Los emulsionantes glucósidas comprenden un conjunto de sustancias encargadas de la unión de agua y aceite en los que se emplea un azúcar para ser esterificado por un alcohol. Lo importante de este emulsionante es su gran afinidad con la piel, su ausencia de toxicidad y la facilidad de su biodegrabilidad que los hacen merecedores de certificados ECOCERT, COSMOS o similares. Además la procedencia de sus componentes vegetales lo hacen fácilmente sostenibles.
Dentro del conjunto de dichos emulsionantes glucídicos nos encontramos con uno que se conoce más por su nombre comercial que por sus compuestos, se trata del Montanov 68. El hecho de que me haya fijado en él es porque en realidad el Montanov es un conjunto de emulsionante más alcohol cetearílico, en concreto un 20% del primero y un 80% del segundo y como la esterificación no suele ser un proceso que podamos controlar al 100% el hecho de que podamos fallar pero quedarnos cerca me anima a intentarlo.
En este caso concreto el azúcar es la glucosa y el alcohol es el cetearyl alcohol (nombre INCI del a. cetearìlico)
La densidad del Cetyl glucoside se situa en torno al 1,1 gr/cm3
La densidad del alcohol cetearyl es de 0,842 http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.149804.html
datos del cetearyl glucoside: https://www.zehaochem.com/cetearyl-glucoside-cas-246159-33-1.html escamas blancs que funden a 65ºC
Cuestiones a experimentar:
- ¿Qué cantidades hay que poner de cada compuesto?
- ¿Es necesaria la catálisis (ácida, básica, enzimática…)?
- Intentar un procedimiento efectivo como la reacción de Fisher o similar
Cantidades
1 mol de azúcar por 1 mol de alcohol: para forzar el sentido de la reacción por el principio de acción de masas incrementaremos uno de los compuestos de manera evidente
pm cetearyl alcohol 512,9 punto de fusión 48ºC
pm glucosa 180 punto de fusión 146ºC
¿qué hace la glucosa cuando se calienta?:
- a 60 ºC permanece inalterable
- a 70 ºC permanece inalterable
- a 80 ºC permanece inalterable
- a 90 ºC permanece inalterable
- a 99 ºC permanece inalterable
se observó idéntico resultado en un baño esta vez con sacarosa
Tal y como cabía esperar por el punto de fusión, no se observa ningún cambio en el aspecto de la glucosa a temperaturas más bajas de dicho punto, así pues nos quedan dos caminos:
- elevar la temperatura por otro procedimiento
- hidrolizar el azúcar mediante la incorporación de agua ácida
Experimento similar al empleado con el Ethyl glucoside del artículo anterior:
Cuando ponga RESULTADO NEGATIVO es por que se intentó realizar una emulsión con 20 gr. de aceite (OVE), 5 de emulsionante y csp de agua para 100 grs.
25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa 1 hora a 100ºC con agitación constante
RESULTADO NEGATIVO tras enfriamiento la glucosa quedo precipitada sin reaccionar con el alcohol (resultado esperado pues se necesita agua para que la estructura lineal de la glucosa pase a cíclica y pueda ser atacada por el alcohol)
1.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 7 de agua 1 hora a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO al finalizar se observó una masa sólida de 26 gramos y un residuo de sirope, no obstante parece que aumenta la reacción
2.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 7 de agua + á. cítrico solución saturada 5 gr. 1 hora a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO al finalizar la experiencia y tras enfriamiento se observó una masa sólida de 27,5 gramos y un residuo de almíbar más ligero que el anterior.Parece pues que la catálisis ácida produce mayor reacción. Debo escoger ahora entre dos variantes: o aumento el tiempo de agitación o aumento la temperatura….
