Polyethylenglykol (PEG) ist eine vielseitige Verbindung, die in verschiedenen Branchen eingesetzt wird. Es ist wasserlöslich und wird häufig als Schmiermittel, Lösungsmittel oder Inhaltsstoff in pharmazeutischen, kosmetischen und Körperpflegeprodukten verwendet.
| IUPAC-Name | Poly(oxyethylen) |
| Molekularformel | (C2H4O)n |
| CAS-Nummer | 25322-68-3 |
| Synonyme | Polyethylenoxid, PEG, Macrogol, Carbowax, Polyethylenglykolmonomethylether, Polyethylenglykoldimethylether, Polyethylenglykolmonobutylether, Polyethylenglykoldibutylether, Polyethylenglykolmonoethylether |
| InChI | InChI=1S/C2H4O/c1-2-3/h2-3H,1H2 |
Eigenschaften von Polyethylenglykol
Polyethylenglykol-Formel
Die Formel für Polyethylenglykol lautet (C2H4O)n, wobei „n“ die Anzahl der sich wiederholenden Ethylenoxideinheiten in der Polymerkette darstellt. Es ist ein lineares Polymer, das aus Ethylenoxid-Monomereinheiten besteht.
Molmasse von Polyethylenglykol
Die Molmasse von PEG variiert je nach Länge der Polymerkette. Sie wird berechnet, indem die Molmasse jeder Wiederholungseinheit mit der Anzahl der Einheiten in der Kette multipliziert wird. Die durchschnittliche Molmasse variiert zwischen einigen hundert und mehreren tausend Gramm pro Mol.
Siedepunkt von Polyethylenglykol
PEG hat im Vergleich zu anderen gängigen organischen Verbindungen einen relativ hohen Siedepunkt. Der Siedepunkt steigt mit zunehmender Molmasse des Polymers. Beispielsweise hat PEG mit einer Molmasse von etwa 200 einen Siedepunkt von etwa 325 Grad Celsius.
Schmelzpunkt von Polyethylenglykol
Der Schmelzpunkt von PEG ist relativ niedrig und liegt im Allgemeinen zwischen 20 und 70 Grad Celsius. Der Schmelzpunkt hängt auch von der Molmasse des Polymers ab. PEGs mit geringerer Molmasse neigen dazu, niedrigere Schmelzpunkte zu haben.
Dichte von Polyethylenglykol g/ml
Die Dichte von PEG variiert je nach Molmasse und Konzentration. Typischerweise haben PEGs eine Dichte im Bereich von etwa 1,12 bis 1,23 Gramm pro Milliliter. PEGs mit höherer Molmasse weisen tendenziell höhere Dichten auf.
Molekulargewicht von Polyethylenglykol
Das Molekulargewicht von PEG bezieht sich auf das durchschnittliche Gewicht der Polymerketten. Sie wird durch Addition der Molmassen aller Wiederholungseinheiten in der Kette berechnet. Das Molekulargewicht ist ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von PEG.
Struktur von Polyethylenglykol
Die Struktur von PEG besteht aus einer Kette sich wiederholender Ethylenoxideinheiten. Jede Einheit Ethylenoxid besteht aus zwei Kohlenstoffatomen, vier Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Das Sauerstoffatom einer Einheit ist an das Kohlenstoffatom der benachbarten Einheit gebunden und bildet so eine lineare Polymerkette.
Löslichkeit von Polyethylenglykol
PEG ist aufgrund der Anwesenheit hydrophiler Gruppen (-OH) in der Polymerkette sehr gut wasserlöslich. Die Löslichkeit von PEG in organischen Lösungsmitteln variiert je nach Molmasse und Art des Lösungsmittels. Im Allgemeinen weisen PEGs mit geringerer Molmasse eine bessere Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln auf.
