Кальций лаурат (4696-56-4) — физико-химические свойства

Химический профиль

Кальций лаурат

Кальций лаурат — это кальциевая соль лауриновой кислоты, используемая в качестве эмульгатора, противослеживающего агента и поверхностно-активного вещества в пищевых, косметических и промышленных составах.

Номер CAS	4696-56-4
Класс веществ	Кальциевые соли жирных кислот
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твердое вещество
Распространённые сорта	EP

Используется разработчиками рецептур и закупочными отделами в качестве эмульгатора, смазывающего/разделительного агента и вспомогательного средства при обработке. Типичные области применения включают улучшение текучести порошков, функцию ПАВ в средствах личной гигиены и компонент в герметиках. Входящие показатели контроля качества для промышленного снабжения и НИОКР должны включать распределение размера частиц, влажность и титр для обеспечения постоянства характеристик между партиями.

Кальций лаурат — ионная кальциевая соль насыщенной средней цепи жирной кислоты (лауриновой, додекановой кислоты) и относится к классу карбоксилатов металлов (мыл). Структурно представлен как ион кальция(II), координированный двумя анионами лаурата; стехиометрически соответствует \(\ce{C24H46CaO4}\) и часто называется кальций бис(додеканоат). Молекулярная архитектура сочетает гидрофобные алифатические хвосты (C12 цепи) с карбоксилатными головками, образуя амфифильное твердое вещество, которое обычно формирует частицы с низкой растворимостью, а не молекулярно растворимые виды в воде.

Электронно это ионная решётка в твердом состоянии с формально нейтральным составом (расчётный формальный заряд = 0). В полярных средах ожидается частичный диссоциативный процесс на \(\ce{Ca^{2+}}\) и два аниона \(\ce{C12H23O2^-}\); в менее полярных фазах длинные углеводородные цепи придают сильные гидрофобные свойства и ограниченную растворимость в воде. Кислотно-основное поведение определяется равновесием карбоксилат ⇌ карбоновая кислота: при сильно кислых условиях происходит протонирование с образованием лауриновой кислоты (\(\ce{C12H24O2}\)), а в присутствии хелатирующих агентов или более сильных контр-ионов возможен ионный обмен. Насыщенная цепь C12 сравнительно устойчива к автоксидированию по сравнению с ненасыщенными жирными кислотами; окислительное разложение происходит медленно при обычных условиях хранения, тогда как термическое разложение может образовывать сложные смеси при высоких температурах.

Распространённые коммерческие сорта для данного вещества включают: EP.

Основные физические свойства

Физическое описание и вычисленные массовые параметры указывают на твердое ионное мыло. Экспериментально зафиксированное состояние — сухой порошок.

Указанные вычисленные и структурные параметры (представлены ниже): - Молекулярная формула: \(\ce{C24H46CaO4}\) - Молекулярный вес: 438,7 - Точная масса / мономассовая масса: 438,3022008 - Топологическая полярная площадь (TPSA): 80,3 - Количество тяжёлых атомов: 29 - Формальный заряд: 0 - Сложность молекулы: 127 - Количество доноров водородных связей: 0 - Количество акцепторов водородных связей: 4 - Количество вращающихся связей: 18

Эти дескрипторы соответствуют соли с низкой полярностью и высокой молекулярной массой, состоящей из двух длинных алкильных цепей и множества кислородных акцепторных центров карбоксилатов.

Растворимость и гидратация

Экспериментально подтверждённые значения данного параметра в текущем контексте отсутствуют.

Качественно, кальциевые соли длинноцепочечных жирных кислот (кальциевые мыла) обладают ограниченной растворимостью в воде и склонны формировать мелкие дисперсии, суспензии или нерастворимые частицы, а не истинные молекулярные растворы. Гидратация может зависеть от размера частиц, баланса контр-иона и наличия солюбилизирующих агентов; некоторые карбоксилаты металлов образуют гидраты или рыхлосвязанные структуры, однако конкретных стехиометрий гидратов кальций лаурата здесь не приводится.

Термическая стабильность и разложение

Экспериментально подтверждённые данные отсутствуют.

Поведение класса: карбоксилаты металлов насыщенных жирных кислот термически стабильны при умеренном нагреве, но подвергаются разложению при повышенных температурах с распадом органических фрагментов и образованием сложных остатков. Путь разложения может включать декарбоксилирование, распад алкильной цепи и формирование неорганических остатков; термическое поведение сильно зависит от атмосферы (воздух или инертная среда), скорости нагрева и чистоты образца.

Химические свойства

Образование комплексов и координация

Кальций лаурат функционирует как двухвалентный карбоксилат металла, где ионы кальция координируются кислородами карбоксилатных групп из двух анионов лаурата. Координационные окружения аналогичных кальциевых карбоксилатов обычно варьируются от октаэдрических до более высоких координационных чисел в зависимости от режимов мостикового связывания; карбоксилатные группы часто играют роль мостиковых лигандов, связывающих металлические центры и формирующих полимерные или слоистые твердые вещества. Международное название (IUPAC) для соединения — кальций бис(додеканоат), отражающее стехиометрию Ca:лаурат 1:2.

Амфифильная природа лаурат-аниона способствует формированию ламеллярных или мицеллообразных агрегатов в составах, где присутствуют достаточное количество полярного растворителя и контр-ионы; в неполярных средах твердое вещество ведёт себя преимущественно как гидрофобные частицы.

