科普中國(guó)-丙三醇

丙三醇，又名甘油，是一種有機(jī)化合物，化學(xué)式為C3H8O3，是一種簡(jiǎn)單的多元醇化合物。它是一種無色無臭有甜味的黏性液體，無毒。甘油主鏈存在于被稱為甘油酯的脂質(zhì)中。由于它具有抗菌和抗病毒特性，因此廣泛用于FDA批準(zhǔn)的傷口和燒傷治療。相反，它也用作細(xì)菌培養(yǎng)基1。它可作為衡量肝臟疾病的有效標(biāo)志物。它還廣泛用作食品工業(yè)中的甜味劑和藥物配方中的保濕劑。由于其有三個(gè)羥基，甘油可與水混溶并具有吸濕性2。

發(fā)現(xiàn)歷史

甘油，1779年由斯柴爾（Scheel）首先發(fā)現(xiàn)，1823年人們認(rèn)識(shí)到油脂成分中含有Chevreul,希臘語(yǔ)為甘甜的意思，因此命名為甘油（Glycerine）。第一次世界大戰(zhàn)期間，因其為制造火藥的原料，則產(chǎn)量大增。

性質(zhì)與穩(wěn)定性

1. 無色、透明、無臭、粘稠液體，味甜，具有吸濕性。與水和醇類、胺類、酚類以任何比例混溶，水溶液為中性。溶于11倍的乙酸乙酯，約500倍的乙醚。不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油類、長(zhǎng)鏈脂肪醇?？扇迹龆趸t、氯酸鉀等強(qiáng)氧化劑能引起燃燒和爆炸。也是許多無機(jī)鹽類和氣體的良好溶劑。對(duì)金屬無腐蝕性，作溶劑使用時(shí)可被氧化成丙烯醛。

2. 化學(xué)性質(zhì)：與酸發(fā)生酯化反應(yīng)，如與苯二甲酸酯化生成醇酸樹脂。與酯發(fā)生酯交換反應(yīng)。與氯化氫反應(yīng)生成氯代醇。甘油脫水有兩種方式：分子間脫水得到二甘油和聚甘油；分子內(nèi)脫水得到丙烯醛。甘油與堿反應(yīng)生成醇化物。與醛、酮反應(yīng)生成縮醛與縮酮。用稀硝酸氧化生成甘油醛和二羥基丙酮；用高碘酸氧化生成甲酸和甲醛。與強(qiáng)氧化劑如鉻酸酐、氯酸鉀或高錳酸鉀接觸，能引起燃燒或爆炸。甘油也能起硝化和乙酰化等作用。

3. 無毒。即使飲入總量達(dá)100 g的稀溶液也無害，在機(jī)體內(nèi)水解后氧化而成為營(yíng)養(yǎng)源。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，如使之飲用極大量時(shí)，具有與醇相同的麻醉作用。

4. 存在于烤煙煙葉、白肋煙煙葉、香料煙煙葉、煙氣中。

5. 天然存在于煙草、啤酒、葡萄酒、可可中。3

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

摩爾折射率：20.51

摩爾體積（cm3/mol）：70.9 cm3/mol

等張比容（90.2 K）：199.0

表面張力：61.9 dyne/cm

極化率（10-24 cm3）：8.133

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）：無

氫鍵供體數(shù)量：3

氫鍵受體數(shù)量：3

可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量：2

互變異構(gòu)體數(shù)量：0

拓?fù)浞肿訕O性表面積：60.7

重原子數(shù)量：6

表面電荷：0

復(fù)雜度：25.2

同位素原子數(shù)量：0

確定原子立構(gòu)中心數(shù)量：0

不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量：0

確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量：0

不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量：0

共價(jià)鍵單元數(shù)量：13

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

1、毒性分級(jí)

無毒6

2、急性毒性

大鼠口徑LD50：26000 mg/kg；

小鼠口徑LC50：4090 mg/kg。

3、刺激數(shù)據(jù)

兔經(jīng)皮：500 mg/24h，輕度刺激；

兔經(jīng)眼：126 mg，輕度刺激。3

貯存方法

1.貯存于清潔干燥處，應(yīng)注意密封貯存。注意防潮，防水，防熱，嚴(yán)禁與強(qiáng)氧化劑混放?？捎缅冨a或不銹鋼容器貯存。

2.采用鋁桶或鍍鋅鐵桶包裝或用酚醛樹脂襯里的貯槽貯存。貯運(yùn)中要防潮、防熱、防水。禁止將甘油與強(qiáng)氧化劑（如硝酸、高錳酸鉀等）放在一起。按一般易燃化學(xué)品規(guī)定貯運(yùn)。

