Che cos’è l’etossilazione?

L’etossilazione è un processo chimico utilizzato nell’industria per creare tensioattivi, composti che riducono la tensione superficiale dei liquidi. Il processo di etossilazione comporta l’aggiunta di ossido di etilene a un alcol o fenolo per produrre prodotti. Molti prodotti prodotti per etossilazione hanno applicazioni commerciali e alcuni sono utilizzati in biochimica e medicina. Sebbene la maggior parte dei tensioattivi possa essere ampiamente utilizzata, altri sono pericolosi per l’uomo e l’ambiente e in alcuni paesi il loro uso è limitato.

I composti che sono comunemente etossilati includono nonilfenolo, ammine, acidi grassi e alcoli grassi. Un catalizzatore come l’idrossido di potassio deve essere solitamente aggiunto insieme all’ossido di etilene per accelerare la reazione di etossilazione. Alcuni composti, come l’acido lattico e l’acido 12-idrossistearico, possono essere etossilati senza catalizzatore.

Negli impianti industriali, l’etossilazione può comportare una fase di pretrattamento in cui viene rimossa l’acqua per prevenire la formazione di composti estranei e una fase di post-trattamento in cui il catalizzatore viene neutralizzato e rimosso. Le varie fasi della reazione possono avvenire in recipienti differenti, oppure in un grande reattore. Il design della reazione dipende dall’efficienza. I chimici industriali spesso monitorano direttamente il processo di etossilazione e apportano modifiche per aumentare la produttività.

I prodotti dell’etossilazione sono noti come materiali etossilati o tensioattivi. Questi sono composti organici che contengono sia gruppi idrofili (attrattivi d’acqua) che idrofobici (idrorepellenti). I tensioattivi modificano le proprietà superficiali dei liquidi perché la loro struttura li induce a migrare verso l’interfaccia di confine del liquido. Ad esempio, in acqua, i tensioattivi migreranno verso il confine aria-acqua, ma in una miscela olio-acqua, i tensioattivi migreranno verso il confine olio-acqua. Il termine tensioattivo è una versione abbreviata del termine agente tensioattivo, che riflette questo comportamento.

I tensioattivi si trovano in detersivi, shampoo, vernici, inchiostri, pesticidi e numerosi altri prodotti commerciali. Sono tipicamente usati come emulsionanti, che provocano la miscelazione di liquidi altrimenti non miscelabili, o come agenti schiumogeni e detergenti. Alcuni tensioattivi hanno applicazioni biochimiche e vengono utilizzati per estrarre proteine ​​dalle cellule o rendere le proteine ​​solubili in soluzione.

Un tipo specifico di etossilazione, noto come PEGilazione, viene utilizzato in medicina per promuovere la somministrazione di farmaci nel corpo. Nella PEGilazione, catene di glicole polietilenico sono attaccate a una proteina o a un farmaco terapeutico. Ciò impedisce al sistema immunitario del corpo di riconoscere e attaccare il farmaco o la proteina e consente anche ai farmaci normalmente insolubili di diventare solubili in acqua.
Alcuni materiali etossilati possono essere pericolosi e sono attualmente regolamentati da alcune agenzie governative. I nonilfenoli etossilati (NPE), utilizzati nei pesticidi, nei detergenti industriali e in alcuni prodotti per la pulizia della casa, possono raggiungere le acque sotterranee e il suolo attraverso il sistema fognario. Gli NPE hanno effetti tossici sulla vita acquatica e inoltre causano problemi riproduttivi negli animali. La preoccupazione per la possibilità che le NPE possano migrare attraverso i terreni agricoli verso il cibo umano ha portato a limitarne l’uso in diversi paesi.