라우르산칼슘 (4696-56-4) 물리적 및 화학적 성질
라우르산칼슘
라우르산칼슘은 라우르산의 칼슘 염으로, 식품, 퍼스널 케어 및 산업용 조성물에서 유화제, 응결방지제 및 계면활성제 성분으로 사용됩니다.
| CAS 번호 | 4696-56-4 |
| 분류 | 칼슘 지방산염 |
| 일반 형태 | 분말 또는 결정성 고체 |
| 일반 등급 | EP |
라우르산칼슘은 포화 중간 사슬 지방산(라우르산/도데칸산)의 이온성 칼슘 염이며 금속 카복실레이트(비누염) 계열에 속합니다. 구조적으로는 두 개의 라우레이트 음이온과 배위된 칼슘(II) 이온으로 가장 잘 표현되며, 화학량론적으로 \(\ce{C24H46CaO4}\)에 해당하고 일반적으로 칼슘 비스(도데칸산염)라고 명명됩니다. 분자 구조는 소수성 알킬 꼬리(C12 사슬)와 카복실레이트 머리 그룹으로 이루어진 양친매성 고체로, 일반적으로 물에 분자 상태로 녹기보다는 입자성 저용해성 응집체를 형성합니다.
전자적으로 이 물질은 고체 상태에서 이온 격자이며, 전체적으로는 형식상 중성 조성을 가집니다(계산된 형식 전하 = 0). 극성 매질에서는 부분 해리가 일어나 \(\ce{Ca^{2+}}\)와 두 개의 \(\ce{C12H23O2^-}\)로 분리되며, 비극성 상에서는 긴 탄화수소 사슬이 강한 소수성을 부여하여 수용성은 제한적입니다. 산-염기 거동은 카복실레이트 ⇌ 카복실산 평형에 의해 지배되며, 강산성 조건에서는 프로톤화 되어 라우르산(\(\ce{C12H24O2}\))이 형성되고, 킬레이트제 또는 더 강한 대응 이온 존재 시 양이온 교환이 일어날 수 있습니다. 포화된 C12 사슬은 불포화 지방산에 비해 자동산화에 비교적 내성이 강해, 일반 저장 조건에서는 산화적 분해가 느리고, 고온에서는 복잡한 혼합물로 분해될 수 있습니다.
이 물질에 대해 보고된 일반 상업 등급은 EP입니다.
기본 물리적 특성
물리적 설명과 계산된 벌크 특성은 고체 이온성 비누임을 나타냅니다. 실험적으로 기록된 물리적 상태는 건조 분말(Dry Powder)입니다.
보고된 계산 및 구조 파라미터(제공된 내용): - 화학식: \(\ce{C24H46CaO4}\) - 분자량: 438.7 - 정확 질량/단일동위원소 질량: 438.3022008 - 위상 극성 표면적(TPSA): 80.3 - 무거운 원자 수: 29 - 형식 전하: 0 - 복잡도: 127 - 수소 결합 공여자 수: 0 - 수소 결합 수용자 수: 4 - 회전 가능한 결합 수: 18
이 지표들은 두 개의 긴 알킬 사슬과 카복실레이트 그룹상 다수의 산소 수용자 부위를 가진 저극성, 고분자량 염과 일치합니다.
용해도 및 수화
해당 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 현재 데이터에서 제공되지 않습니다.
정성적으로, 긴 사슬 지방산칼슘염(칼슘 비누)은 물에 제한적으로 용해되며, 실제 용액이라기보다는 미세 분산체, 현탁액 또는 불용성 입자를 형성하는 경향이 있습니다. 수화는 입자 크기, 대응 이온 균형 및 용해 보조제 유무에 따라 다를 수 있으며, 일부 금속 카복실레이트는 수화되거나 느슨히 결합된 구조를 형성하지만 라우르산칼슘의 특정 수화 화합비는 여기서 제공되지 않습니다.
열안정성 및 분해
해당 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 현재 데이터에서 제공되지 않습니다.
