丙三醇,又名甘油,化学式为C3H8O3,无色、无臭、味甜,外观呈澄明黏稠液态,是一种有机物,能从空气中吸收潮气,也能吸收硫化氢、氰化氢和二氧化硫。难溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚和油类,是甘油三酯分子的骨架成分。
中文名:丙三醇
外文名:Glycerol
别 名:1,2,3-丙三醇,甘油
化学式:C3H8O3
分子量:92.09
CAS登录号:56-81-5
EINECS登录号:200-289-5
熔 点:18.17 ℃
沸 点:290 ℃
水溶性:任意比例混溶
密 度:1.261 g/cm3(20℃)
外 观:无色、透明、无臭、粘稠液体
闪 点:176 ℃(开杯)
应 用:用于气相色谱固定液及有机合成等
安全性描述:S24/25;S39;S26
危险性符号:R36;R20/21/22;R11
危险性描述:F
UN危险货物编号:1282
发现历史
甘油,1779年由斯柴尔(Scheel)首先发现,1823年人们认识到油脂成分中含有Chevreul,希腊语为甘甜的意思,因此命名为甘油(Glycerine)。第一次世界大战期间,因其为制造火药的原料,则产量大增。
编号系统
MDL号:MFCD00004722
EINECS号:200-289-5
RTECS号:MA8050000
BRN号:635685
物性数据
1. 性状:无色无臭的黏稠状液体,有甜味。
2. 沸点:290℃ at 760mmHg
3. 熔点:18.17℃
4. 相对密度(20oC):1.2613
5. 相对密度(25oC):1.2551
6. 折射率(15oC):1.47547
7. 折射率(20oC):1.4746
8. 折射率(25oC):1.4730
9. 黏度(20oC):1500 mPa·s
10. 黏度(25oC):800 mPa·s
11. 黏度(30oC):600 mPa·s
12. 黏度(50oC):150 mPa·s
13. 闪点:177℃(开杯)
14. 生成热(15oC):669.05KJ/mol
15. 燃烧热(25oC):1656.42KJ/mol
16. 比热容(15oC):2.46 KJ/(kg·K)
17. 电导率(20oC):1.0×10-8 S/m
18. 热导率:0.29W/(m·K
19. 蒸气压(125.5oC):0.13kPa
20. 体膨胀系数:0.000615K-1
21. 溶解性:能吸收硫化氢、氢氰酸、二氧化硫。能与水、乙醇混溶,1份能溶于11份乙酸乙酯、约500份乙醚,不溶于苯、二硫化碳、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚、氯仿、油类。
22. 临界温度:576.85 ℃
23. 临界压力:7.5 MPa
24. 偏心因子:1.320
25. 溶度参数:34.315 J·cm-3
26. van der Waals面积:7.650×1010cm2/mol
27. van der Waals体积:51.360 cm3/mol
毒理学数据
1. 毒性分级中毒
2. 急性毒性:口服- 大鼠 LD50:26000 毫克/ 公斤;口服- 小鼠 LC50: 4090 毫克/ 公斤。
3. 刺激数据:皮肤- 兔子 500 毫克/ 24小时 轻度; 眼睛 -兔子 126 毫克 轻度。
4. 食用对人体无毒。作溶剂使用时可被氧化成丙烯醛而有刺激性。小鼠静脉注射LC50为7.56g/kg,工作场所最高容许浓度为10mg/m3。
5. 大鼠经口LD50:20ml/kg;静脉注射LD50:4.4ml/kg。存于凉爽、干燥处。