Реактивность и стабильность

Численные экспериментально установленные пороги реактивности в текущих данных отсутствуют.

Качественные замечания по реактивности: - Чувствительность к кислотам: воздействие сильных кислот протонирует карбоксилатные группы с образованием лауриновой кислоты, изменяя физическое состояние и растворимость. - Ионный обмен и хелатирование: сильные комплексоны или ионы замещения (например, натрия, калия) могут обмениваться с кальцием, образуя разные металлические мыла с изменённой растворимостью и физическими свойствами. - Окислительная стабильность: насыщенные C12 цепи относительно устойчивы к окислительному разложению при обычных условиях хранения; однако длительное воздействие высоких температур или сильных окислителей приводит к деградации органических цепей. - Гидролитическая стабильность: как соль карбоксиловой кислоты, гидролиз с образованием свободной кислоты напрямую не является гидролитической реакцией, а контролируется равновесием протонирования; соединение химически стабильно в нейтральных и слабо щелочных условиях.

Молекулярные параметры

Молекулярный вес и состав

Молекулярная формула: \(\ce{C24H46CaO4}\)
Молекулярный вес: 438,7
Точная масса: 438,3022008
Мономассовая масса: 438,3022008

Элементарный состав соответствует двум остаткам додеканоата (лаурата), комплексированным с одним ионом кальция. Вычисленные структурные показатели (TPSA, количество вращающихся связей, параметры водородных связей), приведённые выше, отражают двойную карбоксилатную функциональность в сочетании с длинными гибкими алкильными цепями.

LogP и ионное состояние

Экспериментально установленные значения коэффициента распределения (logP) в текущих данных отсутствуют.

Качественно: исходный материал представляет собой ионную соль (формальный суммарный заряд = 0), состоящую из заряженных компонентов, которые в полярных растворителях могут диссоциировать на \(\ce{Ca^{2+}}\) и два аниона \(\ce{C12H23O2^-}\). Длинные углеводородные цепи придают сильную липофильность органическим анионам; следовательно, кальций лаурат выступает как амфифильное твердое вещество с низкой водорастворимостью, но эффективной поверхностной активностью в составах, где применяются частицы или дисперсии.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 4696-56-4
EC (номер Европейского сообщества): 225-166-3
UNII: 0YIV695L8O
ID DSSTox вещества: DTXSID30890592
ID HMDB: HMDB0303348
Номер Nikkaji: J98.116H
Wikidata: Q27237356

Структурные идентификаторы (машинные форматы): - 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

(Встроенные структурные строки приведены в явных кодировках, как предоставлено.)

Синонимы и структурные названия

Сообщаемые систематические и общие наименования включают: - бис(додеканоат) кальция (IUPAC) - Лаурата кальция - Додеканоат кальция - Додекановая кислота, соль кальция (2:1) - Лауриновая кислота, соль кальция - Дилаурат кальция - Кальций; додеканоат

Термины в базе MeSH: лауриновая кислота, соль кальция

С несколькими альтернативными синонимами и реестровыми обозначениями поступившими от поставщиков связан этот препарат; основной коммерческий идентификатор, часто используемый в спецификациях — лаурата кальция.

Промышленные и коммерческие применения

Использование в форме соли или в качестве вспомогательного вещества

Как соль кальция жирной кислоты, вещество выполняет функциональные роли, основанные на его амфифильных и дисперсных свойствах. Типичные функциональные применения, отмеченные для этого класса веществ, включают противослеживающий/улучшающий сыпучесть агент, эмульгатор или соль эмульгатора, смазывающее/разделительное вещество и поверхностно-активное вещество в составах средств личной гигиены. В полимерных или покрывных составах соли кальция жирных кислот могут выступать в роли внутренних смазок, стабилизаторов или модификаторов барьерных/герметизирующих свойств, изменяющих поверхностную энергию и текучесть.

Типичные варианты использования

Пищевая промышленность: применяется как противослеживающий или улучшающий сыпучесть агент в порошкообразных ингредиентах, а также как эмульгатор или добавка для смазки/разделения в некоторых технологических процессах.
Средства личной гигиены и косметика: используется в качестве ПАВ или стабилизатора, когда частицы металлических мыл придают специфические реологические или поверхностные свойства; при формулировании предполагается низкая раздражающая концентрация и соответствующее нейтрализующее действие.
Промышленные составы: применяется в клеях, герметиках и барьерных покрытиях для модификации скольжения, липкости или барьерных характеристик; также используется как внутренняя смазка при переработке полимеров.
Общая формуляционная практика: выбирается при необходимости низкорастворимого металлического мыла для придания гидрофобности при сохранении некоторой поверхностной активности.

Если требуется краткое резюме применения для закупок или разработки формуляций, выбор основывается на общих свойствах, описанных выше (форма частиц, амфифильность и совместимость с целевой матрицей).

Обзор безопасности и обращения

Токсикологические аспекты

Большинство доступных классификаций отмечают, что вещество не подлежит классификации по стандартным схемам опасности; сводки GHS указывают «Не классифицирован» для большинства уведомлений от поставщиков. Заключение косметологической оценки безопасности соответствует безопасному применению в современных составах при условии бессиротного и не сенсибилизирующего воздействия.

Как металлическое мыло насыщенной жирной кислоты, острое системное токсическое действие обычно низкое, однако вдыхание порошков/пыли и повторяющийся контакт с кожей могут вызывать раздражение у восприимчивых лиц. Материал следует использовать с соблюдением стандартных правил промышленной гигиены.