유사 계열 특성: 포화 지방산 금속 카복실레이트는 중간 온도 가열에서는 열안정성을 보이나 고온에서는 분해하여 유기기로가 분해되고 복잡한 잔류물이 형성됩니다. 분해 경로에는 탈탄산반응, 알킬 사슬 절단, 무기 잔류물 생성이 포함될 수 있으며, 열 거동은 분위기(공기 대 불활성), 가열 속도 및 시료 순도에 크게 의존합니다.
화학적 특성
착물 형성 및 배위
라우르산칼슘은 이가 양이온 금속 카복실레이트로, 칼슘 이온이 두 분자의 라우레이트 음이온의 카복실레이트 산소를 배위합니다. 유사 칼슘 카복실레이트에서의 배위 환경은 일반적으로 팔면체에서 더 높은 배위 수까지 다양하며, 카복실레이트는 금속 중심을 연결하는 브리지 리간드로 작용하여 고분자형 또는 층상 고체를 형성합니다. 화합물에 대한 IUPAC 명칭은 칼슘 비스(도데칸산염)로, 1:2 Ca:라우레이트 화학량론을 반영합니다.
라우레이트 음이온의 양친매성 특성은 충분한 극성 용매와 대응 이온이 존재하는 조성물에서 층상 또는 미셀 형태 응집체 형성을 촉진하며, 비극성 매질에서는 주로 소수성 입자 형태로 동작합니다.
반응성 및 안정성
실험적으로 확립된 수치적 반응성 임계값은 현재 데이터에서 제공되지 않습니다.
정성적 반응성 노트: - 산 감수성: 강산에 노출 시 카복실레이트가 프로톤화되어 라우르산으로 전환되어 물리적 상태 및 용해도가 변경됩니다. - 염 교환 및 킬레이션: 강한 착물 형성제 또는 교체 양이온(예: 나트륨, 칼륨)이 칼슘과 교환되어 용해도 및 물리적 특성이 다른 금속 비누를 형성할 수 있습니다. - 산화 안정성: 포화된 C12 사슬은 일반 저장 조건 하에서 산화 분해에 비교적 내성이 있으나, 고온 또는 강력한 산화제에 장기간 노출 시 유기 사슬이 분해됩니다. - 가수분해 안정성: 카복실레이트 염으로서 자유 지방산으로의 가수분해는 엄밀히 말해 가수분해 반응이 아니고 프로톤화 평형에 의해 조절되며, 중성에서 약염기성 조건에서는 화학적으로 안정합니다.
분자 파라미터
분자량 및 조성
- 화학식: \(\ce{C24H46CaO4}\)
- 분자량: 438.7
- 정확 질량: 438.3022008
- 단일동위원소 질량: 438.3022008
원소 조성은 단일 칼슘 이온과 결합된 두 분자의 도데칸산(라우레이트) 잔기로 구성됩니다. 앞서 제공된 구조적 계산값들(TPSA, 회전 결합 수, 수소 결합 수용자 등)은 이중 카복실레이트 기능기와 긴 유연한 알킬 사슬을 반영합니다.
LogP 및 이온 상태
분배 계수(logP)에 대한 실험적으로 확립된 값은 현재 데이터에서 제공되지 않습니다.
정성적 특성: 이 물질은 전반적으로 형식 전하 0인 이온성 염이며, 극성 용매에서는 \(\ce{Ca^{2+}}\)와 두 개의 \(\ce{C12H23O2^-}\) 음이온으로 해리됩니다. 긴 탄화수소 사슬은 유기 음이온에 강한 친지성을 부여하므로, 라우르산칼슘은 수용성은 낮으나 조성물에서 입자나 분산체로서 효과적인 계면활성 활성을 나타내는 양친매성 입자입니다.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS RN: 4696-56-4
- EC 번호(유럽연합): 225-166-3
- UNII: 0YIV695L8O
- DSSTox 물질 ID: DTXSID30890592
- HMDB ID: HMDB0303348
- 니카지 번호: J98.116H
- Wikidata: Q27237356
구조 식별자(기계 형식):
- 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
(위 인라인 구조 문자열은 제공된 명확한 코드 형식으로 제공됨.)
