神奇的聚乙二醇.doc

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1、神奇的聚乙二醇摘要聚乙二醇是一種應(yīng)用非常廣泛的化合物，在化妝品、牙膏和藥物中都少不了它，為什么聚乙二醇會出現(xiàn)在這些產(chǎn)品中？它有什么作用？它對人體有毒嗎？那么在今天，我就為大家簡要介紹一下這種有著廣泛應(yīng)用的化合物。提到聚乙二醇，相信許多朋友都會覺得陌生。不過如果告訴大家，在我們身邊并不難找到聚乙二醇的身影，例如在化妝品、牙膏和藥物中都少不了它，恐怕許多朋友不免要問，為什么聚乙二醇會出現(xiàn)在這些產(chǎn)品中？它有什么作用？對人體有毒嗎？那么在今天，我就為大家簡要介紹一下這種有著廣泛應(yīng)用的化合物。聚乙二醇(polyethyleneglycol，簡稱P

2、EG)名字里有一個“聚”字，這表明它是一種高分子化合物。從圖1我們可以看到，聚乙二醇可以看作由若干個CH2CH2O不斷重復(fù)而得來。可是它與乙二醇有什么聯(lián)系呢？大家都知道，“醇”指的是帶有羥基(-OH)的有機化合物，我們最熟悉的醇類化合物恐怕就是乙醇了，它含有兩個碳原子，其中一個碳原子和羥基相連。如果我們把另外一個碳原子也接上羥基，那么乙醇就變成了乙二醇。乙二醇雖然沒有它的“近親”乙醇出名，我們的日常生活中也少不了它的身影，例如汽車中使用的冷卻液就是在水與乙二醇按照一定比例混合而成。圖1聚乙二醇（左）和乙二醇（右）的化學(xué)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在讓我們來想

3、象一下，如果兩個乙二醇分子互相發(fā)生反應(yīng)失去一分子的水會是怎樣呢？從圖2我們可以看到，原來的兩個分子就連接到一起變成一個分子。乙二醇分子上有兩個碳原子，而新形成的分子上卻有四個碳原子，顯然分子變長了。如果再有第三個乙二醇分子過來，它還可以和這個新分子反應(yīng)失去一分子水，其結(jié)果是新分子變得更長。不過這還不算完，這個分子還可以和第四個、第五個乃至更多的乙二醇分子反應(yīng)從而長度不斷增加，最終形成分子量少則幾百，多至上萬的高分子化合物。這也就是聚乙二醇這種高分子化合物名字的由來。不過實際上聚乙二醇的合成主要是通過另一種小分子——環(huán)氧乙烷來實現(xiàn)的（圖3

4、），所以聚乙二醇也時常被稱為聚環(huán)氧乙烷(polyethyleneoxide，簡稱PEO)。分子量比較低（例如幾百）的聚乙二醇通常是粘稠的液體，但分子量稍高的話它就變成了白色的固體。圖2乙二醇發(fā)生分子間失水反應(yīng)形成聚乙二醇的過程圖3通過環(huán)氧乙烷合成聚乙二醇我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷母叻肿踊衔锿ǔ６际遣蝗苡谒摹茈y想象一塊塑料布或者一件化纖衣物放在水中會逐漸消失，但是聚乙二醇卻在水中有很高的溶解度，這是因為它分子中的氧原子會和水分子發(fā)生比較強的相互作用，我們稱之為氫鍵。當(dāng)我們把聚乙二醇放到水中時，每個聚乙二醇分子都會和很多個水分子親密地打成

5、一團(tuán)，所以即便是分子量高達(dá)數(shù)萬的聚乙二醇分子，在水中也會很快溶解。聚乙二醇不僅極易溶于水，和許多有機化合物之間的溶解性也非常好。正是由于這個獨特的性質(zhì)，聚乙二醇被廣泛應(yīng)用于各種日用化學(xué)品，例如化妝品、洗浴用品和牙膏中（圖4）。它的一個主要作用是作為溶劑或者表面活性劑，幫助化學(xué)性質(zhì)互不相同的各個組分均勻混合在一起。同時，聚乙二醇與水之間具有強烈的相互作用，所以這些產(chǎn)品中加入的聚乙二醇有助于保持濕潤。另外，有些日化用品要求具有一定的粘度，這時候聚乙二醇又派上用場了。由于低分子量的聚乙二醇是粘稠的液體，它們能夠顯著地增加這些日化用品的粘度。圖

6、4某種洗面奶（左）和牙膏（右）中的聚乙二醇成分（紅線標(biāo)出）化妝品、牙膏等日化用品雖然不是食物，但與我們身體的各個部分也有著頻繁的接觸，這就要求它們必須具有良好的生物安全性，而作為其中一個組成部分的聚乙二醇自然也不例外。無論是乙二醇還是環(huán)氧乙烷都有著不小的毒性，環(huán)氧乙烷更是被用來殺滅微生物。那么由它們反應(yīng)得到的聚乙二醇也應(yīng)該有不小的毒性吧？恰恰相反，大量的研究證明，聚乙二醇的毒性非常低。例如經(jīng)口服進(jìn)入體內(nèi)的聚乙二醇僅僅非常小一部分會被腸道吸收或者被降解為小分子化合物，特別是分子量較高的聚乙二醇，大部分都會在較短時間內(nèi)經(jīng)由尿液和糞便排除體外

7、。動物實驗表明聚乙二醇的半致死量一般都在1－10g/kg的范圍，這說明聚乙二醇的急性毒性幾乎可以忽略不計。即便是長期攝入聚乙二醇，除非是非常大的量，否則也不會造成明顯的傷害，也沒有發(fā)現(xiàn)其它的慢性毒副作用，例如致癌性和影響生殖能力。由于聚乙二醇經(jīng)常作為添加劑使用在化妝品和洗浴用品中，它對皮膚和眼睛的影響也比較受關(guān)注。研究表明，聚乙二醇很難透過正常完好的皮膚進(jìn)入人體，動物實驗中也沒有發(fā)現(xiàn)由于皮膚滲透而導(dǎo)致的急性中毒，所以只要皮膚沒有嚴(yán)重破損，基本上不用擔(dān)心由于皮膚接觸聚乙二醇而導(dǎo)致的中毒。同時聚乙二醇對皮膚和眼睛的刺激也非常輕微。[1]可以

8、說聚乙二醇是對人體非常安全的一種化合物，這也是它被廣泛應(yīng)用于化妝品等領(lǐng)域的一個重要原因。聚乙二醇雖然在日化用品中很常見，大部分時候只是默默地當(dāng)“綠葉”——它們通常并不是化妝品或者洗浴用品中的活性成分。不過千