دی اتیلن گلیکول (DEG) چیست؟

دی اتیلن گلیکول یک ماده بسیار سمی است به همین دلیل ایالات متحد اجازه استفاده از مقدار کمی از آن را به عنوان یک افزودنی غذایی در مواد غذایی آماده می دهد.

این ترکیب همچنین با نام‌های DEG، ۲،۲-اکسی دی‌ اتانول و گلیکول اتر دی ‌گلیکول شناخته می‌ شود.  دی اتیل گلیکول مایعی شفاف، بی‌ رنگ و بی ‌بو با فرمول C4H10O3 است  که  در آب و بسیاری از ترکیبات آلی محلول است و خاصیت جاذب رطوبت دارد که آن را به یک ماده شیمیایی صنعتی مفید تبدیل می کند.

در این مقاله، به طور کامل، به بررسی کامل دی اتلیلن گلایکول پرداخته ایم.

دی اتیلن گلیکول چیست؟

این ترکیب دارای فرمول شیمیایی (HOCH2CH2)O است و به صورت مایع روغنی بی رنگ، بدون بو با طعمی شیرین و به صورت پایدار وجود دارد و به شدت جاذب رطوبت است. این ترکیب که به اختصار به صورت DEG نیز شناخته می شود، ویسکوزیته بالایی دارد و کمی چسبناک، غیر خورنده و فرار می باشد. به دلیل داشتن گروه های اتری و الکلی در ساختار خود، خواص شیمیایی آن شباهت زیادی به الکل ها و اترها دارد. نقطه جوش آن ها به طور قابل توجهی از مونو اتیلن گلیکول بیشتر است و همچنین با حلال هایی مانند آب، اتر، الکل های آلیفاتیک و کتون ها امتزاج پذیر است.

روش تولید دی اتیلن گلیکول

دی اتیلن گلیکول قبلا به وسیله هیدرولیز اکسید اتیلن (EO) و توسط اتیلن کلروهیدرین تولید می شد اما در حال حاضر این روش با یک مسیر اکسیداسیون مستقیم جایگزین شده است.

در این واکنش شیمیایی اکسید اتیلن ابتدا با اکسیداسیون اتیلن با حضور اکسیژن یا هوا و یک کاتالیزور مانند اکسید نقره تولید می شود. در مرحله بعد با هیدرولیز اکسید اتیلن تحت فشار آب یک مخلوط اتیلن گلایکول خام ایجاد می شود که شامل دی اتیلن گلیکول، مونواتیلن گلیکول و تری اتیلن گلیکول به عنوان محصولات مشترک است.

مخلوط آب و گلیکول به اواپراتورها فرستاده می شود که در آنجا آب بازیافت می شود. برای جداسازی مونواتیلن گلیکول از دی اتیلن و تری اتیلن گلیکول از تقطیر جزء به جزء تحت خلاء استفاده می شود.

در یک فرآیند کاتالیزوری دیگر از یک کاتالیزور مبتنی بر فسفر برای تبدیل اکسید اتیلن به مونواتیلن گلیکول (MEG) استفاده می شود که محصول جانبی آن بسیار کم است.

ساختار اتیلن گلیکول

• ساده ترین عضو خانواده ترکیبات آلی گلیکول.
• مایع شفاف سفید مایل به آب، کمی شیرین و کمی چسبناک.
• اتیلن گلیکول تمیز در دمای ۱۹۸ درجه سانتی گراد می جوشد و در ۵۲- درجه سانتی گراد وقتی با ۲۸ درصد آب مخلوط می شود یخ می زند.
• جذب رطوبت و قابل اختلاط با آب در تمام نسبت ها.
• به آسانی زیست تخریب پذیر است و زیست انباشته نمی شود.
• غلظت بالای ۲۲% v/v  در آب یک عملکرد بیوستاتیک را ارائه می دهد.

مزایای کلیدی دی اتیلن گلیکول

بهترین میزان انتقال حرارت را در بین همه گلیکول ها دارد و اغلب به همین دلیل بیشتر از پروپیلن گلیکول مورد استفاده قرار می گیرد.

ویسکوزیته آن بطور قابل توجهی کمتر از پروپیلن گلیکول، به ویژه در دماهای زیر صفر دارد. سیالات با ویسکوزیته بالاتر به انرژی پمپاژ بیشتری نیاز دارند و بنابراین هزینه بیشتری برای کار کردن نیاز دارند.

