甘油(英语:Glycerol),学名丙三醇[5],化学式为HOCH
2CHOHCH
2OH,是一种简单的多元醇化合物。它是一种无色、不臭、有甜味的黏性液体,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]
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甘油 | |||
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IUPAC名 propane-1,2,3-triol 1,2,3-丙三醇 | |||
别名 | 丙三醇 | ||
识别 | |||
CAS号 | 56-81-5 | ||
PubChem | 753 | ||
ChemSpider | 733 | ||
SMILES |
| ||
InChI |
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InChIKey | PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYAF | ||
ChEBI | 17522 | ||
DrugBank | DB04077 | ||
KEGG | D00028 | ||
IUPHAR配体 | 5195 | ||
性质 | |||
化学式 | C3H8O3 | ||
摩尔质量 | 92.09 g·mol−1 | ||
外观 | 无色吸湿性液体 | ||
气味 | 无味 | ||
密度 | 1.261 g/cm3 | ||
熔点 | 17.8 °C(291 K) | ||
沸点 | 290 °C(563 K) | ||
溶解性(水) | 混溶[2] | ||
log P | -2.32[3] | ||
蒸气压 | 0.003 mmHg (50 °C)[2] | ||
磁化率 | -57.06·10−6 cm3/mol | ||
折光度n D |
1.4746 | ||
黏度 | 1.412 Pa·s (20 °C)[4] | ||
药理学 | |||
ATC代码 | A06AG04(A06),A06 , QA16 | ||
危险性 | |||
NFPA 704 | |||
闪点 | 160 °C(320 °F)(闭杯) 176 °C(349 °F)(开杯) | ||
PEL | TWA 15 mg/m3(总) TWA 5 mg/m3(呼吸)[2] | ||
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
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]
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]
检验
应用
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。
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冻剂,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。
甘油可用于制作油漆、树脂、树胶等涂料,也可作为玻璃纸的软化剂。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。
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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