Glycérol

Le glycérol, ou glycérine, est un composé chimique de formule HOH2C–CHOH–CH2OH. C'est un liquide incolore, visqueux et inodore au goût sucré, utilisé dans de nombreuses compositions pharmaceutiques. Sa molécule possède trois groupes hydroxyle correspondant à trois fonctions alcool responsables de sa solubilité dans l'eau et de sa nature hygroscopique. Un résidu glycérol constitue l'articulation centrale de tous les lipides de la classe des triglycérides et des phosphoglycérides.

« E422 » redirige ici. Pour les autres significations, voir E422 (homonymie).

Glycérol
Identification
Nom UICPA propane-1,2,3-triol
ou
1,2,3-propanetriol
Synonymes

glycérine
Trihydroxypropane
No CAS 56-81-5
No ECHA 100.000.263
No CE 200-289-5
PubChem 753
No E E422
FEMA 2525
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, hygroscopique, visqueux[1]
Propriétés chimiques
Formule C3H8O3  [Isomères]
Masse molaire[2] 92,0938 ± 0,0039 g/mol
C 39,13 %, H 8,76 %, O 52,12 %,
pKa 14,4[3]
Moment dipolaire 4,21 D[4]
Diamètre moléculaire 0,547 nm[4]
Propriétés physiques
T° fusion 18,2 °C[3]
T° ébullition 290 °C[3] (se décompose au-delà de 171 °C)
Solubilité Miscible avec l'eau (1,00 × 106 mg l−1 à 25 °C[3]), l'alcool.
Soluble dans 11 parts d'acétate d'éthyle,
500 parts d'éther diéthylique.
Insoluble dans le benzène, le chloroforme, les huiles, CCl4, CS2, l'éther de pétrole
Paramètre de solubilité δ 33,8 MPa1/2 (25 °C)[5]
Masse volumique 1,260 4 g cm−3 (17,5 °C)[6]
T° d'auto-inflammation 370 °C[7]
Point d’éclair 160 °C[7]
Limites d’explosivité dans l’air en volume % dans l'air : 0,9-[1]?
Pression de vapeur saturante 1,68 × 10−4 mmHg (25 °C)[3]
Viscosité dynamique 1,49 Pa·s à 20 °C
Point critique 66,8 bar, 726,0 K[8]
Vitesse du son 1 904 m s−1 à 25 °C[9]
Thermochimie
Cp
PCS 1 655,4 kJ mol−1 (25 °C, liquide)[11]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,4730[4]
Précautions
SIMDUT[12]

Produit non contrôlé
NFPA 704
Écotoxicologie
DL50 20 ml kg−1 (rats, oral)
4,4 ml kg−1 (rats, i.v.)
4,09 g kg−1 (souris, oral)[3]
4,25 g kg−1 (souris, i.v.)[3]
Autre Peut exploser au contact d'oxydants forts (CrO3, KClO3, KMnO4)
LogP −1,76[1]
Composés apparentés
Autres composés

Nitroglycérine
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Histoire

Initialement, le glycérol a été découvert comme un résidu de la fabrication du savon.

En 1783, le pharmacien et chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele obtient du glycérol en faisant bouillir de l'huile d'olive avec de l'oxyde de plomb.

En 1823, le chimiste français Eugène Chevreul démontre que le corps gras est formé d’une combinaison entre le glycérol et des acides gras.

C'est le naturaliste Pierre-Antoine Cap (de son vrai nom Gratacap) qui introduisit en 1853 dans la pratique médicale les préparations pharmaceutiques ayant pour base la glycérine. Il les divisait en deux grandes classes : les glycérolés, faits avec de la glycérine seule, et les glycérats, faits avec un mélange composé de glycérine et d'amidon, ayant la consistance de l'empois.

Propriétés

Propriétés physiques

Le glycérol se présente sous la forme d'un liquide transparent, visqueux, incolore, inodore, faiblement toxique si ingéré (mais laxatif à haute dose), au goût sucré.

Le glycérol peut se dissoudre dans les solvants polaires grâce à ses trois groupes hydroxyles. Il est miscible dans l'eau et l'éthanol ; et insoluble dans le benzène, le chloroforme et le tétrachlorométhane[7].

Son affinité avec l'eau le rend également hygroscopique, et du glycérol mal conservé (hors dessicateur ou mal fermé) se dilue en absorbant l'humidité de l'air.

Propriétés chimiques

Dans les organismes vivants, le glycérol est un composant important des glycérides (graisses et huiles) et des phospholipides. Quand le corps utilise les graisses stockées comme source d'énergie, du glycérol et des acides gras sont libérés dans le sang.