در مقایسه با پروپیلن گلیکول، درصد کمتری از اتیلن گلیکول در هنگام مخلوط شدن با آب برای دستیابی به همان حفاظت در نقطه انجماد مورد نیاز است.

در حجم‌ های بسیار بزرگ‌ تر از پروپیلن و سایر گلیکول ‌ها تولید می‌شود و همچنین هزینه تولید معمولا پایین ‌تر و در دسترس بودن آن نیز قابل اطمینان است.

معایب دی اتیلن گلیکول

معایب اصلی مرتبط با اتیلن گلیکول سمی بودن آن برای انسان و حیوانات است. در حالی که اکثریت قریب به اتفاق برگه‌ های اطلاعات ایمنی اتیلن گلیکول را (فقط) «مضر» اعلام می‌کنند، شواهد زیادی وجود دارد که تایید می‌ کند مقادیر نسبتا کم آن نیز می‌تواند، کشنده باشد. در ایالات متحده موضوع مسمومیت با اتیلن گلیکول اخیرا در سنای ایالات متحده مورد بحث قرار گرفته است.

تا سال ۲۰۱۰ پروپیلن گلیکول نیز به عنوان یک ماده غیر سمی طبقه بندی می شد که دیگر این طور نیست.  این ترکیب تمایل طبیعی به تجزیه در حضور اکسیژن دارد. در طی تجزیه چندین اسید توسط محصولات تشکیل می شود که شامل اسیدهای گلیکولیک، فرمیک، استیک و اگزالیک است. این اسیدها به سرعت فولاد کربنی و سایر فلزات را دچار خوردگی  می کنند مگر اینکه اقدامات مناسب  برای جلوگیری از آن انجام شود.

به طور مشخص  تنها راه حل به حداقل رساندن دسترسی به اکسیژن، بافر pH توسط محصولات و پیشگیری از خوردگی فعال از طریق بازدارنده ها است.

به دلیل سمی بودن دی اتیلن گلیکول، مصرف آن در غذا یا دارو ممنوع است. اما به دلیل حلالیت آن، برخی سازندگان دارو به طور نامناسبی آن را جایگزین مواد غیر سمی مانند گلیسیرین در داروهایی مانند شربت های سرفه و استامینوفن کرده اند. در طول سال‌ها، بیش از ده‌ ها مورد از مسمومیت ‌های گسترده انسان با نرخ بالای مرگ و میر ناشی از مصرف داروهای آلوده وجود داشته است.

نارسایی حاد کلیه علت شماره یک مرگ در موارد مسمومیت است و بین ۸ تا ۲۴ ساعت پس از قرار گرفتن در معرض دوزهای کشنده DEG شروع می شود. بر اساس مقاله ای که توسط ویلیام ام اسنلینگز و همکارانش نوشته شد اگر افراد تحت درمان قرار نگیرند، علائم طی دو تا هفت روز به نارسایی چند عضوی تبدیل می شود.

مشخصات فنی

منبع: کیمیاگران امروز

عوارض و اثرات جانبی دی اتیلن گلیکول

دی اتیلن گلیکول طعم شیرینی دارد و اغلب به صورت تصادفی یا عمدی خورده می شود. این ماده در بدن به ترکیبات سمی تجزیه می شود. دی اتیلن گلیکول و محصولات جانبی سمی آن ابتدا سیستم عصبی مرکزی (CNS)، سپس قلب و در نهایت کلیه ها را تحت تأثیر قرار می دهند. مصرف مقدار زیادی از آن می تواند باعث مرگ شود.

روش های قرار گرفتن در معرض

اتیلن گلیکول می تواند به صورت اسپری مایع (آئروسل)، بخار یا مه در هوای داخل خانه و محیط بیرون آزاد شود. می تواند آب و غذا را آلوده کند. ​​اگر اتیلن گلیکول به صورت اسپری مایع (آئروسل) یا غبار آزاد شود، ممکن است محصولات کشاورزی را آلوده کند. ولی  بخار آن بعید است که محصولات کشاورزی را آلوده کند.

سمیت سیستمیک اتیلن گلیکول می تواند از طریق بلع رخ دهد. تنفس بخارات آن ممکن است چشم ها و ریه ها را تحریک کند اما بعید است که باعث سمیت سیستمیک شود. این ترکیب از طریق پوست جذب نمی شود، بنابراین سمیت سیستمیک آن بعید است. قرار گرفتن در معرض آن از طریق چشم ممکن است منجر به اثرات نامطلوب بهداشتی موضعی شود، اما بعید است که منجر به سمیت سیستمیک شود.