Пропионат натрия: формула, свойства, реакции, применение

Пропионат натрия — это соль пропионовой кислоты с натрием. Вещество обладает ярко выраженными бактерицидными свойствами, за счёт которых широко применяется в медицине и пищевой промышленности. Пропионату присвоен статус пищевой добавки, он зарегистрирован под кодом Е281. Актуален в косметологии и органическом и неорганическом синтезе за счёт возможности проведения реакции электролиза пропионата.

Что такое пропионат натрия, формула

Пропионат натрия представляет собой сложное органическое соединение остатка пропионовой кислоты и активного щелочноземельного металла натрия. Формула натрия пропионата – NaC₃H₅O₂ (другое представление – CH₃CH₂COONa).

В естественных условиях пропионаты синтезируют микроорганизмы. Субстратом для их создания выступают различные углеводы: крахмал, полидекстроза, рамнозы, тагатозы. Бактерии выделяют пропионат натрия для подавления развития других микробных сообществ в условиях конкуренции за истощающиеся ресурсы. Эта антибактериальная функция вещества применяется человеком в собственных целях.

Физические свойства, внешний вид

Пропионат натрия – бесцветные мелкие кристаллы, характеризующиеся молекулярной массой в 96,06 г/моль и крайне высокой гигроскопичностью. Порошок быстро впитывает влагу и разрыхляется, хорошо растворим в воде. Склонен к формированию кристаллогидратов – в кристаллической решётке катионы пропионата образуют тесную связь не с анионами, а с молекулами воды. Формула натрия пропионатового кристаллогидрата – C₂H₅COONa ∙ H₂O. Плавится при температуре 285-286 °С.

Химические свойства, реакции

Для пропионата характерен электролиз, реакция Дюма. Пропионат натрия реагирует с каустической содой при нагревании, в результате запускается декарбоксилирование – процесс отщепления карбоксильной группировки (-COOH). В данном случае выделяется предельный углеводород – этан и карбонат натрия:

CH₃CH₂COONa + NaOH → C₂H₆ + Na₂CO₃

Пропионат натрия реагирует с серной кислотой, что приводит к выделению пропановой кислоты и сульфата натрия:

2CH₃CH₂COONa + H₂SO₄ → 2CH₃CH₂COOH + Na₂SO₄

Пропионат натрия подвержен реакции гидролиза – разложению водой. При этом натрий реагирует с гидроксильной группой, объединяясь в гидроксид:

CH₃CH₂COONa + H₂O → CH₃CH₂COOH + NaOH

Пропионат натрия реагирует с водой при пропускании через растворэлектрического тока. Взаимодействие идёт путём электрохимической реакции Кольбе в специализированном электролите. Электролиз пропионата подразумевает выделение на электродах растворённых веществ за счёт упорядоченного движения ионов в электрическом поле. Электролиз пропионата проводится при наличии катода (отрицательно заряженного) и анода (положительный заряд). Уравнение электролиза показывает, что в растворе пропионата при включении тока образуется смесь газов и бутан:

CH₃CH₂COONa + 2H₂O → C₄H₁₀ + 2NaOH + CO₂↑ + H₂↑

Пропионат натрия реагирует с хлорэтаном в процессе реакции алкилирования (введение в соединение алкильного элемента):

CH₃CH₂COONa + С₂H₅Cl → C₅H₁₀O₂ + NaCl

Производство и получение

В лабораторных условиях получение пропионата натрия ведётся различными путями. Чаще всего используют реакцию нейтрализации в растворе:

CH₃CH₂COOH + NaOH → CH₃CH₂COONa + H₂O

Формула натрия пропионата демонстрирует, что основу его составляет пропионовый скелет. Поэтому для синтеза возможно применение метилуксусной кислоты при обработке металлической натриевой стружкой:

2CH₃CH₂COOH + 2Na → 2CH₃CH₂COONa+ H₂↑

Пропионовокислый натрий – основное сырье для добычи пропионата натрия. Раствор пропионата получают с помощью смешивания с гидрокарбонатом:

CH₃CH₂COOH + NaHCO₃ → CH₃CH₂COONa + CO₂↑ + H₂O

Выпуск промышленной формулы натрия пропионата осуществляется путём гидрирования акрилата c добавлением никелевого катализатора:

