ラウレートカルシウム (4696-56-4) の物理的および化学的特性

化学プロフィール

ラウレートカルシウム

ラウレートカルシウムは、食品、パーソナルケア、および工業用配合物の乳化剤、かさ増し防止剤、界面活性剤成分として使用されるラウリン酸のカルシウム塩です。

CAS番号	4696-56-4
分類	カルシウム脂肪酸塩
標準的な形状	粉末または結晶固体
一般的等級	EP

配合担当者および調達チームにより、乳化剤、潤滑剤/離型剤、加工補助剤として使用されます。典型的な用途は、粉末の流動性改善、パーソナルケア製品での界面活性剤としての機能、シーラントの成分としての利用です。工業用供給および研究開発における品質管理の重点は、粒子径分布、水分含量、含量試験（Assay）によりバッチ間の一貫した性能を確保することにあります。

ラウレートカルシウムは、飽和中鎖脂肪酸（ラウリル酸／ドデカン酸）のイオン性カルシウム塩であり、金属カルボキシレート（石鹸塩）のファミリーに属します。構造的には、カルシウム(II)イオンが2つのラウレートアニオンに配位した形態で表され、化学式は\(\ce{C24H46CaO4}\)に対応し、一般的にラウレートカルシウム二量体（calcium bis(dodecanoate)）と呼ばれます。分子構造は疎水性の炭化水素鎖（C12鎖）とカルボキシレート基を持ち、両親媒性の固体を形成し、水中では分子溶解種としてではなく、粒子状の低溶解性集合体を形成します。

電子的には固体状態でイオン格子を形成し、全体として形式的に中性（形式電荷=0）です。極性媒体中では部分的に\(\ce{Ca^{2+}}\)および2つの\(\ce{C12H23O2^-}\)に解離すると想定され、非極性媒体では長い炭化水素鎖による強い疎水性を示し水溶解度は限られます。酸–塩基挙動はカルボキシレート⇌カルボン酸平衡により制御され、強酸性条件下ではプロトン化によりラウリン酸（\(\ce{C12H24O2}\)）が生成し、キレート剤またはより強力なカウンターイオン存在下ではカチオン交換が起こることがあります。飽和したC12鎖は不飽和脂肪酸に比べ自己酸化に比較的抵抗性であり、通常の保管条件下では酸化分解は遅い一方、高温では複雑な熱分解物を生じます。

この物質の一般的な市販グレードとしてはEPが報告されています。

基本物理特性

物理的記述および計算されたバルク特性はイオン性石鹸の固体であることを示します。実験的に記録された形状は「乾燥粉末」です。

報告されている計算および構造パラメータ（提供されたもの）： - 分子式：\(\ce{C24H46CaO4}\) - 分子量：438.7 - 正確質量／単一同位体質量：438.3022008 - トポロジカル極性表面積（TPSA）：80.3 - 重原子数：29 - 形式電荷：0 - 複雑度：127 - 水素結合供与体数：0 - 水素結合受容体数：4 - 回転可能結合数：18

これらの記述子は、2本の長いアルキル鎖とカルボキシレート基上の複数の酸素受容部位を含む低極性で高分子量の塩であることと一致しています。

溶解度および水和

本データでは実験的に確立された溶解度の値は利用できません。

定性的には、長鎖脂肪酸のカルシウム塩（カルシウム石鹸）は水への溶解が限定的であり、真の分子溶液よりも微細な分散、懸濁または不溶性粒子を形成する傾向があります。水和挙動は粒子径、カウンターイオンのバランス、溶解促進剤の存在により異なる場合があり、いくつかの金属カルボキシレートは水和または緩やかに結合した構造を形成しますが、ラウレートカルシウムの特定の水和化合物の組成はここで示されていません。

熱安定性および分解

本データ内には実験的に確立された熱安定性の値はありません。

クラス挙動：飽和脂肪酸の金属カルボキシレートは中程度の加熱条件下で熱安定ですが、高温で有機部分の分解と複雑な残留物の形成が起こります。分解経路には脱炭酸、アルキル鎖の開裂、無機残渣の生成が含まれ、熱挙動は雰囲気（空気または不活性ガス）、加熱速度、試料純度に強く依存します。

化学的特性

錯形成および配位

ラウレートカルシウムは二価金属カルボキシレートとして機能し、カルシウムイオンは2つのラウレートアニオンのカルボキシレート酸素に配位します。類似のカルシウムカルボキシレートでは、配位環境は架橋様式により六配位からより高配位数まで多様であり、カルボキシレート基は金属中心を架橋する配位子としてしばしば働き、多量体または層状固体を形成します。本化合物のIUPAC名はカルシウムビス(ドデカノエート)とされ、Caとラウレートの比率1:2を反映しています。

