinico.EltratamientoposteriorconSO3ocidoclorosulfnico(ClSO3H),seguidodeneutralizacinconNaOHdalugaralosAEScorrespondientes.

Estos detergentes no se afectan por los iones calcio y magnesio de las aguas duras, son excelentes agentes espumantes,humectantesydetergentes.Seusanenproductosparalavarplatosyenchamps,porlapersistenciadesuaccinylasuavidadparalapiel.

4.3.Detergentesdomsticos.

LamayorpartedelosdetergentesdomsticosllevanLABS.SloalgunosincorporanAOSyAES.

Los productos detergentes domsticos slo contienen de un 15 a un 20% de sulfonatos el resto son sustancias auxiliares y derelleno.Loscompuestosauxiliaresaadidosson(Tabla10.1):

SecuestradoresdelosionesCayMgdelasaguasdurasEstabilizadoresdelaespuma.Blanqueantesqumicos.Blanqueantespticos.EstabilizadoresdelasuspensindelasuciedadEnzimasproteolticas.Rellenos.

SecuestradoresdelosionesCayMg

LassalesdeCa++yMg++delosdetergentessulfonadossonsolublesenaguaynoprecipitan,peroestosionesdisminuyensupoderdetergenteporquesefijansobrelasmicelasdelasuciedadgrasaylasfloculanenparte.Porelloseaadensecuestradoresdeestosiones.Elmsutilizadoeseltripolifosfatodesodio,sibienunexcesodefosfatoscausacontaminacinenrosylagosdebidoaunaproliferacinanormaldealgasyplantasacuticasqueagotanelO2disueltoenelagua(eutrofizacin).Cadavezmslosfabricantesutilizanzeolitas(silicatosdeAl+3yNa+)queactancomofijadoresdeionesCa++yMg++porintercambioinico.

Estabilizadoresdelaespuma

Losestabilizadoresdelaespumasonanfiflicosquesesitanenla interfaseairelquido.Elmsutilizadoes lahidroxietilamidadelcidododecanoico(Ac.larico).

Blanqueantesqumicos

Elblanqueantequmicomsusadoeselperboratodesodio(BO3Na4(H2O)queactaporsucarcteroxidanteporencimade50C.

Blanqueantespticos

Losblanqueantespticossoncompuestosorgnicosincolorosquetienenfluorescenciaazulada(absorbenluzUVa360nmyemiten



luzenlareginazuldelespectrovisiblea430470nm),lacual,sobreeltejidoligeramenteamarillentoproduceunefectopticodeblancura.Losmsutilizadossonderivadosdelestilbeno.

Estabilizadoresdelasuspensin

Estoscompuestosimpidenquelasuciedadsuspendidasedepositedenuevosobreeltejido.Elmsusadoes lasaldesodiodelacarboximetilcelulosa,queessolubleenagua.Estecompuestoseadhierealafibraylacarganegativamente,deestemodorepelelasmicelassuspendidasdesuciedadqueestnrodeadasdegrupossulfnicososulfatostambinnegativos.Tambinseusanpolmerosabasedeanhdridomaleco.

Enzimasproteolticas

Estas sustancias sonms eficaces a bajas temperaturas. Eliminanmanchas debidas a proteinas tales como huevo, sangre, etc..Catalizanlahidrolisisdelasproteinasformandopeptidosyaminocidossolublesenagua.

Relleno

Comorelleno,en losdetergentesslidos,seadicionasilicatodesodioqueestabiliza lamezclayfacilita ladisolucin.Elsulfatodesodioesunsubproductodelprocesodefabricacinquetienelapropiedaddedarmayorsolturaaldetergenteenpolvo.

Tabla10.1.FormulacindeundetergentedomsticoTensoactivoaninico 1520%Secuestrador 3040%Estabilizadordeespuma 2%Perboratodesodio 1220%Blanqueanteptico 0,1%Carboximetilcelulosa 1%Silicatodesodio 68%Sulfatodesodio Hasta100%

5.Tensoactivosnoinicos.