生态学数据
对水体有一定的危害。对环境没有污染。
分子结构数据
1、 摩尔折射率:20.51
2、 摩尔体积:70.9 cm3/mol
3、 等张比容(90.2K):199.0
4、 表面张力:61.9dyne/cm
5、 极化率:8.13(10-24cm3)
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):无
2.氢键供体数量:3
3.氢键受体数量:3
4.可旋转化学键数量:2
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积:60.7
7.重原子数量:6
8.表面电荷:0
9.复杂度:25.2
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
性质与稳定性
1.无色、透明、无臭、粘稠液体,味甜,具有吸湿性。 与水和醇类、胺类、酚类以任何比例混溶,水溶液为中性。溶于11倍的乙酸乙酯,约500倍的乙醚。不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类、长链脂肪醇??扇?,遇二氧化铬、氯酸钾等强氧化剂能引起燃烧和爆炸。也是许多无机盐类和气体的良好溶剂。对金属无腐蚀性,作溶剂使用时可被氧化成丙烯醛。
化学性质:与酸发生酯化反应,如与苯二甲酸酯化生成醇酸树脂;与酯发生酯交换反应;与氯化氢反应生成氯代醇;甘油脱水有两种方式:分子间脱水得到二甘油和聚甘油,分子内脱水得到丙烯醛。甘油与碱反应生成醇化物;与醛、酮反应生成缩醛与缩酮。用稀硝酸氧化生成甘油醛和二羟基丙酮;用高碘酸氧化生成甲酸和甲醛;与强氧化剂如铬酸酐、氯酸钾或高锰酸钾接触能引起燃烧或爆炸;甘油也能起硝化和乙?;?/span>等作用。
2.无毒。即使饮入总量达100g的稀溶液也无害,在机体内水解后氧化而成为营养源。在动物实验中,如使之饮用极大量时,具有与醇相同的麻醉作用。
3. 存在于烤烟烟叶、白肋烟烟叶、香料烟烟叶、烟气中。
4. 天然存在于烟草、啤酒、葡萄酒、可可中。
贮存方法
1.贮存于清洁干燥处,应注意密封贮存。注意防潮,防水,防热,严禁与强氧化剂混放??捎枚莆?a target="_blank">不锈钢容器贮存。
2. 采用铝桶或镀锌铁桶包装或用酚醛树脂衬里的贮槽贮存。贮运中要防潮、防热、防水。禁止将甘油与强氧化剂(如硝酸、高锰酸钾等)放在一起。按一般易燃化学品规定贮运。
安全信息
危险运输编码:UN 1282 3/PG 2
危险品标志:易燃有害
安全标识:S26;S39;S24/25
危险标识:R11;R36;R20/21/22
生产方法
甘油的工业生产方法可分为两大类:以天然油脂为原料的方法,所得甘油称天然甘油;以丙烯为原料的合成法,所得甘油称合成甘油。
天然甘油
1984年以前,甘油全部从动植物脂制皂的副产物中回收。至今为止,天然油脂仍为生产甘油的主要原料,其中约42%的天然甘油得自制皂副产,58%得自脂肪酸生产。制皂工业中油脂的皂化反应。皂化反应产物分成两层:上层主要是含脂肪酸钠(肥皂)及少量甘油,下层是废碱液,为含有盐类,氢氧化钠的甘油稀溶液,一般含甘油9-16%,无机盐8-20%。油脂反应。油脂水解得到的甘油水(也称甜水),其甘油含量比制皂废液高,约为14-20%,无机盐0-0.2%。近年来已普遍采用连续高压水解法,反应不使用催化剂,所得甜水中一般不含无机酸,净化方法比废碱液简单。无论是制皂废液,还是油脂水解得到的甘油水所含的甘油量都不高,而且都含有各种杂质,天然甘油的生产过程包括净化、浓缩得到粗甘油,以及粗甘油蒸馏、脱色、脱臭的精制过程。