Me inclino por la temperatura y primero vamos a ver como se comporta la glucosa (y la sacarosa) a varias temperaturas:
Ingeniaremos un doble recipiente, el exterior de aceite que nos servirá de baño y el interior para comprobación del azúcar:
a 125º C comienza a fluidificar
a 140ºC prosigue la fluidificación y además un pardeamiento típico del caramelo así pues serán los 125 ºC el límite de nuestro incremento
3.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 7 de agua + á. cítrico solución saturada 5 gr. 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo y efectuada una emulsión como las anteriores 20 + 5 + csp agua 100 se observó que sigue desfasándose la emulsión pero con menor ruptura que las anteriores. También se observó un resto de glucosa caramelizada probablemente por que la inercia del hornillo eléctrico hizo oscilar la temperatura entre los 120 y 132 ºC Vamos pues a incrementar la proporción de glucosa manteniendo la de cetearyl y la de cítrico
4.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 10 gr. de glucosa + 14 de agua + á. cítrico solución saturada 5 gr. 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo nos quedó una masa sólida (apariencia algo más oscuro que las anteriores, más similar al Montanov 68 comercial) de 24 gr. de las cuales se cogió los 5 gr. que junto con los 20 gr. de aceite y los 75 gr. de agua se intentó emulsionar con resultado PEOR que en anterior experimento. Vamos a probar a incrementar además de la glucosa, el catalizador, el tiempo de reacción y probaremos
5.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 10 gr. de glucosa + 14 de agua + á. cítrico solución saturada 10 gr. 2 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo (2 horas) quedó una masa sólida de 24 gramos de color marrón claro con la que se intentó realizar la emulsión que venimos realizando en las anteriores experiencias produciéndose desfase instantáneo tras detener la agitación igual de rápido que en el anterior experimento. No parece que sea este el camino, vamos pus a incrementar el agua simplemente respecto a la primera experiencia
6.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 5 gr. de glucosa + 50 de agua + á. cítrico 5 gr. 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo de 1 hora quedó un resto sólido de 14,18 gr. de color blanquecino con la que se intentó hacer una emulsión como siempre y que no llegó en ningún momento a formar emulsión, el líquido recogido fue de 40 gr. y no presentaba viscosidad. Algo se me pasa por alto.
Voy probar a mezclar con cetearyl alcohol
La proporción del alkil con el cetearyl es 20/80, suponemos que en alguno de los experimentos anteriores se ha formado el alkil glucosido pero no existe suficiente alcohol cetearyl para la formación del Montanov 68. ¿Cuál es la cantidad de supuesto glucoside formado? De los anteriores escojo por el color de la muestra o bien la 4 o bien la 5 que se diferencian en la cantidad de tiempo de agitación 1 hora vs 2 horas y en la cantidad de solución saturada de cítrico de 2,5 a 5 ml.
Suponemos que de la masa de 24 gramos se obtuvo un cetearyl glucoside de 20 gr y 4 han sido de cetearyl alcohol anexo, así pues vamos a preparar un emulsión en la que el emulsionante se conformará con 2 gr de la sustancia obtenida más 3 gr. de cetearyl , a ver que pasa:
experiencia 1 RESULTADO NEGATIVO, la emulsión que venimos preparando no llegó a formarse
experiencia 2 RESULTADO NEGATIVO. la emulsión habitual no llegó a formarse
Como quiera que la experiencia con mayor grado de resultado fue la 3 voy a finalizar esta línea de investigación con dicho producto
experiencia 3 RESULTADO NEGATIVO la emulsión que intentamos siempre no se produce.
Resumo: incrementar temperatura de 100 a 120ºC es positivo. el experimento 3 es el más prometedor, las experiencias 1,2 y 3 negativas demuestran que no es la inclusión a priori de más cetearyl alcohol ni en la fabricación ni al emulsionar el motivo del fallo. entonces incrementaré la glucosa disminuyendo el agua (disolución en caliente)
7.- 25 gr. de cetearyl alcohol + 10 gr. de glucosa + á. cítrico 2,5 gr. + 13 de agua 1 hora a 125ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO finalizado el tiempo de agitación y enfriado quedó un resto sólido de 24,25 gr. del cual se cogieron los 5 gr. + 20 de aceite y csp para 100 de agua con los que se intentó hacer la emulsión que fue negativa
iniciemos una segunda etapa donde el porcentaje de cetearyl alcohol sea en vez de 5 ó 10 de glucosa y 25 de alcohol sea de 75, tres veces superior:
8.- 37,5 gr. de cetearyl alcohol + 2,5 gr. de glucosa + 3,5 de agua + 1,25 á. cítrico + 2,5 de agua 1 hora a 115ºC + agitación constante
RESULTADO NEGATIVO PERO se obtiene un producto de 35 gr. y se procede a realizar la emulsión tipo donde cantidades de agua inferiores produjeron una emulsión pero al ir añadiéndole el agua hasta alcanzar los 75% habituales ya no pudo mantener esa emulsión y fue licuando dejando al final un líquido que se separó en tres fases: una superior muy blanca y espumosa con tacto muy graso, una capa intermedia con aspecto amarillento y una capa inferior más transparente con apariencia acuosa. En la realización del emulsionante quedó adherida a las paredes del vaso de precipitado el característico caramelo de tono marrón claro. para evitar esto incrementemos la cantidad de cítrico en disolución saturada.