Déshydratation

La déshydratation du glycérol est faite à chaud, en présence d'hydrogénosulfite de potassium (KHSO3) et produit de l'acroléine selon la réaction :

Estérification

L'estérification du glycérol conduit à des (mono, di ou tri) glycérides.

Autres propriétés

Le glycérol a un goût sucré de puissance moitié moindre que le saccharose, son pouvoir sucrant est de 0,56-0,64 à poids égal[13].

Le glycérol a des propriétés laxatives et diurétiques faibles[7].

Comme d'autres composés chimiques, tels que le benzène, son indice de réfraction (1,47) est proche de celui du verre commun (~1,50), permettant de rendre « invisibles » des objets en verre qui y seraient plongés.

Production et synthèse

La synthèse historique de la glycérine est due à Wurtz, à partir du tribromure d'allyle. Toutefois cette synthèse n'est pas totale car le tribromure d'allyle est lui-même préparé à partir de la glycérine. La synthèse totale est due à Charles Friedel et Roberto Duarte Silva à partir du propylène.
Le glycérol est formé durant la fermentation alcoolique du moût de raisin lors de la production du vin.

Le glycérol est un sous-produit de la réaction de saponification, dont le but premier est de fabriquer du savon à partir de matières grasses animales ou végétales. Cette réaction s'écrit :

corps gras + soude → savon + glycérol

La glycérine est un sous-produit de la transestérification d'huiles végétales lors de la production d'esters méthyliques d’huiles végétales (EMHV) qui servent de carburants sous la dénomination de biodiesel ou diester.

Les huiles de noix de coco et de palmiste, qui contiennent un pourcentage élevé (70-80 %) d'acides gras en C6 à C14, libèrent de plus grandes quantités de glycérol que les gras et huiles qui contiennent majoritairement des acides gras en C16 et C18, comme les graisses animales, les huiles de graines de coton, graines de soja, olives et palme[14].

Utilisation

Médicaments

Cosmétiques

Alimentation

Le glycérol est utilisé comme humectant (pour retenir l’humidité), solvant (support d'arôme[16]), émulsifiant, stabilisant et épaississant dans une large variété de produits alimentaires[17],[18] tels que sucreries[19], boissons[20], biscuits/gâteaux[21], sandwiches et wraps[22], petits déjeuners[23] et autre produits surgelés[24] (liste non exhaustive de catégories de produits).

En Europe, il est utilisé comme additif alimentaire sous le numéro E422[16].

Le JECFA a attribué au glycérol une dose journalière admissible non spécifiée depuis 1976[25], ce qui indique qu'il ne présente pas de danger pour la santé lorsqu'il est utilisé dans les proportions requises pour obtenir l'effet désiré.

Vin
  • Le glycérol, formé au début de la fermentation alcoolique du moût (fermentation glycéropyruvique), donne au vin son onctuosité.
  • Les sucres se transforment en acide pyruvique et en glycérol :
C6H1206 → CH2OH-CHOH-CH2OH + CH3-CO-COOH
  • Les premiers 50 g de sucre fermenté donnent plus de la moitié de la teneur en glycérol du vin. Sa formation dépend de la quantité initiale de sucre, de la nature des levures et des conditions de fermentation : température, acidité, aération, sulfitage. La proportion de glycérol est relativement constante : elle varie de 6 à 10 g pour 100 g d’alcool. Cependant dans les vins blancs liquoreux provenant de raisins pourris (Botrytis), les teneurs en glycérol dépassent souvent de beaucoup ces proportions. Par exemple, les montlouis liquoreux sont sucrés et doux au palais. Le glycérol se trouve également dans les vins rouges (tels les bourgognes). La formation de « coulées » ou larmes sur les parois d’un verre après agitation n'est pas un indice de qualité dû au glycérol mais s'explique par une différence d'évaporation et de tension capillaire entre l'eau et l'alcool (l'effet Marangoni).

Chimie
  • C'est l'un des principaux composants de la fabrication de la nitroglycérine.
  • C'est aussi l'un des composants indispensables pour faire des bulles de savon.
  • On peut faire du feu sans allumette si l'on mélange le glycérol à du permanganate de potassium (KMnO4) en poudre. La réaction est très lente au début (on n'observe rien durant les trente premières secondes), puis elle est tellement exothermique que la réaction s'emballe, provoquant l'inflammation du mélange : on observe des flammes violettes, indicatrices de la présence de potassium.

