甘油 (英語:Glycerol ),学名丙三醇 [ 5] ,化学式為HOCH 2 CHOHCH 2 OH ,是一种简单的多元醇 化合物。它是一种无色、不臭、有甜味的黏性 液體,无毒。甘油主要存在于被称为甘油酯 的脂质 中。由于它具有抗菌 和抗病毒 特性,因此广泛用于FDA批准的伤口和烧伤治疗。然而,它也能用作细菌培养基。[ 6] 它可作为衡量肝脏疾病 的有效标志物。它还广泛用作食品工业中的甜味剂 和药物配方中的保湿剂 。由于其有三个羟基 ,甘油可与水 混溶 并具有吸湿性。[ 7]
生产
甘油通常从植物和动物来源获得,其中它以甘油三酯 、甘油与长链羧酸 的酯 形式存在。这些甘油三酯的水解 、皂化 或酯交换 产生甘油以及脂肪酸衍生物:
甘油三酯可用氢氧化钠 皂化得到甘油和脂肪钠盐或皂 。
甘油也是酯交换 法生产生物柴油过程中的副产物。此法制得的粗甘油外观颜色较暗,并且具有类似糖浆的粘稠度。
典型的植物来源包括大豆 或棕榈 。动物源性牛脂 是另一个来源。在美国和欧洲,每年大约生产950000吨甘油。在2000年-2004年期间,仅仅是美国,便每年生产了大约350000吨甘油。[ 8] 欧盟 的2003/30/EU条令规定,所有成员国在2010年前用生物柴油 取代5.75%的矿物燃料。在2006年,预计到2020年,甘油的产量将是需求量的六倍,作为生物燃料生产的副产品,会出现甘油过剩的现象。[ 7]
来自甘油三酯水解的粗甘油可以通过活性炭处理来去除有机杂质,用碱去除未反应的甘油酯,用离子交换去除盐分。高纯度的甘油(>99.5%)可通过多步蒸馏获得;由于其高沸点(290°C),必须使用真空室。[ 7]
合成甘油
虽然通常不具有成本效益,但可以通过各种途径以丙烯 为原料生产甘油。其中以环氧氯丙烷 为中间体的合成路线最为重要,通过丙烯的氯代来得到氯丙烯 ,然后用次氯酸盐 氧化成二氯丙醇 ,再用强碱与之反应得到环氧氯丙烷。最后将其水解得到甘油。
类似的合成路线还有通过丙烯醛 和环氧丙烷 为中间体的合成路线。[ 7]
檢驗
新制氫氧化銅 遇甘油顯絳藍色 ,該反應的實質是Cu2+ 與兩個-OH 螯合 形成的配合物 。[來源請求]
应用
食品工业
在食品和饮料中,甘油可用作保水剂 、溶剂 和甜味剂 ,并可能有助于保存食品 。它还用作商业制备的低脂 食品(例如饼干 )中的填充剂,以及利口酒 中的增稠剂 。甘油和水用于保存某些类型的植物叶。
藥品和个人护理應用
在药房购买的一瓶甘油
甘油栓剂用作瀉藥
甘油可用於制作菸草加工、牙膏 、化妝品 、藥品 。
防冻剂
与乙二醇 和丙二醇 一样,甘油是一种非离子型亲液剂(kosmotrope),与水分子形成强氢键 ,与水-水氢键竞争。这种相互作用破坏了冰的形成。最低冰点温度约为−36 °F(−38 °C),对应于水中70%的甘油。
甘油历来被用作汽车 的防凍劑 ,后来被凝固点较低的乙二醇取代。虽然甘油-水混合物的最低冰点高于乙二醇-水混合物,但甘油是无毒的,并且正在重新检查以用于汽车应用。[ 9] [ 10] [ 11] 。
在实验室中,由于凝固点降低 ,甘油是在0°C以下温度下储存的酶 试剂 的溶剂的常见成分。它还用作冷冻保护剂 ,其中甘油溶解在水中,以减少冰晶对储存在冷冻溶液中的实验室生物(如真菌 、细菌 、线虫 和哺乳动物胚胎)的损害。
化学中间产品
甘油可用于制作油漆 、樹脂、樹膠等塗料,也可作為玻璃紙 的軟化劑。甘油可用于生产硝化甘油 ,它是各种炸药 和推进剂(如线状无烟火药 )的基本成分。依靠制皂来供应副产品甘油使得难以增加产量以满足战时需求。因此,合成甘油工艺是二战前的国防重点。三官能聚醚多元醇 由甘油和环氧丙烷 生产。甘油氧化得到中草酸 。[ 12] 甘油脱水可得到羟基丙酮 。
减振
甘油用作压力表 的填充物以抑制振动。来自压缩机、发动机、泵等的外部振动会在波登管压力表内产生谐波振动 ,从而导致指针过度移动,从而给出不准确的读数。针的过度摆动也会损坏内部齿轮或其他部件,导致过早磨损。将甘油倒入量规中以代替空气空间时,可减少传递到针头的谐波振动,从而增加量规的使用寿命和可靠性。[ 13]
参见
参考资料
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二元醇 三元醇 四元醇
五元醇
六元醇
七元醇
环状多元醇