مونوپروپیلن گلیکول (نام آیوپاک: پروپان ۱و۲-دیول) ترکیبی آلی و سنتتیک با فرمول شیمیایی C۳H۸O۲ است. نام‌های دیگر این ماده عبارت‌اند از پروپیلن گلیکول، PG و MPG. مونوپروپیلن مایعی ویسکوز، بی‌رنگ، تقریباً بی‌بو و با طعمی شیرین است. از لحاظ شیمیایی نوعی دی‌اُل یا دیول (Diol) به حساب می‌آید و در بسیار از حلال‌ها مانند آب، استون و کلروفرم به هر نسبتی نامحلول است. همچنین در گروه الکل‌ها قرار می‌گیرد.
مونوپروپیلن در مقیاس انبوه تولید شده و معمولاً از آن در تولید پلی‌مرها استفاده میشود. کاربردهای دیگر آن در فرآوری مواد غذایی و به عنوان سیال انتقال حرارت در دمای پایین (مثل ضدیخ) است. استفاده از MPG در مواد غذایی به عنوان افزودنی، توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) تایید شده است.
مصرف MPG در صنایع غذایی و آرایشی بهداشتی مورد تایید اتحادیه اروپا است. عدد E آن در مورد استفاده‌های خوراکی E۱۵۲۰ (به عنوان نم نگهدار و حلال طعم‌دهنده‌ها) و در مورد استفاده‌های آرایشی E۴۰۵ (به عنوان امولسیون کننده) است.
گاهی به مونوپروپیلن گلیکول (آلفا) α-پروپیلن گلیکول نیز گفته میشود تا از (بتا) β-پروپیلن گلیکول (پروپان ۱و۳-دیول) افتراق داده شود.
مونوپروپیلن گلیکول مایعی شفاف، بی‌رنگ و با خاصیت نم‌بینی (Hygroscopy) است. دارای یک کربن نامتقارن است؛ لذا دو انانتیومر دارد. MPG تجاری، مخلوطی راسمیک (حاوی هر دو انانتیومر) است. ایزومر خالص این ماده با هیدراته کردن ایزومر خالص پروپیلن اکسید به دست می‌آید.
ترکیب مونوپروپیلن گلیکول با آب، به دلیل اثر عدم انحلال حل‌شونده در حلال، باعث پایین آمدن نقطه‌ی انجماد آب میشود. به طور کلی، گلیکول‌ها موادی غیرخورنده با فراریت و سمیت بسیار کمی هستند. البته به جز اتیلن گلیکول (ماده‌ای کلیدی در ضدیخ‌ها) که برای انسان و بسیاری از حیوانات سمی است.
مونوپروپیلن گلیکول در سطح صنعتی و برای استفاده‌ی خوراکی از پروپیلن اکسید تهیه میشود. طبق آمار اعلام شده در سال ۱۹۹۰، تولید جهانی این ماده ۹۰۰ هزار تن است در سال است.
۴۵ درصد تولیدات مونوپروپیلن گلیکول به عنوان ماده‌ی اولیه‌ی شیمیایی صرف تولید رزین پلی‌استرهای سیرنشده میشود. پروپیلن گلیکول با مخلوطی از مالئیک انیدرید سیرشده و ایزوفتالیک اسید واکنش داده و یک کوپلیمر یا بسپار ناهمگن تولید می‌کند. ایجاد اتصالات عرضی بیشتر در این پلی‌مر جزئی سیرنشده، موجب تولید پلاستیک‌های ترموست (گرماسخت) میشود.
مشابه به این کاربرد، مونوپروپیلن گلیکول را با پروپیلن اکسید واکنش داده تا اولیگومر و پل‌مرهایی تولید شود که برای تولید پلی‌اورتان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. چون در مقایسه با آب، MPG دیرتر تبخیر میشود، در رنگ‌های آکلریک ساختمانی برای به تاخیر انداختن خشک شدن رنگ کاربرد دارد.
