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杂说甘油(下) 精选

已有 15615 次阅读 2019-1-17 08:02 |个人分类:科学与生活|系统分类:科普集锦| 多元醇, 牙膏, 开塞露, 硝酸甘油, 护肤品

杂说甘油(

在上篇曾经说过,甘油就是丙三醇,这两个名称往往互用。丙三醇与水可以互溶,在溶液中,丙三醇分子之间、水分子之间、丙三醇与水之间都可以形成氢键。如果空气中有水分子,空气中的水分子也能够被丙三醇表面的分子所吸引,溶解到丙三醇液体中去,这就是甘油的吸湿作用。同样,如果物质中含有丙三醇也含有水,那么,这些水分子也不容易离开这个物质,这就是丙三醇的保湿作用。甘油的许多应用,正是利用了甘油的吸湿和保湿性质。

从八十多年前一个中学生的故事说起

我们生活中有许多东西是含水分的,这些物质放时间长了,水分会慢慢蒸发,也就是说,这些物质中所含有的水分子,慢慢地跑到空气中去了,这些物质就“阴干”了。如果我们不希望这些物质过快地被阴干,就需要保湿。牙膏就是一个例子。

牙膏是欧洲人在19世纪末发明的,传到中国来,就是“舶来品”。1920年代,中国的上海才开始生产牙膏。据记载,老家在宁波的上海人方液先开设的“中国化学工业社”研制出中国的第一个牙膏品牌“三星牌牙膏”,与美国的丝带(高露洁)牌和日本的狮子(狮王)等牙膏品牌相竞争。现在看起来,生产牙膏并不是一件麻烦事,而用牙膏清洁牙齿在当时还是很时髦的新鲜事。到了1930年,上海的一家姓郁的人家也开厂生产牙膏,据说,刚开始的时候,他们的牙膏还是很受欢迎的,但是不久人们就发现他们生产的牙膏很容易干掉,挤不出来了。这使得郁家很为恼火,又束手无策。这时候,他们家族中有一位刚考上高中的男生知道了家族的困难。几十年后,这位中学生这样回忆道:“我对牙膏生产一无所知,但知道利用图书馆。我跑到商务印书馆办的东方图书馆,从几本英文化工手册中查到了一些牙膏配方,研究后建议他们加一些甘油,居然解决了膏体干硬不易挤出的问题。”这位中学生后来考上了清华大学物理系,他就是我国著名的经济学家于光远。

与牙膏相类似,很多医药的外用乳膏也都是需要保湿的,也都需要加入保湿剂。

当然,可以做这样的保湿剂的不光是丙三醇,也可以是其他的多元醇,如丙二醇、丁二醇、山梨糖醇(一种6个C原子的六元醇)等等。

这些醇也可以用于食品的保湿。例如,有些糕点就需要湿润才能够口味好,但是又不能在制作的时候含过多的水分,这时候就需要用上述保湿剂。像肉脯、香肠一类的肉制品,话梅、果脯一类的消闲食品,都需要用这些保湿剂。这些保湿剂不但保湿,而且通常是甜的,又可以抑制可能存在的单宁的涩味。

为了特种的需要,我们有时候需要把蔬菜等食品脱水制成干品来保存,在使用之前再放水复原。但是这样做往往复水困难,而且复水后的蔬菜的口味也难以保持。有人在脱水时放入上述多元醇,就可以使复水过程变得较为容易,而且能够改善复水后食品的质量。其中的原因可能是这些多元醇能够在脱水时使细胞得以维持一个形态而不至于过于坍塌。

集最“高贵”与最“下贱”于一身

吸湿和保湿的实质其实是相似的,保湿是含有了水分子不让失去,吸湿则是把别的物质中含有的水分子“夺”过来,这需要与水的高度的亲和程度。当然,这也与该物质已经含有的水量相关,本身又不含多少水分,才能够去吸湿。

当然,所谓把“邻居”的水“夺”过来,要看“邻居”的含水量。如果“邻居”含水不多,例如一般情况下的空气,那就需要高浓度的吸湿剂。如果“邻居”含有很多水,那就容易得多。就像糖和盐能够把蔬菜水果里的水分“吸”出来一样,丙三醇等多元醇也能够有这种本事。它能够把与它相邻的许多物质中的水分夺取过来。