Cellophane

Autres applications
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  • Plastifiant et lubrifiant dans la fabrication du papier.
  • Lubrifie et assouplit les fibres, fils et tissus.
  • Utilisé dans les fluides anti-gel.
  • Appliqué sur un miroir, il y évite l'apparition de buée.
  • Sert aussi pour des effets spéciaux tels que la simulation de transpiration ou des fumigènes.
  • Sert dans l'aéronautique à lubrifier les tuyauteries d'eau potable en raison de son caractère non polluant.
  • Composant associé ou alternatif au propylène glycol dans les liquides pour cigarette électronique.
  • Le glycérol peut être également utilisé comme lubrifiant intime.
  • Il peut également servir pour intensifier la fumée d'un narguilé.
  • Il peut être utilisé dans les crèmes glacées ou sorbets « maison » pour éviter le durcissement aux températures du congélateur (2 cuillères à soupe par litre)
  • Le glycérol est utilisé pour conserver des plantes pour en faire des bouquets secs[26].
  • Le glycérol entre comme plastifiant dans la formulation de la peinture aquarelle. C'est aussi la matière première pour les résines alkydes, liant de la peinture glycérophtalique[27].
  • Le glycérol est utilisé pour la conservation longue durée des bactéries à une température de −80 °C en empêchant la formation de cristaux de glace[28].

Notes et références
  1. GLYCEROL, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) ChemIDplus, « Glycerin - RN: 56-81-5 », sur chem.sis.nlm.nih.gov, U.S. National Library of Medicine (consulté le )
  4. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, Angleterre, John Wiley & Sons, , 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
  5. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, , 2e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294
  6. (en) J. G. Speight et Norbert Adolph Lange, Lange's Handbook of Chemistry, McGraw-Hill, , 16e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.289
  7. (en) Peter M. Collins, Dictionary of carbohydrates, Boca Raton, CRC Press, , 1282 p. (ISBN 0-8493-3829-8), p. 584-986
  8. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le ).
  9. (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, , 91e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773, présentation en ligne), p. 14-40
  10. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., (ISBN 0-88415-857-8)
  11. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press, , 83e éd., 2664 p. (ISBN 0849304830, présentation en ligne), p. 5-89
  12. « Glycérine » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  13. (en) Robert Shallenberger, Taste Chemistry, Londres, Springer, , 613 p. (ISBN 0-7514-0150-1, lire en ligne), « Chapter 4 - Polyhydroxy alcohols, cyclitols and carbonyl compounds », p. 141-152.
  14. (en) Lowen R. Morrison, Procter & Gamble, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology : Glycerol, vol. 12, John Wiley & Sons, , 4e éd..
  15. Francislarecette, « Pouvoir sucrant des sucres », sur larecette.org, .
  16. Parlement européen et Conseil de l'Europe, « La Directive 95/2/CE concernant les additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants », Journal officiel de l'Union européenne, no L 61,‎ , p. 1-56 (lire en ligne [PDF]).
  17. (en) Codex Alimentarius Commission, « Updated up to the 31st Session of the Codex Alimentarius Commission for Glycerol (422) », GSFA Online, sur http://www.codexalimentarius.net, Codex Alimentarius, (consulté le )
  18. « Liste des produits contenant l'additif E422 », sur fr.openfoodfacts.org (consulté le )
  19. (en) « List of candies containing the additive E422 », sur world.openfoodfacts.org (consulté le )
  20. (en) « List of beverages containing the additive E422 », sur world.openfoodfacts.org (consulté le )
  21. (en) « List of biscuits and cakes containing the additive E422 », sur world.openfoodfacts.org (consulté le )
  22. (en) « List of sandwiches and wraps containing the additive E422 », sur world.openfoodfacts.org (consulté le )
  23. (en) « List of breakfasts containing the additive E422 », sur world.openfoodfacts.org (consulté le )
  24. (en) « List of frozen foods containing the additive E422 », sur world.openfoodfacts.org (consulté le )
  25. (en) JECFA, « Monograph 1 Glycerol - INS N° 422 » [PDF], Food additive Monograph, sur fao.org, FAO, (consulté le ), p. 1-4
  26. (en) Francis R. Gouin, « Preserving flowers and leaves », Maryland Cooperative Extension Fact Sheet, vol. 556,‎ , p. 1-6 (lire en ligne, consulté le ).
  27. André Béguin, Dictionnaire technique de la peinture, , p. 314.
  28. J.-P. Accolas et J. Auclair, « Conservation à l'état congelé de suspensions de bactéries lactiques concentrées sous faible volume I. Bactéries lactiques mésophiles » [PDF], sur hal.archives-ouvertes.fr

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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