C₃H₃O₂Na + H₂ → CH₃CH₂COONa

Более сложный путь добычи пропионата натрия заключается в реакции ацилирования раствора галогенангидридами:

C₃H₃O₂Na + C₂H₃ClO → C₅H₆O₃ + C₃H₃O₂Na

Польза и вред для организма

Пропионат натрия проходит через пищеварительный тракт в неизменном виде. Он не обрабатывается ферментами и желудочным соком, поэтому не включается в метаболизм, в связи с чем не имеет биологической ценности и не приносит пользы здоровью. Концентрация пропионата в продуктах питания очень мала и не может нанести вреда человеку. При этом предельно допустимая доза пищевой добавки Е281 не задокументирована.

Применение

Применение натрия пропионата распространяется в основном на лёгкую промышленность. Он востребован как консервирующая пищевая добавка, косметологический агент, вспомогательное и действующее вещество лекарственных средств. Способность соли убивать патогенную микрофлору и ингибировать рост грибков обуславливает широкое использование раствора пропионата для целей обеззараживания в различных областях.

Применение натрия пропионата в пищевой индустрии

Пищевая добавка Е281 активно используется в качестве консерванта. Пропионат губителен для нормального функционирования бактериальных клеток, он препятствует их росту, развитию и размножению, т.е. проявляет бактериостатические и бактерицидные свойства, продлевает срок годности.

Он также регулирует кислотность, предотвращая избыточное закисление среды. Добавку Е281 вносят как самостоятельное средство либо в составе композиционных технологических смесей для пищевых товаров. Пропионат натрия находят в таких продуктах, как:

• хлебопекарные изделия;
• диетическая выпечка (сдобные булочки с пониженным содержанием сахара, печенье);
• сыры твёрдые и плавленые, сырные продукты.

Применение натрия пропионата в медицине и косметологии

Пропионат натрия добавляют в противогрибковые мази и глазные капли, антибиотические смеси для усиления их эффекта. Он помогает справится с неприятными симптомами в более короткое время. Препараты на основе пропионата назначаются в следующих клинических случаях:

• дерматит любого генеза;
• псориаз;
• кожный зуд при микозах;
• крапивница;
• кандидозы;
• вагиниты;
• отомикозы;
• отит;
• конъюнктивит;
• блефарит.

При производстве косметической продукции пропионат натрия добавляется для продления периода хранения. Он выступает компонентом кремов для рук и лица, ночных масок, масел для смазывания кутикулы ногтей, бальзама для губ. Пропионат натрия не вызывает аллергических реакций, покраснений и шелушения кожи.

Опасность, транспортировка, хранение

Пропионат натрия относится к 4 классу опасности (малоопасные вещества). Его перевозят всеми видами крытого транспорта в оригинальных герметично закрытых упаковках из непрозрачного пластика.

Пропионат натрия хранят в вентилируемых помещения с относительной влажностью воздуха не более 40% и температурном режиме, не превышающем 30 °С. Срок годности при соблюдении условий хранения не ограничен, важно не допускать попадание на него прямых солнечных лучей, избегать повышенной влажности.

Где купить и сколько стоит

Пропионат натрия продаётся заводами-производителями по оптовым ценам от 125 руб/кг. Основной поставщик пищевой добавки Е281 – Китай, однако на рынке присутствует и отечественный производитель. Стоимость примерно одинакова.

Заключение

Пропионат натрия – это натриевая соль пропионовой кислоты, которая применяется в пищевой и косметической промышленности, а также в медицинской сфере. Пищевая добавка Е281 способна уничтожать патогены и подавлять развитие плесени на сыросодержащей и хлебной продукции. Благодаря антибиотической активности пропионат добавляют в косметику для снятия воспаления, на его основе создаются препараты против кожных заболеваний и болезней аллергического происхождения. Добавка считается безвредной для человека.

Читайте также:

• Оксид азота: свойства, применение, реакции
• Пищевая закись азота: вред, описание, свойства, применение
• Угольная кислота: описание, свойства и реакции, применение
• Азотная кислота: свойства, применение, реакции