Durantelosltimos30aos,lossurfactantesnoinicoshanalcanzadocadadamayorimportancia,hastarepresentarhoymsdel25%delaproduccintotaldetensoactivos.Lostensoactivosnoinicosestnformadosporunacadenaalqulicalargayungruposincargaperomuypolar.Elgrupopolardebeser lo suficientementehidrfiloparaque lamolcula sea solubleenagua.Losgrupospolaresmsutilizadosson:polioles(avecesazcaresnaturales),polioxietilenos(teresdepolialcohol),diaminasyaminasetoxiladas.

Estostensoactivosnoproducenionesensolucinacuosayporestehechosoncompatiblesconcualquierotrotipodetensoactivosesporestoquesonexcelentescandidatosparaformulacionescomplejasqueseutilizan,amenudo,enmuchasaplicacionesprcticas.Porotraparteestostensoactivosalnotenercargasonmenossensiblesaloselectrolitos,especialmentealoscationesdivalentes,quelostensoactivosaninicos,ypuedenpor lotantoserutilizadosenpresenciadeunasalinidadalta.Lostensoactivosno inicossonbuenosdetergentes,humectantesyemulsionantes.Algunosposeenexcelentespropiedadesespumantes.Algunospresentanunmuybajoniveldetoxicidadyseutilizanenlafabricacindefrmacos,cosmticosyalimentos.Actualmente,sefabricantensoactivosnoinicosparaunagrancantidaddeproductosdeusodomsticoeindustrial,condicionadosbajoformadepolvoolquido.



Loscompuestosdepolioxietilenosonlosmsutilizadoscomotensoactivosnoinicos(representanun80%deltotaldenoinicos)ytienenaplicacincomodetergentes,sobretodoenformulacioneslquidas,comoemulgentesparaformulacionesinsecticidasyenlafabricacindepinturasporemulsin.Estosseobtienen,fundamentalmenteporreaccindexidodeetilenocon:

alcoholesdecadenalargasintetizadosporelprocesoAlfoldesdeetilenooporreduccindecidosgrasos(40%),alquilfenoles(20%),cidosgrasos(20%),azucaresnaturalescomoelxilitol,sorbitoloelglicerol(10%)yderivadosdeaminasyamidas(10%).

As,lospolioxietilenosderivadosdealcoholeslinealesyxidodeetilenotienenlasiguienteestructura:

Elbalance lipofilia/hidrofilia (L/H)dependede la longitudde lacadenaalqulicaydelnmerodegruposetoxilo.Lasolubilidadenaguasealcanzacuandones igualounpocomayorqueelnmerodecarbonosde lacadenaalqulica.ParadetergentesseusanalcoholesC12C16conunpromediode6a10gruposxidodeetileno.Parahumectantesyemulsionantesmsde10gruposdeO.E.

LosALQUILFENOLESmscomunesson losderivadosdeloctil,nonilydodecil fenol.Seutilizanenformulacionesparadetergenteslquidosydetergentesparalaindustrialctea(octilynonilcon812gruposO.E.),enpreparadoscidosparalalimpiezademetales(porencimade20gruposOE)yemulsionesagrcolasyhumectantes(1220gruposdeOE).

Los derivados de cidos grasos no sonmuy buenos detergentes y son poco espumgenos. Se utilizan enmezclas para lavado amquina(ropayvajilla).

Losquederivandelglicerolyotrosazcaresnaturalescomoel sorbitol seusanenproductosalimenticios,espumasdeproductoslacteos(helados,bebidas),margarinas,mantequillasypanentreotros.Tambinseusaen lapreparacindefrmacos(jarabes)ycosmticoscomoemulsionantes,dispersantesyagentessolubilizantes.

LasETANOLAMINASoaminasetoxiladasseobtienetambinapartirdexidodeetilenoporreaccinconaminasgrasas.Seutilizancomoaditivosparaprepararemulsionesdeasfaltoqueseadhierenallechoderoca,piedraocemento.

6.Tensoactivoscatinicos.



Lostensoactivoscatinicosrepresentanun4%deltotaldelaproduccindeagentestensoactivos.Sufabricacinesmuchomscaraqueladelosanterioresyesporestaraznquesloseutilizanenaplicacionesespeciales.Lagranmayoradeestossoncompuestosnitrogenadosdeltiposaldeaminagrasaosaldeamoniocuaternario.