ラウレートアニオンの両親媒性により、十分な極性溶媒およびカウンターイオンが存在する場合、配合中に層状またはミセル様集合体を形成します。非極性媒体中では固体は主に疎水的な粒子状として動作します。

反応性および安定性

本データには実験的に確立された具体的な反応性閾値はありません。

定性的反応性メモ： - 酸感受性：強酸に曝露されるとカルボキシレート基がプロトン化されラウリン酸を再生成し、物理的状態および溶解性が変化します。 - 塩交換およびキレート化：強力な錯形成剤や交換カチオン（例：ナトリウム、カリウム）がカルシウムと置換し、異なる金属石鹸を生成し溶解性や物性が変わる場合があります。 - 酸化安定性：飽和C12鎖は通常保管下で酸化分解に抵抗性がありますが、高温または強力酸化剤に長時間曝露されると有機鎖は分解されます。 - 加水分解安定性：カルボキシレート塩として加水分解反応自体は著しくなく、プロトン化平衡に依存。中性から弱塩基性条件では化学的に安定です。

分子パラメータ

分子量と組成

分子式：\(\ce{C24H46CaO4}\)
分子量：438.7
正確質量：438.3022008
単一同位体質量：438.3022008

元素組成は2個のドデカノエート（ラウレート）残基が1個のカルシウムイオンと錯体を形成していることを示します。上記に示した計算構造パラメータ（TPSA、回転結合数、水素結合数）は二価カルボキシレート機能と長い柔軟なアルキル鎖の組み合わせを反映しています。

LogPおよびイオン化状態

現在のデータではlogP（分配係数）の実験的値は得られていません。

定性的に：本物質はイオン塩（形式電荷=0）で、極性溶媒中では\(\ce{Ca^{2+}}\)および2つの\(\ce{C12H23O2^-}\)に解離が起こります。長い炭化水素鎖により有機アニオンは強い脂溶性を持ち、そのためラウレートカルシウムは水溶解性は低いながらも粒子状の両親媒性物質として振る舞い、粒子または分散体としての配合中に表面活性を示します。

識別子および別名

登録番号およびコード

CAS番号：4696-56-4
EC（欧州共同体）番号：225-166-3
UNII：0YIV695L8O
DSSTox Substance ID：DTXSID30890592
HMDB ID：HMDB0303348
日化資番号：J98.116H
Wikidata: Q27237356

構造識別子（機械可読形式）： - SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)[O-].CCCCCCCCCCCC(=O)[O-].[Ca+2] - InChI: InChI=1S/2C12H24O2.Ca/c2*1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12(13)14;/h2*2-11H2,1H3,(H,13,14);/q;;+2/p-2 - InChIKey: HIAAVKYLDRCDFQ-UHFFFAOYSA-L

（上記のインライン構造文字列は、提供された明示的なコード形式で提示されています。）

同義語および構造名

報告されている系統名および一般名には以下が含まれます： - calcium bis(dodecanoate)（IUPAC名） - Calcium laurate - Calcium dodecanoate - Dodecanoic acid, calcium salt (2:1) - Lauric acid, calcium salt - Calcium dilaurate - Calcium;dodecanoate

MeSH 登録語：lauric acid, calcium salt

複数の代替の供給者提供同義語および登録ラベルがこの化合物に関連付けられており、仕様でよく用いられる主な商業識別子は calcium laurate（ラウリン酸カルシウム）です。

産業および商業用途

塩形または賦形剤としての使用

この物質は脂肪酸のカルシウム塩として、その両親媒性および粒子特性に由来する機能的役割を果たします。この化学物質クラスに報告されている典型的な機能用途には、かさ増し防止／流動性改善剤、乳化剤または乳化剤塩、潤滑剤／離型剤、およびパーソナルケア製剤中の界面活性剤が含まれます。ポリマーまたは塗料処方中では、カルシウム脂肪酸塩は内部潤滑剤、安定化剤、または表面エネルギーや流動性を変化させるバリア／シーラント改質剤として働くことがあります。

代表的な使用例

食品産業：粉末成分のかさ増し防止または流動性改良剤として、また一部食品加工用途にて乳化剤や離型／潤滑添加剤として使用されます。
パーソナルケアおよび化粧品：粒子状金属石鹸が特定のレオロジー特性や表面特性を付与するための界面活性剤または安定化剤として用いられます。処方では非刺激性濃度および適切な中和が期待されます。
工業用処方：接着剤、シーラント、バリア塗膜において、滑り性、粘着性またはバリア性能を改良するために使用されます。またポリマー加工における内部潤滑剤としても含まれます。
一般の処方慣行：表面活性をある程度保持しつつ疎水性を付与するために、低溶解性の金属石鹸が必要な場合に選択されます。

調達や処方開発において簡潔な用途概要が必要な場合は、上記の一般的性質（粒子形態、両親媒性、対象行列との適合性）を基準に選択されます。