9.- 37,5 gr. de cetearyl alcohol + 2,5 gr. de glucosa +3,5 de agua + 3,75 á. cítrico + 7,5 de agua 1 hora a 115ºC + agitación constante
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 39 gramos blanco y 2-3 cm3 de agua¿ del cual se recogieron los consabidos 5 gramos para hacer la emulsión control con resultado de no formarse en ningún momento la emulsión.
10.- 37,5 gr. de cetearyl alcohol + 2,5 de glucosa +3,5 de agua + 3,75 á. cítrico + 7,5 agua 2 horas con agitación a 115º añadiendo cada 20 minutos unos 4 ml de solución saturada de cítrico
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 37,66 gr y un residuo de agua de 41,6 al igual que en veces anteriores se intentó la emulsión 20+5+csp 100 y no se produjo emulsión alguna. probemos un camino diferente
11.- 15 gr de cetearyl alcohol + 15 de glucosa + 5 á. cítrico + 29 de agua agitación constante 1 hora a 130 ºC
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 14 gr. de peso con el que se intentó hacer la emulsión de prueba con desfase aunque pareció de menor intensidad. Se intentó la misma emulsión añadiendo 0,m5 gr. de alcohol cetearílico pero no resultó.
12.- 10 gramos de cetearyl alcohol + 16,7 de glucosa + 18 de agua + 2,5 cítrico + 5 de agua 1 hora a 130ºC
RESULTADO NEGATIVO Se obtuvo un producto de 8,75 gr. de peso y se observó un gran depósito de caramelo adherido al fondo y a las paredes del vaso de precipitado con salpicaduras del alcohol, etc. no hubo intención de emulsionar en ningún momento.
13.- 20 gramos de ceteatyl alcohol, 40 de glucosa disuelta en 30 de agua + 10 gr. de á. cítrico en 20 de agua 1 hora a 125ºC
RESULTADO NEGATIVO el intento de hacer que el sentido de la reacción sea hacia la formación del ester mediante el aumento de uno de los compuestos y que hasta ahora había sido el alcohol ha sido sustituido en este y se ha incrementado el de la glucosa más aún que en el anterior experimento.
Pido ayuda a químicos de la universidad y otras con resultado negativo o no saben o no quieren compartir lo que conocen que no creo sea el caso, Javier Z. me envía un par de procedimientos uno implicaría procedimientos industriales con catalizadores fuera de nuestro alcance y otro es una patente algo ambigua que voy a intentar reproducir.
El resumen de la patente es que la glucosa ha de ser hidrolizada en una solución de ácido clorhídrico como catalizador que contendrá un tensioactivo detergente (SLS que luego sustituí por un trocito de jabón artesano), al alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol) y ¡¡ un poco de alkyl glucoside !!
Vamos a ver, si el Montanov es la mezcla de 1 parte de cetearyl glucoside con 4 de cetearyl alcohol y yo no tengo ¿cómo para hacer algo que no se tiene se pone un poco de eso mismo?
Sí que es verdad que ciertas reacciones funcionan mejor si se añade primero un poco de ese mismo algo que se pretende obtener, es como si enseñase a la reacción como se espera que se comporte.