Estasmolculassondepocautilidaden limpiezaporque lamayorade lassuperficies tienenunacarganegativay loscationesseadsorben sobre ellas en lugar de solubilizar la suciedad adherida. Presentan propiedades bactericidas, antispticas y alguicidas(inhiben el crecimiento de organismos monocelulares como las bacterias y las algas), son agentes antiestticos, suavizantes,inhibidoresdecorrosin,agentesdeflotacinypuedanserutilizadostantoenproductosindustrialescomoparausodomstico.

Debidoasupoderantisptico,bactericidayalguicidaseusancomodesinfectantes.Lasmolculasseorientanenlainterfaseentrelamembranabacterianayelaguaoelaire,formandounapelculacerradaqueimpidelarespiracindelorganismoystemuere.Unodelostensoactivosusadosparatalfinesclorurodebenzalconioutilizadoenpastillasparalaafonaylapolivinilpirrolidonayodada(betadine)utilizadaparadesinfectarheridas.Tambinsontilesparadesinfectargranjasavcolas,piscinasymaterialsanitario.

Lostensoactivoscatinicosseutilizancomoinhibidoresdelacorrosinentuberasmetlicasoenloslquidoscidosutilizadosparalimpiar la herrumbre. La proteccin de la superficie metlica se debe a que se unen a la superficie metlica por la parte polarformando una capa protectora hidrfoba de una o dos molculas de espesor. Esta capa es tan cerrada que evita que el cidocorrosivoataquealmetal.

Estoscompuestosseutilizantambincomoagentesdeflotacinparasepararmineralesvaliososdesuganga,porqueseadsorbensobrelaspartculascargadasnegativamente.Porejemplo,parasepararelfluorofosfatodecalcio(apatito)delagangadeslice,seaadeunasaldeamoniocuaternarioaunasuspensindelmineralmolidoenagua.Eltensoactivosefijaa lasmolculasdesliceformandounacapahidrfoba.Sehaceburbujearaireyseintroduceunagenteespumantelaspartculasdeslicehidrofbasseunenaestasburbujasdeaireyflotandejandoelmineralquesequiererecuperar(apatitoF2Ca(3(PO4)2Ca3/SiO2)enelfondo.Enotroscasoselqueflotaeselmineralvalioso.

Otraaplicacindelostensoactivoscatinicosescomoproductossuavizantesdetejidosycabellos.Elcompuestoseaadedespusdellavadoparaevitarqueprecipiteconeltensoactivoaninico.Lasmolculassefijansobrelasfibrasporsuparteinicaformandounacapahidrfobaqueimpidesuadherenciaalsecarseyproporcionasuavidad.Loscompuestosutilizadosconestefinincluyendoscadenashidrocarbonadaslargasenlamolcula.

Enlaindustriatextilseaadencomoretardadoresdeadsorcindeloscolorantesparaobtenerunacoloracinmshomognea.

Lostensoactivoscatinicostambinsontilesenlaindustriaalimentaria.As,laslecitinasseusancomosurfactantesparamargarinasychocolate.Lalecitinacomercialesunamezcladetresfosftidos,deloscualesdelafosfatidilserinahayevidenciasclnicasdequeaumentalamemoriaenpersonasancianasquesufrenprdidasdememoria.



Obtencin

Lacadenahidrocarbonadadelostensoactivoscatinicosseobtieneapartirdeloscidosgrasos.Estossetransformanennitrilosportratamientoconamoniacoa200300C,yposteriormentesehidrogenanalasaminasprimariascorrespondientes.Estassesometenametilacinconclorurodemetiloenexceso.

OtroprocesopartedealquenosterminalesquesetratanconHBrenunprocesoradicalarioy,posteriortratamientocontrimetilamina.

7.Tensoactivosanfteros.

Lossurfactantesllamadosanfterosposeendosgruposfuncionales,unoaninicoyotrocatinico.EnlamayoradecasoseselpHquiendeterminaelcarcterdominantefavoreciendounauotradelasposiblesdisociaciones:aninicoapHalcalino,catinicoapHcido.Cercadesupuntoisoelctricosonrealmenteanfteros,esdecirposeendoscargasalavezypresentanamenudounmnimodeactividadsuperficial.

Estos surfactantes son en generalmuy poco irritantes, compatibles con los otros surfactantes y en lamayora de los casos ellospuedenutilizarseenfrmulasfarmacuticasocosmticas.EstostensoactivosapHcercanosa7sonpocoirritantesyseutilizanenchampsyproductosparalalimpiezamanualdelosplatos.

