1,3-propanediol

Skóre škodlivosti: 2 (Deriváty přírodních látek)

1,3-propanediol: ekologický diol s rostoucím průmyslovým významem

1,3-propanediol, známý také pod zkratkou PDO nebo systematickým názvem propan-1,3-diol, je organická sloučenina patřící do skupiny diolů – alkoholů obsahujících dvě hydroxylové (-OH) skupiny. Tato bezbarvá, slabě nasládlá kapalina se využívá především v chemickém a kosmetickém průmyslu, a její popularita roste zejména díky rostoucímu zájmu o biologicky rozložitelné materiály. V angličtině se běžně označuje jako 1,3-Propanediol a jeho CAS číslo je 504-63-2.

Chemické vlastnosti

1,3-propanediol má chemický vzorec C3H8O2. Jde o viskózní kapalinu bez barvy a výrazného zápachu, jež má bod tání kolem –27 °C a bod varu přibližně 214 °C. Díky svým polárním hydroxylovým skupinám je dobře rozpustný ve vodě i v alkoholech, což z něj činí výborné rozpouštědlo či hydratační složku. Z hlediska chemického složení se jedná o primární diol, což znamená, že obě jeho alkoholové skupiny jsou umístěny na krajních uhlících lineárního řetězce.

Mezi další fyzikální vlastnosti patří relativně nízký tlak par a nízká těkavost, což je výhodné pro aplikace, kde je vyžadována stabilita a dlouhá doba účinku.

Využití a aplikace

1,3-propanediol nachází široké uplatnění napříč různými odvětvími díky své multifunkčnosti a ekologickému profilu:

V kosmetice a přírodní drogerii se využívá jako hydratační činidlo, náhrada glykolů a propylenglykolu. Působí jako rozpouštědlo, stabilizátor a zjemňovač pokožky, což ocení zejména citlivá a suchá pleť. Podle blogu Ferwer.cz je PDO častou složkou produktů orientovaných na šetrnost k přírodě i pokožce.
V chemickém průmyslu slouží jako základní surovina pro výrobu polytrimetylen tereftalátu (PTT), elastického, biologicky rozložitelného polyesteru, který nachází uplatnění v oblasti textilu, koberců a automobilových interiérů.
V oblasti bioplastů se uplatňuje jako součást udržitelných plastových materiálů. Význam stoupá v kontextu nahrazování fosilních surovin biologickými alternativami.
Ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu se někdy využívá jako roztokový nosič, avšak pouze v omezené míře, závislé na čistotě látky a legislativních požadavcích.

Přirozený výskyt a výroba

V přírodě se 1,3-propanediol vyskytuje pouze ve velmi malých množstvích, a to především jako meziprodukt metabolismu některých mikroorganismů. Jeho průmyslová produkce však probíhá dvěma hlavními cestami:

Tradiční syntézou z petrochemických surovin, například hydratací akroleinu nebo hydrogenací 3-hydroxypropanalu.
Biologickou cestou fermentací: Tento ekologičtější způsob výroby využívá geneticky modifikované bakterie (např. Escherichia coli), které dokáží pomocí fermentace obnovitelných cukrů (např. glukózy nebo glycerolu) vytvářet PDO s vysokou čistotou. Takový biotechnologický přístup představuje významný posun směrem k udržitelné chemii, jak potvrzují studie například ve ScienceDirect.

Největšími průkopníky biologické výroby 1,3-propanediolu jsou společnosti jako DuPont a Tate & Lyle, které vyvinuly proces BioPDO – založený na fermentaci kukuřičné glukózy.

Bezpečnost a ekologie

Z hlediska toxicity je 1,3-propanediol považován za relativně bezpečný a netoxický, a to zejména v kosmetické kvalitě. V koncentracích běžně používaných v kosmetice nebo spotřebních produktech vykazuje nízkou dráždivost vůči pokožce i očím. Přesto je nutná základní opatrnost při manipulaci s koncentrovanou látkou, zejména v průmyslovém prostředí.

Environmentálně má tato látka výhodu zejména, pokud je vyrobena biotechnologickým způsobem. Biologický 1,3-propanediol je nejen energeticky úspornější k výrobě, ale také biologicky odbouratelný, čímž snižuje své zatížení životního prostředí. Tím se zařazuje mezi tzv. "zelené” chemikálie, které získávají na důležitosti v rámci udržitelného rozvoje chemického průmyslu.

Zajímavosti a souvislosti

V běžném životě se s 1,3-propanediolem můžeme setkat například jako součást přírodních krémů, tonik, gelů či sprchových gelů, a to zejména těch, které kladou důraz na ekologické složení. Je alternativou k látkám jako je propylenglykol nebo butylenglykol, které jsou syntetického nebo olejového původu.

Historicky byl první chemický způsob výroby této sloučeniny popsán již ve 40. letech 20. století, ale její environmentální potenciál začal být naplno využíván až od začátku 21. století s nástupem biotechnologií. Tímto směrem se vydal i vývoj textilního průmyslu, který využívá polyester PTT z BioPDO nejen pro jeho mechanické vlastnosti, ale také právě kvůli udržitelnosti.

V roce 2004 byl biomedicínský PTT poprvé licencován pro použití při výrobě chirurgických švů, náplastí a implantátů, což podtrhuje biokompatibilitu této látky a její význam pro moderní medicínu.

Shrnutí

1,3-propanediol je všestranná, ekologicky příznivá chemická látka, která si nachází pevné místo v kosmetice, textilním a chemickém průmyslu. Její význam roste zejména díky jejímu využití při výrobě udržitelných plastů a bezpečné přítomnosti v přírodní kosmetice. Díky možnosti biologické výroby se stává symbolem posunu k zelenější chemii a udržitelné budoucnosti napříč mnoha oblastmi lidské činnosti.