合成甘油
从丙烯合成甘油的多种途径可归纳为两大类,即氯化和氧化。现在工业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
这是合成甘油中最重要的生产方法,共包括四个步骤,即丙烯高温氯化、氯丙烯次氯酸化、二氯丙醇皂化以及环氧氯丙烷的水解?;费趼缺樗庵聘视褪窃?50℃、1.37MPa二氧化碳压力下,在10%氢氧化钠和1%碳酸钠的水溶液中进行,生成甘油含量为5-20%的含氯化钠的甘油水溶液,经浓缩、脱盐、蒸馏,得纯度为98%以上的甘油。
丙烯过乙酸氧化法
丙烯与过乙酸作用合成环氧丙烷,环氧丙烷异构化为烯丙醇。后者再与过乙酸反应生成环氧丙醇(即缩水甘油),最后水解为甘油。过乙酸的生产不需要催化剂,乙醛与氧气气相氧化,在常压、150-160℃、接触时间24s的条件下,乙醛转化率11%,过乙酸选择性83%。上述后两步反应在特殊结构的反应精馏塔中连续进行。原料烯丙醇和含有过乙酸的乙酸乙酯溶液送入塔后,塔釜控制在60-70℃、13-20kPa。塔顶蒸出乙酸乙酯溶剂和水,塔釜得至甘油水溶液。此法选择性和收率均较高,采用过乙酸为氧化剂,可不用催化剂,反应速度较快,简化了流程。生产1t甘油消耗烯丙醇1.001t,过乙酸1.184t,副产乙酸0.947t。目前,天然甘油和合成甘油的产量几乎各占50%,而丙烯氯化法约占合成甘油产量的80%。我国天然甘油占总产量90%以上。
工业级甘油
工业级甘油量用1/2量的蒸馏水稀释,搅拌充分后,加入活性炭,并加热至60~70℃进行脱色处理,然后,真空过滤,保证滤液澄清透明??刂频渭铀俣?,将滤液加到事先处理好的732型强酸阳树脂和717型强碱阴阳树脂混合的柱内,以吸附除去甘油中的电解质和醛类、色素、酯类等非电解质杂质。
除去杂质后的甘油溶液进行减压蒸馏,控制真空度93326Pa以上,釜温在106~108℃,蒸出大部分水之后,再将釜温升到120℃快速脱水,不出水时停止加热,所得釜内物料即为成品。 [1]
用途
气相色谱固定液(最高使用温度75℃,溶剂为甲醇),分离分析低沸点含氧化合物、胺类化合物、氮或氧杂环化合物,能完全分离3-甲基吡啶(沸点144.14℃)和4-甲基吡啶(沸点145.36℃),适用于水溶液的分析、溶剂、气量计及水压机缓震液、软化剂、抗生素发酵用营养剂、干燥剂、润滑剂、制药工业、化妆品配制、有机合成、塑化剂??捎胨匀魏伪壤芙?,低浓度丙三醇溶液可做润滑油对皮肤进行滋润。
工业用途
2、在医学方面,用以制取各种制剂、溶剂、吸湿剂、防冻剂和甜味剂,配剂外用软膏或栓剂等。
3、在涂料工业中用以制取各种醇酸树脂、聚酯树脂、缩水甘油醚和环氧树脂等。
4、纺织和印染工业中用以制取润滑剂、吸湿剂、织物防皱缩处理剂、扩散剂和渗透剂。
5、在食品工业中用作甜味剂、烟草剂的吸湿剂和溶剂。
6、在造纸、化妆品、制革、照相、印刷、金属加工、电工材料和橡胶等工业中都有着广泛的用途。
7、并用作汽车和飞机燃料以及油田的防冻剂。
8、甘油可以作为塑化剂用于新型陶瓷工业。
日用
食用级甘油其中最优质一种生物精化甘油,除含有丙三醇,还有酯类、葡萄糖等还原糖,属于多元醇类甘油。除具有保湿、保润功能外,还具有高活性、抗氧化、促醇化等特殊功效 。
每克甘油完全氧化可产生4千卡热量,经人体吸收后不会改变血糖和胰岛素水平。甘油是食品加工业中通常使用的甜味剂和保湿剂,大多出现在运动食品和代乳品中。
在果汁、果醋等饮料中的应用
不同品质的水果,都含有不同程度的单宁,而单宁又是水果中的苦、涩味来源。
作用:迅速分解果汁、果醋饮料中的苦、涩异味,增进果汁本身的厚味和香味,外观鲜亮,酸甜适口。