مونوپروپیلن گلیکول حلالی بسیار عالی برای تولید جوهر چاپگر‌ها است. همچنین در تولید دترجنت‌های غیریونی استفاده میشود. این دترجنت‌ها در صنایع نفتی، فرآوری شکر و تولیدات کاغذ کاربرد دارند.
مونوپروپیلن گلیکول به عنوان نم نگهدار، حلال و نگهدارنده در خوراکی‌ها و دخانیات استفاده میشود. همچنین به همراه گلیسرین گیاهی، به عنوان یکی از مواد اولیه اصلی (۱ تا ۹۲ درصد) تشکیل دهنده‌ی مایع و کارتریج سیگارهای الکترونیکی و وِیپ‌ها استفاده شده و در بخش اتمایزر، آیروسوله میشود. از همین ویژگی برای تولید دود در کشتی‌ها و قطارها مدل استفاده میشود تا با یک دستگاه حرارتی کوچک دود بیشتری تولید شود.
از پروپیلن گلیکول در خوراکی‌های فراوانی استفاده میشود؛ مانند نوشیدنی‌های برپایه‌ی قهوه، شیرین‌کننده‌های مایع، بستنی، محصولات لبنی همزده و نوشیدنی‌های گازدار. وِیپورایزهایی که برای دارو رسانی استفاده می‌شوند، معمولاً حاوی این ماده هستند.
از MPG به عنوان نم نگهدار یا مرطوب کننده در ضدعفونی کننده‌های دست بر پایه‌ی الکل، برای جلوگیری از خشک شدن پوست استفاده میشود. در شامپوها، لوازم آرایشی و دستمال مرطوب مخصوص کودک نیز از پروپیلن گلیکول به عنوان مرطوب کننده استفاده میشود.
میزان استفاده از مونوپروپیلن گلیکول در تولید لوازم آرایشی به مرور زمان افزایش چشمگیری داشته است. مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۹۹۴، ۵۶۷۶ محصول آرایشی از این ماده استفاده کرده بودند و این عدد در سال ۲۰۱۲ به ۹۰۹۴ رسید.
مونوپروپیلن گلیکول به عنوان حلال در داروسازی استفاده میشود. در فرمولاسیون بسیاری از داروهای خوراکی، تزریقی و موضعی مانند دیازپام و لورازپام، که در آب نامحلول هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در تولید برخی از قطره‌های اشک مصنوعی نیز استفاده از این ماده گزارش شده است.
پروپیلن گلیکول همانند اتیلن گلیکول می‌تواند نقطه‌ی انجماد آب را کاهش دهد و در واقع خاصیت ضد یخی دارد. به همین جهت از این ماده در تولید مایع یخ زدای هواپیماها در فرودگاه‌ها استفاده میشود. چون پروپیلن گلیکول سمیت بسیار کمتری نسبت به اتیلن گلیکول دارد، به طور رایج در فرودگاه‌ها استفاده میشود. البته خاصیت یخ‌زدایی اتیلن گلیکول بیشتر است و هنوز بعضی از فرودگاه‌های دنیا از آن استفاده می‌کنند.
بخش اعظم مایع یخ‌زدای هواپیما به سطح هواپیما نمی‌چسبد و روی زمین می‌ریزد. معمولاً فرودگاه‌ها از سیستمی برای جمع‌آوری مایع اضافی استفاده می‌کنند تا MPG به زمین و آب‌ها سرایت نکند. چرا که تجزیه‌ی این ماده در طبیعت، اکسیژن زیادی نیاز دارد و ممکن است موجب خفگی موجودات آبزی شود.
مخلوط آب و پروپیلن گلیکول به عنوان ضد یخ را صورتی رنگ می‌کنند که نشان از غیرسمی بودن آن دارد. از مونوپروپیلن گلیکول برای تولید ضدیخ‌های دوستدار طبیعت به جای اتیلن گلیکول استفاده میشود. ضدیخ‌های ۶۰- درجه سانتی‌گراد با نسبت ۶ به ۴ و ضدیخ‌های ۴۵- درجه سانتی‌گراد به نسبت ۴ به ۶، حاوی پروپیلن گلیکول و آب هستند.