生產(chǎn)方法

甘油的工業(yè)生產(chǎn)方法可分為兩大類：以天然油脂為原料的方法，所得甘油稱天然甘油；以丙烯為原料的合成法，所得甘油稱合成甘油。

天然甘油

1984年以前，甘油全部從動(dòng)植物脂制皂的副產(chǎn)物中回收。至今為止，天然油脂仍為生產(chǎn)甘油的主要原料，其中約42%的天然甘油得自制皂副產(chǎn)，58%得自脂肪酸生產(chǎn)。制皂工業(yè)中油脂的皂化反應(yīng)，皂化反應(yīng)產(chǎn)物分成兩層：上層主要是含脂肪酸鈉（肥皂）及少量甘油，下層是廢堿液，為含有鹽類，氫氧化鈉的甘油稀溶液，一般含甘油9~16%，無機(jī)鹽8~20%。油脂反應(yīng)，油脂水解得到的甘油水（也稱甜水），其甘油含量比制皂廢液高，約為14~20%，無機(jī)鹽0~0.2%。近年來已普遍采用連續(xù)高壓水解法，反應(yīng)不使用催化劑，所得甜水中一般不含無機(jī)酸，凈化方法比廢堿液簡(jiǎn)單。無論是制皂廢液，還是油脂水解得到的甘油水所含的甘油量都不高，而且都含有各種雜質(zhì)，天然甘油的生產(chǎn)過程包括凈化、濃縮得到粗甘油，以及粗甘油蒸餾、脫色、脫臭的精制過程。

合成甘油

從丙烯合成甘油的多種途徑可歸納為兩大類，即氯化和氧化?，F(xiàn)在工業(yè)上仍在使用丙烯氯化法及丙烯不定期乙酸氧化法。

丙烯氯化法

這是合成甘油中最重要的生產(chǎn)方法，共包括四個(gè)步驟，即丙烯高溫氯化、氯丙烯次氯酸化、二氯丙醇皂化以及環(huán)氧氯丙烷的水解。環(huán)氧氯丙烷水解制甘油是在150 ℃、1.37 MPa二氧化碳?jí)毫ο拢?0%氫氧化鈉和1%碳酸鈉的水溶液中進(jìn)行，生成甘油含量為5-20%的含氯化鈉的甘油水溶液，經(jīng)濃縮、脫鹽、蒸餾，得純度為98%以上的甘油。

丙烯過乙酸氧化法

丙烯與過乙酸作用合成環(huán)氧丙烷，環(huán)氧丙烷異構(gòu)化為烯丙醇。后者再與過乙酸反應(yīng)生成環(huán)氧丙醇（即縮水甘油），最后水解為甘油。過乙酸的生產(chǎn)不需要催化劑，乙醛與氧氣氣相氧化，在常壓、150~160 ℃、接觸時(shí)間24 s的條件下，乙醛轉(zhuǎn)化率11%，過乙酸選擇性83%。上述后兩步反應(yīng)在特殊結(jié)構(gòu)的反應(yīng)精餾塔中連續(xù)進(jìn)行。原料烯丙醇和含有過乙酸的乙酸乙酯溶液送入塔后，塔釜控制在60~70 ℃、13-20 kPa。塔頂蒸出乙酸乙酯溶劑和水，塔釜得至甘油水溶液。此法選擇性和收率均較高，采用過乙酸為氧化劑，可不用催化劑，反應(yīng)速度較快，簡(jiǎn)化了流程。生產(chǎn)1 t甘油消耗烯丙醇1.001 t，過乙酸1.184 t，副產(chǎn)乙酸0.947 t。目前，天然甘油和合成甘油的產(chǎn)量幾乎各占50%，而丙烯氯化法約占合成甘油產(chǎn)量的80%。我國(guó)天然甘油占總產(chǎn)量90%以上。

工業(yè)級(jí)甘油

工業(yè)級(jí)甘油量用1/2量的蒸餾水稀釋，攪拌充分后，加入活性炭，并加熱至60～70℃進(jìn)行脫色處理，然后，真空過濾，保證濾液澄清透明?？刂频渭铀俣龋瑢V液加到事先處理好的732型強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂和717型強(qiáng)堿陰陽(yáng)樹脂混合的柱內(nèi)，以吸附除去甘油中的電解質(zhì)和醛類、色素、酯類等非電解質(zhì)雜質(zhì)。

除去雜質(zhì)后的甘油溶液進(jìn)行減壓蒸餾，控制真空度93326 Pa以上，釜溫在106～108 ℃，蒸出大部分水之后，再將釜溫升到120 ℃快速脫水，不出水時(shí)停止加熱，所得釜內(nèi)物料即為成品。