添加量:0.8%~1%
果酒行业的应用
用水果或其它干鲜果品酿制或泡制的酒,只是制作方法不同,都称为果酒(干红、干白),果酒都存在单宁,单宁就是苦、涩味的来源。
作用:分解果酒中的单宁,提升酒品的品质、口感,去除苦、涩味。
添加量:1%
肉干、香肠、腊肉行业的运用
腌腊制品、肉干、香肠的用法:
在加工制作时,将植物精化甘油用50度以上纯粮酒稀释后,均匀喷洒在肉上或切好的肉中,充分搓揉或搅拌。
作用:锁水、保湿,达到增重效果,延长保质期。
添加量:1.2%~1.5%
果脯行业的运用
果脯在加工制作时,因存放问题使产品容易失水,干硬,水果中同样也含有单宁。
作用:锁水、保湿,抑制单宁异性增生,达到护色、保鲜、增重效果,延长保质期。
添加量:0.8%~1%
野外
在野外,甘油不仅可以作为供能物质,满足人体需要?;箍梢宰魑鸺?,方法为:在可燃物下堆上5~10克的高锰酸钾固体,再将甘油倒在高锰酸钾上,约半分钟就有火苗冒出。因为甘油粘稠,所以可以事先可用无水乙醇等易燃有机溶剂稀释,但溶剂不宜过多。
医药
稳定血糖和胰岛素
《欧洲应用生理学》杂志登载过一项研究。研究者们将6名身体健康的年轻男性分为三组,分别给予葡萄糖、甘油和安慰剂,然后让他们在健身器上做同样的运动。在运动前45分钟服用葡萄糖的人(每磅体重0.5g葡萄糖),在开始运动时其体内的血糖水平上升了50%,血液中胰岛素水平上升了3倍。在运动前45分钟服用甘油的人(每磅体重0.5g甘油),在开始运动时血液中甘油水平增加了340倍,但血糖和胰岛素水平没有任何变化。
因此,如果你用甘油代替高热量的碳水化合物,就可以避免因进食大量的饼干或蛋糕所带来的不良后果了??梢运?,大剂量的服用甘油几乎不会对血糖及胰岛素水平有影响。大量的证据提示,如果你的目标是减少碳水化合物的摄入量,甘油可能是一种理想的糖原。
能量酸
有些科学家还强调指出,如果你想在运动场上有更佳的表现,甘油也是一种不错的补剂。原因在于,当你身体中水分充足时,体能会更强大而且持久。特别是在高温环境中,甘油强大的保水性恰恰有助于身体储存更多的水分。
发表在《国际运动医学》杂志的一项研究显示,甘油可能含有一种产生能量的酸性物质。研究者将甘油和一种名为阿斯帕坦的营养性甜味剂作比较,方法是让被试者分别服用甘油和阿斯帕坦,剂量为每公斤体重1.2g甘油(20%水溶液形式)或26mL阿斯帕坦。结果表明,在亚极限运动负荷下,甘油不但可以降低运动者的心率,还可以将运动时间延长20%。
对于进行高强度体能训练的人,甘油可能给他们带来更出色的表现。对于健美运动员来说,甘油可能帮助他们把体表及皮下的水分转移到血液和肌肉中。
植物
据新的研究表明有的植物的表面有一层甘油,可以使植物在盐碱地生存。
中国药典
2010版中国药典修订增订内容
甘油
书页号:2005年版二部-68
[修订]
【检查】 易炭化物,取本品5.0mL,在振摇下逐滴加入硫酸5mL,此时温度不得超过20℃,静置时间为1小时,如显色,与同体积对照溶液(取比色用氯化钴溶液0.2mL、比色用重铬酸钾溶液1.6mL与水8.2mL制成)比较,不得更深。
丙烯醛、葡萄糖与铵盐 取本品4.0g,加10%氢氧化钾溶液5mL,在60放置5分钟,不得显黄色或发生氨臭。
【含量测定】取本品0.1g,精密称定,加水45mL,混匀,精密加入2.14%(g/mL) 高碘酸钠溶液25mL,摇匀,暗处放置15分钟后,加50%乙二醇溶液5mL,摇匀,暗处放置20分钟,加酚酞指示液0.5Ll,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于9.21mg的C3H8O3。