En nuestro caso esto es imposible pero aunque de la lectura del texto se sobreentiende que el alkyl es el cetearyl glucoside ¿podríamos usar uno que hayamos aprendido a hacer aunque no sea el mismo? ¿uno de fácil realización como el ethyl glucoside que vimos en un anterior artículo?
2ª línea de experimentación
1.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 0.25 gr ácido cítrico + 0,5 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 2.5 gr de ethyl glucoside 2 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO: la temperatura fue de 120ºC y la agitación fue de 1 hora, el producto obtenido no fue capaz de elaborar la emulsión que pretendemos formar. La glucosa caramelizó. Variar cantidad de catalizadores y disminuir temperatura
2.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 0.5 ácido cítrico + 1.25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 1.5 horas a 110ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO: no se formó emulsión
3.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 1 gr ácido cítrico + 1.25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 2 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO: no se formó emulsión, incrementar tiempo
4.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 15 de agua + 1.5 gr ácido cítrico + 1,25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 3 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO A MEDIAS: el tiempo no se alcanzó debido a la evaporación total del agua a las 2.5 horas que hizo precipitar la glucosa y paralizo la rotación del homogenizador. Se formó una emulsión fluida que desfasó tras un día. Incrementar agua.
5.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 30 de agua + 1.5 gr ácido cítrico + 1.25 gr SLS (sodium lauryl sulfate) + 7.5 gr de ethyl glucoside 3 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO A MEDIAS: se formó una emulsión con gran cantidad de espuma que permaneció tras reposo y se desfasó. Sustituir el ácido cítrico por clorhídrico y el SLS por jabón
3ª Línea de experimentación empleando ácido clorhídrico también llamado muriático o ClH
1.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 30 de agua + 1 ml ClH + 0,5 gr jabón de la abuela + 5 gr de ethyl glucoside 2 horas a 100ºC agitación constante
RESULTADO NEGATIVO se formó caramelo en la parte inferior del vaso y la emulsión no se consiguió
2.- 100 gr. de cetearyl alcohol + 25 gr. de glucosa + 30 de agua + 1 ml ClH + 0,5 gr jabón de la abuela + 5 gr de ethyl glucoside 3 horas a 100ºC agitación constante.
Se realizó la experiencia en frasco cerrado para evitar en gran medida la evaporación de agua se obtuvo un producto con un color algo más marrón que hasta el momento pero el RESULTADO NEGATIVO
3.- 75 gr. del producto anterior + 25 de alcohol cetoestearílico + glucosa 25 gr + 30 de agua + 0.5 de ClH + 0.5 de jabón de la abuela y 0 de ethyl glucoside
RESULTADO NEGATIVO – repetir observando antes de finalizar el experimento si existe líquido acuoso bajo la fase oleosa en cuyo caso prolongar el tiempo hasta evaporación. Se observó flotando en el resto acuoso una sustancia de la cual se recogieron 0.33 gs., ¿porqué no está unida al alcohol? hacer, aunque por la cantidad será difícil, una emulsión donde se suponga que esos 0.33 grs. son glucósido:
- 0.33 gr de supongamos glucósido
- 1.65 gr de cetearyl alcohol
- 6.60 gr de aceite AOVE
- 24.75 agua destilada
4.- 75 gr. del producto anterior + 25 de alcohol cetoestearílico + glucosa 25 gr + 30 de agua + 0.5 de ClH + 0.5 de jabón y 0 de ethyl glucoside (O PONER SI NO SE EMPLEA EL PRODUCTO DE LA EXPERIENCIA 3
RESULTADO NEGATIVO Y DOY POR FINALIZADA LA EXPERIENCIA PARA CONSEGUIR REALIZAR EL EMULSIONANTE MONTANOV 68 AUNQUE SE ME ESTÁ OCURRIENDO QUE QUIZÁS SE PUDIERA CONSEGUIR….PERO SERÁ EN OTRA OCASIÓN
Dejo un vídeo con todos los procesos para su análisis visual mucho más ameno
Bibliografía
parece el documento de Guinama en inglés y ampliado
una tesis para estudiar a ver
El hardware de la cosmetica casera 
Pingback: Methyl glucoside, el glucósido más pequeño. No cometas estos errores en su fabricación. | El hardware de la cosmetica casera