در دامپزشکی از این ماده برای درمان هایپرکتونمی (توکسمی آبستنی) نشخوارکنندگان استفاده میشود. در نشخوارکننده‌گان باکتری‌هایی در دستگاه گوارش وجود دارند. این باکتری‌ها سلولز مصرفی حیوان را تخمیر و اسیدهای چرب تولید می‌کنند. با استفاده از این اسیدهای چرب در کبد نشخوارکننده، گلوکز ساخته میشود.
گاهی در بازه‌ای از دوران آبستنی جانور، مصرف انرژی جنین بیشتر از میزان انرژی دریافتی از غذای مادر میشود. در این حالت بدن جانور از چربی‌های بدن به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند. یکی از محصولات جانبی تجزیه‌ی چربی‌ها در بدن، اجسام کتونی هستند. تجزیه زیاد چربی‌ها باعث تجمع اجسام کتونی و مسمومیت جانور میشود.
برای درمان این بیماری در جانوران غیر نشخوار کننده، از گلوگز استفاده میشود. اما در نشخوارکنندگان نمی‌توان از گلوکز استفاده کرد. چون گلوکز توسط باکتری‌های بخشی از دستگاه گوارش، یعنی سیرابی، تجزیه شده و چیزی برای جانور نمی‌ماند. مونوپروپیلن گلیکول برخلاف گلوکز به صورت جزئی در سیرابی متابولیزه میشود. مقادیر باقی‌مانده جذب خون جانور شده و از آن در کبد برای تولید گلوکز استفاده میشود.
مسمومیت حاد ناشی از مصرف خوراکی مونوپروپیلن گلیکول بسیار نادر است و برای مشاهده‌ی علائم آسیب یا مسمومیت باید مقادیر بسیار زیادی از آن مصرف شود. MPG در بدن انسان به پیرویک اسید، استیک اسید، لاکتیک اسید و پروپیون‌آلدهید متابولیزه میشود. پیرویک اسید یکی از موادی است که در فرآیند تجزیه‌ی گلوکز در بدن تولید شده و در مراحل دیگر تولید انرژی از آن استفاده میشود. استیک اسید در مواد غذایی وجود دارد و لاکتیک اسید نیز در بدن تولید میشود.
پروپیون‌آلدهید تنها ماده‌ای است که به طور بالقوه می‌تواند برای انسان سمی باشد. LD۵۰ (دوزی از یک ماده که باعث مرگ ۵۰ درصد از نمونه‌ها میشود) این ماده در موش‌های آزمایشگاهی ۲۰ گرم بر کیلوگرم به صورت خوراکی بوده که نشان دهنده‌ی سمیت کم این ماده است.
مسمومیت حاد زمانی رخ می‌دهد که غلظت ماده در پلاسمای خون ۴ گرم بر لیتر باشد که نیازمند مصرف خوراکی یا تزریقی (به عنوان ناقل در ویتامین‌ها و داروهای تزریقی) بسیار زیاد در مدت زمانی کوتاه است. چون مسمومیت با مونوپروپیلن گلیکول تقریباً غیرممکن است و اثرات مخرب بلند مدت هم ندارد، از سوی FDA به عنوان افزودنی مجاز شناخته میشود. مثلاً یکی از کاربردهای آن در خوراکی‌های یخ‌زده مثل بستنی و دسرهای یخ است.
تماس طولانی مدت پوست با MPG معمولاً موجب ناراحتی پوست نمی‌شود. پروپیلن گلیکول رقیق نشده می‌تواند موجب ناراحتی چشم و التهاب موقت ملتهمه (قرمزی چشم) شود که بعد از برطرف شدن تماس از بین می‌رود.
تماس با بخار پروپیلن گلیکول می تواند موجب ناراحتی دستگاه تنفسی و چشم شود. مونوپروپیلن گلیکول به تازگی در سیگارهای الکترونیکی و وِیپ‌ها به عنوان ناقل نیکوتین مورد استفاده قرار گرفته است و خطر خاصی برای مصرف کننده ندارد. اثرات بلند مدت استنشاق از طریق دستگاه‌های ویپورایزر هنوز مشخص نیست. استنشاق پروپیلن گلیکول می‌تواند در بعضی از افراد موجب ناراحتی شود. لذا توصیه میشود که از آن در تولید دودها و بخارهایی مانند دستگاه‌های دودزای جشن‌ها استفاده نشود.