用途

1.甘油是重要的有機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門被廣泛應(yīng)用。它是優(yōu)良的吸濕劑、抗凍劑、潤(rùn)滑劑、溶劑及助溶劑，是生產(chǎn)聚酯、炸藥、醫(yī)藥等的重要原料。在食品工業(yè)中，可用作保水劑(用于面包、蛋糕類)、載體溶劑(用于香料、色素、非水溶性防腐劑)、稠化劑(用于飲料、配制酒等)、增塑劑(用于糖果、甜點(diǎn)、肉類制品等)；在著色食品中可用作載色劑。甘油還可用作食品加工和包裝機(jī)械的潤(rùn)滑劑。在藥物和化妝品制造中常用作軟化劑、黏度改進(jìn)劑和溶劑。在高分子材料中，甘油常用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料、聚醚等的原料，是生產(chǎn)醇酸樹脂和賽璐珞的重要原料，特別在制造醇酸樹脂漆中的需用量很大。在煙草工業(yè)、陶瓷工業(yè)、皮革工業(yè)、木材工業(yè)及照相等方面也都有廣泛的應(yīng)用。并用作汽車和飛機(jī)燃料以及油田的防凍劑。

2.用作分析試劑，氣相色譜固定液。測(cè)硼絡(luò)合劑。用作溶劑、潤(rùn)滑劑、化妝品的配制以及制藥工業(yè)。

3.用作聚乙烯醇和淀粉膠黏劑的增韌劑，也用于制造不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、聚酯、丙三醇環(huán)氧樹脂等。作為重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于軍工、食品、醫(yī)藥、日用化工等行業(yè)，用途達(dá)1700多種。

國(guó)防工業(yè)：甘油與硝酸作用生成的硝化甘油是極強(qiáng)的敏感炸藥，甘油還用作飛機(jī)燃料的抗凍劑。

食品工業(yè)：用作溶劑、吸濕劑和載色劑。在調(diào)味和著色食品中，由于甘油具有黏性而有助于食品成型。在食品的快速冷凍中，甘油可用作與食品直接接觸的傳熱介質(zhì)。甘油還是食品加工和包裝機(jī)械的潤(rùn)滑劑。此外，聚甘油和聚甘油酯在制造松脆食品和人造奶油方面的應(yīng)用正逐年增加。

醫(yī)藥工業(yè)：用作軟化劑、黏度改進(jìn)劑和溶劑。甘油瘡木酚可用作鎮(zhèn)靜劑，硝化甘油是冠狀痙攣中的一種血管擴(kuò)張藥等。

日用化工：用于化妝品、牙膏、食用香精的添加劑，煙草的防干劑。塑料工業(yè)：用作聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)中的起始劑。

紡織印染工業(yè)：用作潤(rùn)滑劑、吸濕劑、防縮防皺處理劑、擴(kuò)散劑、滲透劑等。此外，甘油在陶瓷、照相、皮革和木材等工業(yè)也有廣泛用途。

4.丙三醇用于不銹鋼拋光溶液、三價(jià)鉻鍍鉻溶液和化學(xué)鍍銅等。在氰化鍍鋅中能使鍍層平滑細(xì)致，提高陰極極化作用，也使鍍層光亮。丙三醇和三乙醇胺按一定比例配合可用于常溫光亮鍍鎳。

藥典信息

基本信息

本品為1,2,3-丙三醇，按無水物計(jì)算，含C3H8O3不得少于98.0%。4

性狀

本品為無色、澄清的黏稠液體，有引濕性，水溶液（1→10）顯中性反應(yīng)。

本品與水或乙醇能任意混溶，在丙酮中微溶，在三氯甲烷或乙醚中均不溶。4

相對(duì)密度

本品的相對(duì)密度（通則0601），在25 ℃時(shí)為1.258~1.268。4

折光率

本品的折光率（通則0622）應(yīng)為1.470~1.475。4

鑒別

本品的紅外光吸收?qǐng)D譜應(yīng)與對(duì)照的圖譜（光譜集1268圖）一致4。

檢查

酸堿度

取本品25.0 g，用水稀釋至50 mL，搖勻，加酚酞指示劑0.5 mL，溶液應(yīng)無色，加0.1 mol/L氫氧化鈉溶液0.2 mL，溶液應(yīng)顯粉紅色。