동의어 및 구조 명칭
보고된 체계적 및 일반 명칭은 다음과 같습니다: - calcium bis(dodecanoate) (IUPAC) - Calcium laurate - Calcium dodecanoate - Dodecanoic acid, calcium salt (2:1) - Lauric acid, calcium salt - Calcium dilaurate - Calcium;dodecanoate
MeSH 등록어: lauric acid, calcium salt
이 화합물과 관련하여 여러 대체 등록자 제공 동의어 및 등록 레이블이 있으며, 사양에서 주로 사용되는 상업 식별자는 calcium laurate입니다.
산업적 및 상업적 적용
염 형태 또는 부형제로서의 사용
이 물질은 지방산의 칼슘염으로서, 양친매성 및 입자 특성에서 유래한 기능적 역할을 수행합니다. 이 화학 군에서 일반적으로 보고된 기능적 용도는 항응집/유동성 보조제, 유화제 또는 유화제 염, 윤활제/이형제, 그리고 개인 위생 제품 내 계면활성제 역할입니다. 고분자 또는 코팅 제형에서는 칼슘 지방산염이 내부 윤활제, 안정제 또는 표면 에너지 및 흐름을 변형시키는 장벽/밀봉제 조절제로 작용할 수 있습니다.
대표적 사용 사례
- 식품 산업: 분말성 원료의 항응집제 또는 유동성 보조제로 사용되며, 특정 식품 가공에서 유화제 또는 이형/윤활 첨가제로 활용됩니다.
- 개인 위생 및 화장품: 입자성 금속 비누가 특정 유변학적 또는 표면 특성을 부여하는 계면활성제 또는 안정제로 사용됩니다; 제형 사용 시 비자극성 농도 및 적절한 중화가 요구됩니다.
- 산업용 제형: 점착성, 미끄럼성 또는 장벽 성능 조절을 위해 접착제, 실란트 및 차단 코팅에 사용되며, 고분자 가공 시 내부 윤활제로도 포함됩니다.
- 일반 제형 연습: 일부 표면 활성을 유지하면서 소수성을 부여하기 위해 저용해도 금속 비누가 필요한 경우 선택됩니다.
구매 또는 제형 개발을 위한 간결한 적용 요약이 필요할 경우, 위에서 설명된 일반적 특성(입자 형태, 양친매성, 대상 매트릭스와의 상용성)을 기반으로 선택이 이루어집니다.
안전 및 취급 개요
독성학적 고려 사항
대부분의 이용 가능한 분류는 이 물질이 표준 위험 분류 기준을 충족하지 않는다고 보고하며, 보고된 GHS 요약에서는 다수 공급자의 통지에 대해 "분류 대상 아님"으로 나타납니다. 비자극성 및 비감작성으로 설계된 제형에서는 현재 사용 실무에서 안전한 사용으로 일관된 화장품 안전성 평가가 보고되었습니다.
포화 지방산의 금속 비누로서 급성 전신 독성은 일반적으로 낮지만, 분말/먼지 흡입 및 반복적인 피부 노출은 민감한 개인에서 자극을 유발할 수 있습니다. 이 물질은 표준 산업 위생 관행에 따라 취급해야 합니다.
보관 및 취급 지침
- 수분 흡수 및 분진 형성을 최소화하기 위해 밀폐 용기에 담아 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 장소에 보관하십시오.
- 분진 발생 및 확산을 최소화하며, 분말 취급 시 국소 배기 환기를 사용하십시오.
- 개인 보호 장비: 적절한 장갑 및 안구 보호구를 착용하십시오; 공기 중 농도가 직업 노출 한도를 초과하거나 분진이 발생할 경우 호흡 보호구를 사용하십시오.
- 강산 또는 산화제와의 접촉을 피하고, 고온에서 개방 화염 노출을 삼가십시오.
- 상세한 위험, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 지역 법규를 참조하십시오.
