聚乙二醇（英文名稱：Polyethylene glycol ，PEG）又稱聚二醇、聚甘二醇，是相對分子質(zhì)量在200以上的乙二醇高聚物的總稱，其結(jié)構(gòu)簡式為H(OCH2CH2)nOH，隨著相對分子質(zhì)量的不同，其性質(zhì)也存在差異，例如相對分子質(zhì)量在200~600為無色透明液體，相對分子質(zhì)量大于1000在室溫下為白色或米色糊狀或固體，微有異臭；相對分子質(zhì)量較低的聚乙二醇具有很強(qiáng)的吸濕性，隨著相對分子質(zhì)量增大，吸濕性迅速下降；相對分子質(zhì)量較低的聚乙二醇水溶液黏度不高，低濃度溶液的黏度幾乎與水相似，隨著相對分子質(zhì)量增高，聚乙二醇的黏度呈上升趨勢。聚乙二醇分子鏈上兩端的羥基具有反應(yīng)活性，能與所有脂肪族羥基的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如化反應(yīng)、氰乙基化反應(yīng)以及與多官能團(tuán)化合物的交聯(lián)等。聚乙二醇可以由乙二醇或環(huán)氧乙烷聚合而成。在醫(yī)藥、紡織、日化、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
相關(guān)歷史
1859年，Lournco合成了聚乙二醇，他將乙二醇、溴二醇、二溴乙烯放在密封的管中加熱到115℃~120℃，得到了相對分子質(zhì)量相當(dāng)于6個乙二醇的產(chǎn)物；1895年，A．Wurtz把環(huán)氧乙和乙二醇或水與乙酸酐封在試管中一起加熱，幾周后得到了聚乙二醇及其乙酸酯；后來Mohs從2-羥基-乙酸酯和乙二醇鈉的反應(yīng)中得到聚合產(chǎn)物。
1939年美國聯(lián)合碳化物公司首先實現(xiàn)了聚乙二醇的工業(yè)化生產(chǎn)，隨后世界各國也紛紛投入力量進(jìn)行開發(fā)。其它的生產(chǎn)公司還有美國Uinon、Dow、Polyglycole、Corbowax公司，德國Moechst、Huels公司， 日本三洋化成、油脂公司等。
聚乙二醇可以作為細(xì)胞融合劑。1975年，米爾斯坦（C.Milstein）和庫勒（G.Kohler）創(chuàng)立了淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)，用于制備單克隆抗體。并由此榮獲1984年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎。
主要性能
溶解性
聚乙二醇的相對分子質(zhì)量在200~600為無色透明液體，相對分子質(zhì)量大于1000在室溫下為白色或米色糊狀或固體，微有異臭。所在藥用型號的聚乙二醇易溶于水和多數(shù)極性溶劑，在脂肪烴、苯以及礦物油等非極性溶劑中不溶。隨著分子量升高，其在極性溶劑中的溶解度逐漸下降。溫度升高時聚乙二醇在溶劑中的溶解度增加，即使高分子量的也能與水任意混溶。當(dāng)溫度升高至近沸點(diǎn)時，聚合物中的高分子量部分則可能析出導(dǎo)致溶液混濁或形成膠狀沉淀。分子量越高，在加熱時就越易觀察到這種現(xiàn)象。
吸濕性
相對分子質(zhì)量較低的聚乙二醇具有很強(qiáng)的吸濕性，隨著相對分子質(zhì)量增大，吸濕性迅速下降。這是因為相對分子質(zhì)量增大，削弱了末端基對整個大分子極性的影響，但高溫條件下長期放置，即使相對分子質(zhì)量較高的聚乙二醇也會吸收一定量的水分。
表面活性與黏度
聚乙二醇具有微弱的表面活性，10%液態(tài)聚乙二醇水溶液表面張力約44mN/m，10%固態(tài)聚乙二醇水溶液表面張力約55mN/m。隨著聚乙二醇水溶液濃度增加，其表面張力逐漸減小。當(dāng)聚乙二醇分子的端基被酯基等其他疏水基團(tuán)取代后，表面活性有很大提高。