| Aussehen | Klare, farblose bis hellgelbe Flüssigkeit |
| Spezifisches Gewicht | 1,12 – 1,23 g/ml (bei 20 °C) |
| Farbe | Farblos |
| Geruch | Geruchlos |
| Molmasse | Variiert (normalerweise mehrere hundert bis mehrere tausend g/mol) |
| Dichte | Variiert je nach Molmasse und Konzentration |
| Fusionspunkt | 20°C – 70°C (variiert je nach Molmasse) |
| Siedepunkt | Etwa 325 °C (variiert je nach Molmasse) |
| Blitzpunkt | Nicht brennbar |
| Löslichkeit in Wasser | Sehr löslich |
| Löslichkeit | Löslich in organischen Lösungsmitteln (variiert je nach Molmasse und Art des Lösungsmittels) |
| Dampfdruck | Schwach |
| Wasserdampfdichte | Größer als Luft (ca. 3,5 g/L) |
| pKa | Variiert je nach den verschiedenen funktionellen Gruppen, die auf PEG vorhanden sind |
| pH-Wert | Neutral (pH 7) |
Sicherheit und Gefahren von Polyethylenglykol
PEG gilt als sicher für die Verwendung in verschiedenen Anwendungen. Es ist ungiftig und stellt bei sachgemäßer Handhabung im Allgemeinen keine nennenswerten Gesundheitsrisiken dar. Allerdings muss damit, wie mit jeder Chemikalie, vorsichtig umgegangen werden. Kontakt mit Augen und Haut, Verschlucken oder Einatmen von Staub oder Dämpfen vermeiden. Bei hohen Konzentrationen kann es bei empfindlichen Personen zu leichten Hautreizungen oder allergischen Reaktionen kommen. Bei der Arbeit mit PEG sollten ausreichende Belüftung und persönliche Schutzausrüstung verwendet werden. Es ist wichtig, ordnungsgemäße Lagerungs- und Entsorgungsverfahren einzuhalten, um eine Umweltverschmutzung zu vermeiden. Beachten Sie immer die Sicherheitsdatenblätter und behandeln Sie diese gemäß den örtlichen Vorschriften und Richtlinien.
| Gefahrensymbole | Keiner |
| Sicherheitsbeschreibung | Ungiftig; mit Vorsicht behandeln |
| UN-Identifikationsnummern | Unzutreffend |
| HS-Code | 39072000 |
| Gefahrenklasse | Nicht klassifiziert |
| Verpackungsgruppe | Unzutreffend |
| Toxizität | Geringe Toxizität; kann bei empfindlichen Personen leichte Hautreizungen oder allergische Reaktionen hervorrufen |
Methoden zur Synthese von Polyethylenglykol
Die Synthese von PEG umfasst mehrere Methoden. Ein üblicher Ansatz besteht darin , Ethylenoxidmonomere unter kontrollierten Bedingungen zu polymerisieren, üblicherweise unter Verwendung von Katalysatoren wie Kaliumhydroxid oder Schwefelsäure. Die Reaktion findet bei hohen Temperaturen und Drücken statt und führt zur Bildung einer PEG-Kette.
Eine andere Methode besteht darin , Ethylenglykol mit einem alkalischen Katalysator wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid umzusetzen. Dieser basenkatalysierte Kondensationsprozess führt zur Bildung von PEG.
Zur Herstellung von PEG kann Ethylenoxid mit Wasser in Gegenwart eines sauren oder basischen Katalysators umgesetzt werden. Bei diesem ringöffnenden Polymerisationsprozess entstehen PEG-Ketten mit Hydroxylgruppen an beiden Enden.
Der Einsatz eines Katalysators erleichtert die Reaktion zwischen Ethylenoxiden und verschiedenen Alkoholen wie Methanol oder Ethanol zu PEG.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Wahl des Katalysators, der Reaktionsbedingungen und der Ausgangsmaterialien Auswirkungen auf die Eigenschaften und das Molekulargewicht des resultierenden PEG haben kann. Diese Synthesemethoden bieten Flexibilität bei der Herstellung von PEGs mit unterschiedlichen Molekulargewichten und Eigenschaften, die auf spezifische Anwendungen in Branchen wie Pharmazeutika, Kosmetika und Industrieprozessen zugeschnitten sind.