顏色

取本品50 mL，置于50 mL納氏比色管中，與對(duì)照液（取比色用重鉻酸鉀液0.2 mL，加水稀釋至50 mL制成）比較，不得更深。

氯化物

取本品5.0 g，依法檢查（通則0801），與標(biāo)準(zhǔn)氯化鈉溶液5.0 mL制成的對(duì)照液比較，不得更濃（0.001%）。

硫酸鹽

取本品10 g，依法檢查（通則0802），與標(biāo)準(zhǔn)硫酸鉀溶液2.0 mL制成的對(duì)照液比較，不得更濃（0.002%）。

糖

取本品5.0 g，加水5 mL，混勻，加稀硫酸1 mL，置水浴上加熱5分鐘，加不含碳酸鹽的2 mol/L氫氧化鈉溶液（取適量的氫氧化鈉，加水振搖配置成飽和溶液，冷卻后，倒入聚乙烯塑料瓶中，密閉靜置數(shù)日后，取上層清液5.6 mL，加新沸放冷的水使成50 mL，搖勻，即得）3 mL，滴加硫酸銅試液1 mL，混勻，應(yīng)為藍(lán)色澄清溶液，繼續(xù)在水浴上加熱5分鐘，溶液仍為藍(lán)色，無沉淀產(chǎn)生。

脂肪酸與酯類

取本品40 g，加新沸過的冷水40 mL，再加氫氧化鈉滴定液（0.1 mol/L）10 mL，搖勻后，煮沸5分鐘，放冷，加酚酞指示液數(shù)滴，用鹽酸滴定液（0.1 mol/L）滴定剩余的氫氧化鈉，并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正，消耗的氫氧化鈉滴定液（0.1 mol/L）不得過4.0 mL。

丙烯醛與銨鹽

取本品4.0 g，加10%氫氧化鉀溶液5 mL，混勻，在60℃放置5分鐘，不得顯黃色或發(fā)生氨臭。

易炭化物

取本品4.0 g，照易炭化物檢查法（通則0842）項(xiàng)下方法檢查，靜置時(shí)間為1小時(shí)，如顯色，與對(duì)照溶液（取比色用氯化鈷溶液0.2 mL、比色用重鉻酸鉀溶液1.6 mL與水8.2 mL制成）比較，不得更深。

有關(guān)物質(zhì)

照氣相色譜法（通則0521）測(cè)定 。

內(nèi)標(biāo)溶液：每1 mL中含0.5 mg正己醇的甲醇溶液。

供試品溶液：取本品約10 g，精密稱定，置25 mL量瓶中，精密加入內(nèi)標(biāo)溶液5 mL，加甲醇溶解并稀釋至刻度，搖勻。

對(duì)照品溶液：取二甘醇、乙二醇、1,2-丙二醇各適量，精密稱定，加甲醇溶解并稀釋制成每1 mL中含有二甘醇與乙二醇各0.5 mg、1,2-丙二醇2 mg的混合溶液，精密量取5 mL，置25 mL量瓶中，精密加入內(nèi)標(biāo)溶液5mL，用甲醇稀釋至刻度，搖勻。

系統(tǒng)適用性溶液：分別取二甘醇、乙二醇、1,2-丙二醇、正己醇與甘油適量，精密稱定，加甲醇溶解并稀釋制成每1 mL中含有甘油400 mg，二甘醇、乙二醇、1,2-丙二醇與正己醇各0.1 mg的溶液。

色譜條件：用6%氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷（或極性相近）為固定液的毛細(xì)管柱為色譜柱，程序升溫，起始溫度為100 ℃，維持4分鐘，以每分鐘50 ℃的速率升溫至120 ℃，維持10分鐘，再以每分鐘50 ℃的速率升溫至220 ℃，維持20分鐘，進(jìn)樣口溫度為200 ℃，檢測(cè)器溫度為250 ℃，進(jìn)樣體積1 μL。

系統(tǒng)適用性要求：系統(tǒng)適用性溶液色譜圖中，各成分峰之間的分離度應(yīng)符合要求，對(duì)照品溶液重復(fù)進(jìn)樣，二甘醇、乙二醇和1,2-丙二醇峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積比值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均不得大于5%。

測(cè)定法：精密量取供試品溶液與對(duì)照品溶液，分別注入氣相色譜儀，記錄色譜圖至主成分峰保留時(shí)間的2倍。

限度：按內(nèi)標(biāo)法以峰面積計(jì)算，供試品溶液中含二甘醇與乙二醇均不得過0.025%，含1,2-丙二醇不得過0.1%，如有其他雜質(zhì)峰，扣除內(nèi)標(biāo)峰按面積歸一化法計(jì)算，單個(gè)雜質(zhì)不得過0.1%，雜質(zhì)總量不得過1.0%。

水分

取本品，照水分測(cè)定法（通則0832笫一法）測(cè)定，含水分不得過2.0%。

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