分子量較低的聚乙二醇水溶液黏度不高，低濃度溶液的黏度幾乎與水相似，隨著分子量增高，聚乙二醇的黏度呈上升趨勢。當(dāng)相對分子質(zhì)量達(dá)1×105以上（即高分子量聚氧化乙烯）則表現(xiàn)出很高黏度，很容易形成凝膠；而聚乙二醇只有在很高濃度或在某些極性溶劑中才會形成凝膠、鹽、電解質(zhì)，溫度對聚乙二醇溶液黏度影響不大，僅在高溫和大量鹽存在時，黏度才會表現(xiàn)出較明顯的下降。
化學(xué)反應(yīng)性
聚乙二醇具有醇的化學(xué)性質(zhì)，分子鏈上兩端的羥基具有反應(yīng)活性，可與脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)，還能進(jìn)行氰乙基化反應(yīng)以及與多官能團(tuán)化合物的交聯(lián)等。
通常情況下，聚乙二醇十分穩(wěn)定；120℃及以上溫度時，會與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，尤其是產(chǎn)品中存在殘留過氧化物時，這種氧化降解作用更易發(fā)生；若處于惰性氣氛（如氮?dú)狻⒍趸迹┲校訜嶂?00～240℃仍不會變化，溫度升至300℃則會發(fā)生熱裂解，此時醚鍵會斷裂。為提高其穩(wěn)定性，可加入對苯二酚、羥基苯甲醚等抗氧劑。
聚乙二醇與許多化合物具有良好的相容性，特別是與那些極性較大的物質(zhì)相容，甚至某些金屬鹽在加熱時也能溶解在聚乙二醇中并在室溫下保持穩(wěn)定，如鈣、銅、鋅的氯化物及碘化鉀等。但由于其分子上大量醚氧原子的存在，聚乙二醇也能與許多物質(zhì)形成不溶性配位化合物，如苯巴比妥、茶堿、一些可溶性色素等。
制備方法
環(huán)氧乙烷聚合
聚乙二醇可以由環(huán)氧乙烷聚合而成（也可以由乙二醇聚合得到）。環(huán)氧乙烷的開環(huán)聚合是離子型聚合反應(yīng)，可以用酸或堿作催化劑，較為常用的是堿或配位陽離子催化劑。聚合中使用的引發(fā)劑可以是水、乙二醇、乙醇或低分子量的聚乙二醇，后者適合制備相對分子質(zhì)量大于1000的聚合物。
聚合方法可采用液相或氣相聚合，液相聚合溶劑為脂肪烴和芳烴，催化劑為氫氧化物。該聚合反應(yīng)在150℃~180℃、0.3MPa~0.4MPa（3~4大氣壓）下進(jìn)行，反應(yīng)器中需用惰性氣體充填空間以防環(huán)氧乙烷與空氣形成爆炸性混合物。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到預(yù)期分子量，即降低壓力，中和催化劑，以離子交換沒藥樹除去無機(jī)物，冷卻，過濾即得。
應(yīng)用領(lǐng)域
紡織工業(yè)
在紡織業(yè)，聚乙二醇可用于人造絲的助劑，上漿劑組分和染色操作的溶劑和分散劑。將聚乙二醇和脂肪酸酯化生成聚乙二醇脂肪酸酯可用于各種化纖油劑配方，其應(yīng)用已十分重要，還可用于紡織助劑和乳化劑。固體聚乙二醇具有較好的成膜性、潤滑和增塑作用。在適宜條件下，液體或固體聚乙二醇可用于紡織纖維處理的添加劑，可使織物柔軟、增塑和精整，有助于抑制靜電的積聚。
醫(yī)藥工業(yè)
聚乙二醇具有水溶性，對多種藥物具有優(yōu)良的溶解性能，廣泛用于軟膏基質(zhì)和活性組分的載體和用于片劑和針劑的生產(chǎn)。用聚乙二醇為基質(zhì)制成的軟膏可治療皮膚病、外耳炎、燒傷、砷中毒等病癥。聚乙二醇能適應(yīng)細(xì)微的皮膚，不會引起過敏反應(yīng)。固體聚乙二醇可作為水溶性的栓劑基質(zhì)，用于這種藥劑中貯存不干燥、不分解。聚乙二醇具有廣泛的配伍性，可作為許多藥劑的媒介物和粘合劑。
日化工業(yè)
在化妝品中，聚乙二醇可用于除臭劑和增香劑的不揮發(fā)組分，香精的固著劑，化妝品的增溶劑，牙膏的增稠劑及洗發(fā)劑、洗面劑、刮臉劑和脫毛劑的稠度調(diào)整劑等。