Verwendung von Polyethylenglykol
Polyethylenglykol (PEG) findet aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften breite Anwendung in verschiedenen Branchen. Hier sind einige häufige Anwendungen von PEG:
- Die Pharmaindustrie verwendet PEG als Hauptbestandteil verschiedener pharmazeutischer Formulierungen, darunter orale Suspensionen, Salben, Cremes und Zäpfchen. Es löst, bindet und verändert die Viskosität von Arzneimittelformulierungen.
- Kosmetik- und Körperpflegeprodukte verwenden PEG als Verdickungsmittel, Emulgator und Feuchthaltemittel in Feuchtigkeitscremes, Lotionen, Shampoos und Zahnpasta. Es verbessert die Stabilität des Produkts und seine feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften.
- PEG dient als Schmiermittel in vielen industriellen Prozessen, beispielsweise in der Metallverarbeitung, Textilherstellung und Kunststoffproduktion. Es verringert die Reibung und wirkt als Formtrennmittel.
- In der Lebensmittelindustrie fungiert PEG als Lebensmittelzusatzstoff und verbessert die Textur, Stabilität und Konsistenz von Produkten wie Eiscreme, Schokolade und Backwaren.
- Medizinische Geräte und Verfahren enthalten PEG als entscheidenden Bestandteil. Katheter, Umkleidekabinen und medizinische Untersuchungen nutzen PEG als Darmreiniger.
- In der Veterinärmedizin wird PEG für verschiedene Zwecke eingesetzt, unter anderem zur Formulierung von Medikamenten, topischen Präparaten und als Abführmittel für Tiere.
- PEG fungiert als Reaktionsmedium und Lösungsmittel bei chemischen Reaktionen und Polymerisationen und unterstützt die Synthese von Polymeren, Harzen und anderen Spezialchemikalien.
- Forscher im Bereich der biologischen Forschung nutzen PEG als Fällungsmittel zur Proteinreinigung. PEG dient als Kryoprotektivum bei der Zellkonservierung in den Bereichen Biochemie und Molekularbiologie.
Das vielfältige Anwendungsspektrum unterstreicht die Bedeutung von PEG in vielen Branchen, da es in verschiedenen Formulierungen und Prozessen die Viskosität, Löslichkeit und Stabilität verändern kann.
Fragen:
F: Was ist Polyethylenglykol?
A: Polyethylenglykol (PEG) ist eine vielseitige Verbindung, die aufgrund ihrer schmierenden, lösungsvermittelnden und feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften in verschiedenen Branchen eingesetzt wird.
F: Wie entsorgt man Polyethylenglykol?
A: PEG kann durch Waschen mit Wasser und Seife oder durch die Verwendung von Reinigungsmitteln entfernt werden, die wirksame Substanzen auf Ölbasis entfernen.
F: Ist Polyethylenglykol sicher?
A: PEG gilt bei korrekter Anwendung im Allgemeinen als sicher, kann jedoch bei empfindlichen Personen leichte Hautreizungen oder allergische Reaktionen hervorrufen.
F: Ist Polyethylenglykol 3350 dasselbe wie Polyethylenglykol mit Elektrolyten?
A: PEG 3350 ist eine Art von PEG, das als Abführmittel verwendet wird, während PEG mit Elektrolyten eine Formulierung ist, die zur Darmvorbereitung vor medizinischen Eingriffen verwendet wird.
F: Wie kann mir Polyethylenglykol schaden?
A: PEG kann bei unsachgemäßer oder übermäßiger Anwendung Hautreizungen, allergische Reaktionen oder in seltenen Fällen Nebenwirkungen wie Nierentoxizität oder Elektrolytstörungen verursachen.
F: Woher weiß ich, ob ich gegen Polyethylenglykol allergisch bin?
A: Allergische Reaktionen auf PEG können Hautrötung, Juckreiz, Hautausschlag, Schwellung oder Atembeschwerden sein. Wenden Sie sich für die richtige Diagnose und Beratung an einen Arzt.
F: Worin ist Polyethylenglykol enthalten?
A: PEG ist in verschiedenen Produkten wie Arzneimitteln, Kosmetika, Körperpflegeartikeln, industriellen Schmiermitteln, Lebensmittelzusatzstoffen und medizinischen Geräten enthalten.