利用甘油的这个性质,人们把它用作通便剂。外用药物开塞露,就是利用高浓度多元醇的这种性质。开塞露的成分,就是较高浓度的甘油,当然现在也有其他物质,但主要都是较高浓度的多元醇。

当高浓度的甘油从肛门被注入,直肠中含有的水分被夺取,使得直肠中内容物的体积迅速增加,刺激直肠作强烈的收缩,引起排便反应,而注入的液体又同时成了粪便的润滑剂。这就是开塞露的原理。

由于开塞露是需要从肛门注入的,所以有些人对此就产生了一种本能的反应,就是有“脏”和恶心的印象。其实,装在里面的完全是纯度很高的医用丙三醇或其他多元醇,是非常干净的物质。

也正是这个原因,往以甘油为成分的开塞露里面兑上一些干净的水以后,就完全可以作为保湿的护肤剂,拿来涂手或涂脸。当然,现在市场有出售现成的“护肤甘油”,它们的专业处理更好,也不贵,并没有必要自己去把开塞露兑水,上面的叙述只是说它们的原理是一样的,所有的物质也是大同小异。

其实,那些天价的护肤剂,其护肤的最重要的功能就是保湿,而所用的主要保湿剂也就是甘油或其类似物。

奢侈的护肤品中,那些真正昂贵的原料,其实只是香料一类的东西。人的皮肤是很致密的,往往是只出不进的,连水都难以进入,更不要说那些比水分子大几千倍的如蛋白质一类的大分子了。真正要使得皮肤美丽,保持身体和皮肤的健康,使身体特别的接近皮肤附近的血管和其他新陈代谢的管道通畅,才是最重要的。而对于外界侵蚀的防护,最重要的还是保湿。当然,在有些情况下还有防晒,但这是涉及到防紫外线的另一个问题了。

用来作救命药物的炸药

我们在上面说了许多话来叙述甘油与脂肪酸反应生成甘油的脂肪酸酯,也就是油脂。如果不但与脂肪酸还与磷酸反应,那么会得到甘油的磷脂。与这些反应相类似,甘油也可以与硝酸反应,使得丙三醇上面的三个OH基都生成硝酸酯,这种产物,就是大名鼎鼎的硝化甘油。

硝化甘油是炸药,引起爆炸的原因是在受到强烈撞击时硝化甘油会发生强烈放热的分解反应。在极短的时间内产生大量的气体(氮气、二氧化碳、水蒸气和氧气),使温度迅速上升到3000摄氏度以上,压力大于2000个大气压。这是一个危险的化合物,但是,当年瑞典科学家诺贝尔发明了使得硝化甘油能够较为安全使用的方法和起爆炸药的雷管,使得这种化合物在工业、采矿业以及军事上得到广泛的应用。诺贝尔也因此赢得了大量的财富,如今的诺贝尔奖就是用他的遗产来发放的。

人们发现,硝化甘油有扩张血管的作用。其原理是硝化甘油在血液中会释放出一氧化氮(NO),一氧化氮可以松弛血管平滑肌,引起血管扩张。由此,硝化甘油被用于冠心病心绞痛的治疗及预防,也可用于降低血压或治疗充血性心力衰竭。这是很多冠心病人的救命药物。

硝化甘油片必须在舌下含化,由于硝化甘油是小分子化合物,可以透过舌下的血管壁,直接进入血液中迅速起效。如果吞咽下胃,则被小肠吸收,而小肠的血液要先进入肝脏,在这个过程中,许多硝化甘油会被肝脏分解而失效,幸而没有分解的,流到心脏和全身血管起效,其时间间隔会较长,从而错过了急救的时间。

在医药界,人们往往把硝化甘油称为硝酸甘油,其实它与作为炸药的硝化甘油是同一种化合物,当然,做成药片后不会爆炸,人们也不用担心在家里“私藏爆炸物”。医药界的化学药品名称往往比较保守,旧名称不容易更新,这大概与人们用药总是比较谨慎有关。

当然,我们还是不要忘记,硝化甘油已经不是甘油了。它是甘油与硝酸反应后生成的酯类化合物。

 




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