Propanediol

Další názvy: 1,2-Propanediol (Propylen glycol), 1,3-Propanediol

Skóre škodlivosti: 3 (Neškodné chemické látky)

Co je propanediol a kde se využívá

Propanediol je čirá, bezbarvá kapalina se sladkastou vůní, která patří do skupiny diolů – organických sloučenin obsahujících dvě hydroxylové (-OH) skupiny. Tato látka je známá také jako 1,3-propandiol nebo propylenglykol (v závislosti na izomeru), přičemž v chemickém a kosmetickém průmyslu se nejčastěji používá jako 1,3-propandiol. Pod tímto názvem je evidována také systémem CAS pod číslem 504-63-2. Kromě označení „propanediol" se můžete setkat i s anglickou variantou „propylene glycol" (zejména pro izomer 1,2-propandiol) nebo „1,3-propanediol (PDO)".

Tato látka se využívá ve široké škále aplikací – od kosmetiky přes potraviny až po průmyslové produkty. Mezi její klíčové vlastnosti patří schopnost zvlhčovat, rozpouštět jiné látky a stabilizovat emulze.

Chemické vlastnosti propanediolu

Systematický název nejběžněji používaného izomeru je 1,3-propanediol. Jeho chemický vzorec je C₃H₈O₂ a jedná se o lineární tříuhlíkovou sloučeninu se dvěma hydroxylovými skupinami umístěnými na koncích molekuly.

Fyzikální vlastnosti:

Skupenství: kapalina
Barva: čirá, bezbarvá
Vůně: slabě sladká
Bod varu: přibližně 210 °C
Hustota: 1,06 g/cm³
Rozpustnost: plně rozpustný ve vodě i v alkoholech

Propanediol je hygroskopický, což znamená, že váže vlhkost ze vzduchu. Díky této vlastnosti se často používá jako zvlhčovadlo. Je biologicky dobře odbouratelný a díky své chemické stabilitě nemá tendenci snadno reagovat s jinými látkami.

Využití a aplikace propanediolu

Propanediol se s oblibou využívá v celé řadě oborů. V kosmetickém průmyslu najde uplatnění jako zvlhčující složka (humektant), která pomáhá udržet vlhkost v pleti a zlepšuje konzistenci přípravků. Používá se v krémech, tělových mlékách, gelech nebo šamponech. Jeho výhodou je, že neucpává póry a má nízký dráždivý potenciál, což z něj činí vhodnou variantu i pro citlivou pokožku.

V potravinářství je propanediol schválený jako nosič chutí a konzervačních látek, zejména v USA pod označením GRAS (Generally Recognized As Safe).

Ve farmaceutickém průmyslu slouží jako rozpouštědlo a nosič účinných látek v lécích nebo injekčních roztocích. Důležitá je i jeho role v přípravě polymerních materiálů, kde funguje jako monomer pro výrobu polytrimylen tereftalátu (PTT) – moderního syntetického vlákna s vysokou elasticitou a odolností. Podle úřadu ECHA se látka uplatňuje i jako intermediat pro syntézu dalších chemikálií.

S ohledem na své hydratační vlastnosti a netoxičnost je využíván i v ekologické drogerii a přírodní kosmetice – například podle článku na blogu Ferwer.cz o certifikované přírodní kosmetice je propanediol jednou z alternativ ke klasickému propylenglykolu z ropy.

Přirozený výskyt a výroba propanediolu

1,3-propanediol se v přírodě vyskytuje v malém množství jako produkt metabolismu určitých bakterií. Přirozeně vzniká například fermentací glycerolu bakteriemi druhu Clostridium. Tento biotechnologický proces byl úspěšně využit i v průmyslové praxi, kdy je propanediol vyráběn ekologickou cestou pomocí geneticky modifikovaných mikroorganismů, například kmenů Escherichia coli nebo Saccharomyces cerevisiae.

Alternativně lze propanediol vyrábět petrochemicky z ropy, ale v posledních letech se preferuje biologická produkce z obnovitelných zdrojů, například fermentace kukuřičného cukru. Tato metoda má nižší uhlíkovou stopu a je šetrnější k životnímu prostředí. Společnost DuPont a Tate & Lyle například spolupracují na výrobě propanediolu ze sacharidů, což bylo zdokumentováno v časopise Green Chemistry.

Bezpečnost a ekologie

Propanediol je obecně považován za bezpečnou látku s nízkou toxicitou. Podle vědeckého přehledu v databázi PubChem nevykazuje mutagenní ani karcinogenní účinky a je dobře snášen i při aplikaci na kůži nebo při požití v nízkých dávkách.

Jedním z klíčových ekologických benefitů propanediolu je jeho vysoká biologická odbouratelnost – rychle se rozkládá na neškodné látky, což minimalizuje jeho dopad na vodní ekosystémy. Navíc, pokud je vyráběn fermentací z obnovitelných zdrojů, má o 40–60 % nižší uhlíkovou stopu oproti konvenčnímu postupu z ropy.

Navzdory své obecné bezpečnosti může ve vyšších koncentracích působit mírně dráždivě pro oči nebo kůži. V kosmetických přípravcích je proto používán v kontrolovaných koncentracích, od 2 do 10 % dle funkce ve formulaci.

Zajímavosti a souvislosti

Se sloučeninou propanediol se pravděpodobně setkáváte i doma – například v ekologických čisticích prostředcích, deodorantech nebo hydratačních krémech. Podle Ferwer.cz se jedná o běžnou složku přírodní kosmetiky certifikované podle standardů COSMOS.

Ve spotřebním průmyslu získává propanediol na významu i jako náhrada za glycerin nebo ropné deriváty. Díky tomu je oblíbenou složkou v ekologicky orientovaných produktech. Technologie jeho biologické syntézy je dokonce považována za modelový příklad "zelené chemie", kde se využívají obnovitelné suroviny a minimalizuje použití toxických rozpouštědel.

Historicky byl 1,3-propanediol studován už v 19. století, ale jeho význam výrazně vzrostl až s rozvojem biotechnologií na přelomu 20. a 21. století. Dnes je součástí širší strategie pro udržitelnou chemii v rámci „bio-based" ekonomik.

Shrnutí

Propanediol je všestranná a bezpečná chemická látka, využívaná v kosmetice, potravinářství i průmyslu. Díky svým zvlhčujícím a stabilizačním vlastnostem nachází široké uplatnění napříč mnoha obory. Jeho ekologická výroba z obnovitelných zdrojů a biodegradabilita z něj činí příklad látky šetrné k životnímu prostředí. Ve stále větší míře se prosazuje jako přírodní alternativa k syntetickým aditivům.