Casitodoslosanfterosposeenungrupocatinicodetipoaminaoamonio,elcualpuedeestareventualmentebloqueadoporunacuaternizacin.Losmsutilizadossonderivadosdeaminocidos,derivadosdelcido3aminopropinicoylasalquilbetainas.

Losderivadosdelcido3aminopropinicoalcanzanelpuntoisoelctricoapHde4.Sonsolublesendisolucinacuosacidaybsicayseadsorbenfcilmenteporlapiel,cabellosytextiles.Seusancomosuavizantesparaelpeloyparatejidos,ascomohumectantesencosmtica.



LasalquilbetainasalcanzanelpuntoisoelctricoapH7.SonanfterasapHneutroybsico,ycatinicasapHcido.Seusancomoaditivosparainhibidoresdelacorrosinyparasuavizantesdelpeloytextiles.

DebidoaqueactanenungranintervalodepH,puedenutilizarseconNaOHenlimpiadoresalcalinosparasuperficiesgrasasyconlimpiadorescidos,conHCl,parasuperficiesoxidadas.

8.Otrostensoactivos.

8.1.Tensoactivossiliconados.

Lassiliconas tienencarcterhidrfoboysise introducenenunamolculade tensoactivoaumentanelcarcterhidrfobodesta.Comoconsecuenciasepuedefabricaruna"cola"lipoflicasiliconadamscortaquesuequivalentehidrocarbonado.

Muchosdeestostensoactivospuedencristalizarseenacetonayportantoobtenerseenformamuypura.Soninertesqumicamenteyalgunos de ellos se utilizan en farmacia comoagentes antiflatulentos ya que ellos rebajan la tensin superficial y son totalmenteinertesdesdeelpuntodevistabiolgico.

8.2.Tensoactivosfluorados.

Laintroduccindetomosdefluorenlaspartelipfiladelostensoactivosaumentaelcarcterhidrfoboydisminuyelareactividadqumica. El mtodo ms utilizado para preparar estos tensoactivos perfluorados consiste en polimerizar el tetrafluoro etileno enpresenciademetanoloetanol,paraobtenerunalcohol.

donde"n"esdelordende24.

El grupo alcohol puede transformarse en otros grupos hidrfilos tales como cido carboxlico, sulfato, aminas o fosfatos. Lostensoactivos perfluorados producen tensiones superficiales considerablemente menores que los tensoactivos convencionales, delordende1520dinas/cm,msbajasquelasproducidasporlosjabones.Soncapacesdevolverlassuperficiesnomojablesalaguayalossolventesorgnicossimultneamenteyaquelacadenaperfluoradarepelelasfasesacuosasyapolares.Son,adems,excelentesagentesespumantes.Seutilizan,porejemplo,enlasespumasdeextintoresdeincendio,dondesuresistenciatrmicaesunaventajasuplementaria,ycomoagentesanticorrosinparaelAluminio.

8.3.Tensoactivospolimricos.

Loscopolmerospreparadosporpolimerizacinmixtadepropilenglicol,xidodepropenoyxidodeetilenoentrandentrodeesta



categora.

Las unidades derivadas del OP son hidrfobas por la presencia del grupo metilo. Estos tensoactivos se venden como agenteshumectantesydetergentesycomoaditivosdedeshidratacindepetrleo.Formanemulsionesenmediosdediferentepolaridadyseusancuandofallanlostensoactivosconvencionales.

Otro ejemplo es la carboximetilcelulosa utilizado como aditivo en los detergentes para estabilizar la suspensin y evitar que laspartculasdegrasaseadhierandenuevoaltejido.

8.4.Tensoactivosacetilnicos.

Los polmeros acetilnicos son molculas pequeas y simtricas que se orientan horizontalmente en las interfases fluidoaireformandounapelculasobre lasuperficiequepuedesoportarpresioneselevadasde30N/m2yque favorece laextensindeunapelcula.Noformanespumasdebidoaladbilinteraccinentresusmolculas.Seusancomoaditivosderecubrimientosdesuperficieparaevitarlaaparicindecrteresycomoaditivosparalubricantes.

química orgánica industrial

Documents