1,3-Propanediol (PDO):

Fórmula química: C3H8O2

Nombre IUPAC: Propano-1,3-diol

Número de registro CAS: 504-63-2

Peso molecular: 76,09 g/mol

1. Propiedades físicas

Aspecto: Líquido incoloro, viscoso

Punto de fusión: -32°C (-25,6°F)

Punto de ebullición: 214°C (417,2°F)

Densidad: 1,0597 g/cm³ a 20°C

Solubilidad: Miscible con agua y muchos disolventes orgánicos

2. Propiedades químicas

La DOP es un diol, que contiene dos grupos hidroxilo

Puede sufrir reacciones alcohólicas típicas, como la esterificación y la eterificación.

La DOP puede utilizarse como monómero en reacciones de polimerización

3. Aplicaciones

1) Producción de polímeros

Tereftalato de politrimetileno (PTT): El 1,3-propanediol es un monómero clave en la producción de PTT, un poliéster con aplicaciones en textiles, alfombras y envases. Las fibras de PTT presentan una excelente durabilidad, elasticidad y resistencia a las manchas.

Poliuretanos: También se utiliza en la producción de poliuretanos, aportando flexibilidad y resistencia a espumas, adhesivos y revestimientos.

2) Cosmética y cuidado personal

El 1,3-propanediol sirve como humectante, emoliente y disolvente en diversas formulaciones cosméticas. Ayuda a mantener la humedad en los productos para el cuidado de la piel y mejora la absorción de otros ingredientes.

Industria de alimentación y bebidas:

Se utiliza como aditivo alimentario y agente aromatizante. El compuesto está reconocido como seguro (GRAS) por la FDA y se utiliza para mejorar la textura y la estabilidad de los productos alimentarios.

3) Productos farmacéuticos

En productos farmacéuticos, el 1,3-propanediol se utiliza como disolvente y excipiente en la formulación de fármacos, mejorando la administración y eficacia de los ingredientes farmacéuticos activos.

4) Aplicaciones industriales

El 1,3-propanediol se emplea como anticongelante y agente descongelante debido a su baja toxicidad y eficacia a bajas temperaturas. También se utiliza en la formulación de productos de limpieza, pinturas y revestimientos.

4. Síntesis y producción

El 1,3-propanediol (PDO) puede sintetizarse mediante varios métodos, incluidos los procesos químicos tradicionales y los enfoques biotecnológicos. Cada método tiene sus propias ventajas e inconvenientes en términos de eficiencia, coste e impacto medioambiental.

Hidratación de la acroleína

La hidratación de la acroleína es uno de los métodos químicos más comunes para producir 1,3-Propanediol.

Paso 1: Producción de acroleína

La acroleína se produce mediante la oxidación del propileno. El propileno, un hidrocarburo obtenido del refinado del petróleo, reacciona con el oxígeno en presencia de un catalizador para formar acroleína.

CH2=CH-CH3+O2→CH2=CH-CHO+H2OCH2=CH-CH3+O2→CH 2=CH-CHO+H2O

Etapa 2: Hidrogenación

A continuación, la acroleína se hidrogenada para formar 3-hidroxipropionaldehído (3-HPA). Este paso implica la adición de hidrógeno gaseoso (H₂) en presencia de un catalizador metálico, como el paladio o el níquel.

CH2=CH-CHO+H2→CH2OH-CH2CHOCH2=CH-CHO+H2→CH2OH-CH 2CHO

Paso 3: Hidratación

Por último, el 3-HPA se hidrata para producir 1,3-Propanediol. Este paso suele requerir condiciones ácidas o básicas para facilitar la adición de agua (H₂O).

CH2OH-CH2CHO+H2O→CH2OH-CH2OH+H2OCH2OH-CH2CHO+H2O→CH2OH-CH2OH+H2O

5. La razón por la que la industria textil es tan prometedora

1. Papel clave en la producción de tereftalato de politrimetileno (PTT)

Uno de los principales usos del 1,3-propanediol en la industria textil es como monómero en la producción de tereftalato de politrimetileno (PTT). El PTT es un tipo de poliéster que presenta una serie de propiedades deseables para aplicaciones textiles:

Suavidad y comodidad: Las fibras PTT son más suaves y cómodas que otras fibras de poliéster. Esto las hace ideales para la ropa, incluida la ropa deportiva y la ropa informal.

Elasticidad y estiramiento: El PTT tiene una excelente elasticidad, lo que proporciona una buena elasticidad y recuperación. Esto es especialmente beneficioso para aplicaciones como ropa deportiva, calcetería y otras prendas en las que la flexibilidad es crucial.

Durabilidad: Las fibras PTT son muy duraderas y resistentes a la abrasión y el desgaste. Esto garantiza la longevidad de los tejidos fabricados con PTT, incluso con uso y lavados frecuentes.

Resistencia a las manchas: El PTT presenta una resistencia superior a las manchas en comparación con las fibras de poliéster tradicionales, lo que facilita su limpieza y mantenimiento.

Estética: El PTT puede teñirse fácilmente, lo que da como resultado colores vibrantes y una gran solidez del color. Esto mejora el atractivo estético de los tejidos.

2. Sostenibilidad y beneficios medioambientales

La producción de 1,3-propanediol mediante métodos biotecnológicos, como la fermentación microbiana de materias primas renovables (por ejemplo, el glicerol), ofrece importantes ventajas medioambientales:

Materias primas renovables: El uso de recursos renovables reduce la dependencia de los combustibles fósiles y disminuye la huella de carbono asociada a la producción de DOP.

Menores emisiones de gases de efecto invernadero: Los métodos de producción biotecnológica suelen generar menos emisiones de gases de efecto invernadero que los procesos petroquímicos tradicionales.

Biodegradabilidad: Los textiles fabricados con PTT de base biológica tienen el potencial de ser más biodegradables que el poliéster convencional, lo que contribuye a reducir el impacto medioambiental al final del ciclo de vida del producto.

3. Características de rendimiento mejoradas

Las fibras PTT derivadas de la DOP ofrecen unas características de rendimiento mejoradas muy valoradas en la industria textil:

Control de la humedad: Las fibras PTT pueden evacuar la humedad de la piel, mejorando el confort y el rendimiento en prendas activas y atléticas.

Aislamiento térmico: Las fibras PTT proporcionan un buen aislamiento térmico, por lo que son adecuadas tanto para prendas de clima cálido como frío.

Resistencia a las arrugas: Los tejidos PTT tienen una resistencia inherente a las arrugas, lo que reduce la necesidad de planchado y mejora la facilidad de cuidado de las prendas.

4. Versatilidad en las aplicaciones

La versatilidad de las fibras PDO y PTT va más allá de la ropa y se extiende a otras aplicaciones textiles:

Textiles para el hogar: Las fibras PTT se utilizan en alfombras, tapicerías y cortinas por su durabilidad, resistencia a las manchas y atractivo estético.

Textiles industriales: El PTT se emplea en aplicaciones industriales como tejidos de automoción, geotextiles y materiales de filtración, beneficiándose de su fuerza y resistencia al desgaste.