聚乙二醇還可作為非油脂潤滑劑和噴發(fā)劑中的柔軟劑和抗靜電劑。聚乙二醇還用于制皂的乳化助劑和增塑劑，使其保留肥皂的香味、成塊和不致干裂，表面平整，并能改善起泡性，使之易于去除和令人有愉快的感覺。
印染工業(yè)
聚乙二醇是許多染料的優(yōu)良溶劑。用聚乙二醇為第三單體，制備可染性聚乙二醇（聚乙二醇／聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚酯纖維），印染時可省去高溫高壓設(shè)備，并且具有使用分散染料染色性好，可在無載體和常壓下沸染，色澤鮮艷，色牢度好的優(yōu)點(diǎn)。
石油化學(xué)工業(yè)
聚乙二醇400是泥漿的表面活性劑，可用于鉆井泥漿的潤滑劑。低分子量聚乙二醇是非揮發(fā)性耐熱液，可作為加熱浴的介質(zhì)。
聚乙二醇還可作為石油破乳劑的中間體，選擇分離石油中的芳香烴組分的溶劑，連續(xù)萃取分離丁二烯的溶劑及用于共沸蒸餾物分離丁等。
電器工業(yè)
聚乙二醇可用作易受干燥空氣和高空影響的各種電鍍元件的潤滑劑，在電鍍業(yè)中作為潤濕劑可消除鍍層表面針孔。聚乙二醇可用于石墨化碳整流器和滑環(huán)刷的潤滑。聚乙二醇用于纖維素清漆，可除覆電子管元件。聚乙二醇4000在控制高頻電流的導(dǎo)體上可形成平滑均一的硫化銀薄膜。
高吸水樹脂
聚乙二醇經(jīng)交聯(lián)后能吸收自身重量10-100倍的水分，在必要時又能釋放出來。利用這一特性，可作為高級水樹脂使用。
橡塑工業(yè)
聚乙二醇無毒，具有假塑性，可用于重復(fù)使用的水品包裝膜和制造薄膜及醫(yī)用繃帶等。聚乙二醇在橡膠業(yè)作為通用潤滑劑，用于工業(yè)橡膠的制模，使橡膠制品表面平滑。
締合劑
聚乙二醇具有高締合力，可與許多物質(zhì)形成締合型配位化合物，如酚醛樹脂、木質(zhì)纖維素、聚羧酸、聚酯等。形成的締合物具有耐油、耐溶劑、耐寒、耐熱、耐老化等優(yōu)良性能。
其它應(yīng)用
在化學(xué)反應(yīng)中，聚乙二醇作為有效催化劑可用于各種烷基化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、酯化反應(yīng)，可替代冠醚用于親核反應(yīng)的活化試劑。
在農(nóng)業(yè)方面，聚乙二醇可作為控制蟲害的農(nóng)藥載體和增溶劑、農(nóng)藥制劑的防分解劑等。
安全事宜
毒理學(xué)資料
美國聯(lián)邦食品藥物和化妝品法規(guī)的食品添加劑增補(bǔ)條例中，已批準(zhǔn)把食物化學(xué)品藥典級的聚乙二醇直接或間接地用作食品添加劑。FAO/WHO1985年規(guī)定ADI值為0~10mg/kg體重。GRAS（美國食品藥品監(jiān)督管理局 172,820,1985）。急性經(jīng)口毒性（小鼠）LD5033g/kg~35g/kg，腹膜內(nèi)毒性LD5010g/kg~13g/kg。不刺激眼睛，不會引起皮膚的刺激和過敏。相對分子質(zhì)量越大其安全性越高（聚丙二醇的安全性更高）。
健康危害
聚乙二醇在藥劑學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用多年，近年也有關(guān)于其不良反應(yīng)的報道，認(rèn)為相對分子質(zhì)量較低的聚乙二醇毒性較大。局部應(yīng)用時，特別是黏膜給藥，可導(dǎo)致刺激性疼痛。局部用藥可能引起過敏反應(yīng)，包括蕁麻疹和延遲性過敏反應(yīng)。燒傷病人局部應(yīng)用聚乙二醇會產(chǎn)生高滲性、代謝物酸中毒和腎功能衰退，因此對于腎衰竭、大面積燒傷；或開放性外傷的患者，局部應(yīng)用聚乙二醇應(yīng)特別謹(jǐn)慎。
參考資料 >
SID 472400270 - PubChem. PubChem.2023-04-23
ICSC : 1517 (April 2004).國際化學(xué)安全卡.2023-04-24