نتایج مطالعه‌ی انجام شده توسط دانشگاه کارلستاد سوئد در سال ۲۰۱۰، بیانگر این بود که غلظتی‌هایی از پروپیلن گلیکول و اترهای گلیکول در هوای بسته، به ویژه هوای اتاق خواب‌ها، با افزایش خطر بیماری‌های متعدد تنفسی و سیستم ایمنی در کودکان مرتبط است. طبق نتایج این مطالعه، خطر ابتلا به بیماری‌هایی مانند آسم، تب یونجه، اگزما و آلرژی‌ها بین ۵۰ تا ۱۸۰ درصد در کودکان افزایش می‌یابد. البته نویسندگان این مقاله متهم اصلی را اترهای گلیکول می‌دانند، نه پروپیلن گلیکول.
شواهدی مبنی بر این که مونوپروپیلن گلیکول ماده‌ای سرطان‌زا یا جهش‌زا باشد وجود ندارد.
پاسخ شدید به تزریق وریدی داروهای حاوی پروپیلن گلیکول (به عنوان ماده‌ای فرعی در دارو) در برخی افراد و بیشتر در مورد کسانی که دوزهای زیاد از دارو دریافت کرده‌اند، مشاهده شده است. پاسخ‌هایی شامل افت فشار خون، کاهش ضربان قلب، آریتمی قلبی، ایست قلبی، اسیدوز لاکتیک و همولیز (متلاشی شدن گلبول‌های قرمز) گزارش شده‌اند. درصد بالایی (۱۲ تا ۴۲ درصد) از پروپیلن گلیکول تزریق شده، به شکل دست نخورده توسط کلیه‌ها دفع می‌شوند. باقی‌مانده آن در کبد به شکل محلول در آب در آمده و دوباره از طریق ادرار دفع میشود. افزایش دوز مصرفی پروپیلن گلیکول، موجب کاهش فیلتراسیون گلومرولی (نرخ تراوش یک ماده از خون به ادرار در کلیه‌ها) میشود.
بین ۰.۸ تا ۳.۵ درصد از جمعیت نسبت به مصرف مونوپروپیلن گلیکول حساس هستند که البته این حساسیت به میزان مصرف پروپیلن گلیکول بستگی دارد. یعنی در ۰.۸ درصد افراد، محلول آبی ۱۰٪ MPG و در ۳.۵ درصد افراد، محلول آبی ۳۰٪ MPG موجب حساسیت میشود. علائم واکنش آلرژیک به مونوپروپیلن گلیکول شامل پوست خشک ملتهب در ناحیه‌ی صورت یا نقطه‌های قرمز کوچک در سطح بدن است.
به دلیل استفاده‌ی فراوان پروپیلن گلیکول در محصولات مصرفی مختلف و ایجاد واکنش‌های آلرژیک، این ماده در سال ۲۰۱۸ توسط یکی از انجمن‌های پوستی آمریکا به عنوان «ماده‌ی حساسیت‌زای سال» معرفی شد.
مونوپروپیلن گلیکول به عنوان ماده‌ای که در حین تجزیه در آب‌های سطحی نیاز به سطوح بالایی از اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD) دارد، شناخته شده است. این فرآیند می‌تواند تا حد زیادی بر زندگی جانداران آبزی و سطح اکسیژن مورد نیاز آن‌ها برای ادامه‌ی حیات، تاثیر بگذارد. مقدار مصرف اکسیژن آب توسط جمعیت باکتری‌هایی که باعث تجزیه‌ی پروپیلن گلیکول می‌شوند، بسیار زیاد است.
کاهش اکسیژن آب می‌تواند باعث از بین رفتن یا کاهش جمعیت جانداران کف‌زی آب‌های سطحی شده و در چرخه‌ی غذایی اختلالی جدی ایجاد کند.
