甘油

甘油

甘油又名丙三醇,分子式為C3H8O3,無色澄明黏稠液體。無臭。有暖甜味。能從空氣中吸收潮氣,也能吸收硫化氫、氰化氫和二氧化硫。對石蕊呈中性。長期放在0℃的低溫處,能形成熔點為17.8℃有光澤的斜方晶體。遇強氧化劑如三氧化鉻、氯酸鉀、高錳酸鉀能引起燃燒和爆炸。能與水、乙醇任意混溶,1份本品能溶於11份乙酸乙酯,約500份乙醚,不溶於苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚和油類。相對密度1.26362。熔點17.8℃。沸點290.0℃(分解)。折光率1.4746。閃點(開杯)176℃。半數致死量(大鼠,經口)>20ml/kg。

基本信息

發現歷史

甘油,1779年由斯柴爾(Scheel)首先發現,1823年人們認識到油脂成分中含有Chevreul,希臘語為 甘甜的意思,因此命名為甘油(Glycerine)。第一次世界大戰期間,因其為製造火藥的原料,則產量大增。

生產方法

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

天然甘油的生產

 1984年以前,甘油全部從動植物脂制皂的副產物中回收。直到目前,天然油脂仍為生產甘油的主要原料,基中約42%的天然甘油得自製皂副產,58%得自脂肪酸生產。制皂工業中油脂的皂化反應。皂化反應產物分成兩層:上層主要是含 脂肪酸鈉鹽(肥皂)及少量甘油,下層是廢鹼液,為含有鹽類,氫氧化鈉的甘油稀溶液,一般含甘油9-16%,無機鹽8-20%。油脂反應。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%,無機鹽0-0.2%。近年來已普遍採用連續高壓水解法,反應不使用催化劑,所得甜水中一般不含無機酸,淨化方法比廢鹼液簡單。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,天然甘油的生產過程包括淨化、濃縮得到粗甘油,以及粗甘油蒸餾、脫色、脫臭的精製過程。這一過程在一些書刊中有詳細介紹。

合成甘油的生產 

甘油 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。現在工業上仍在使用丙烯氯化法及丙烯不定期乙酸氧化法。
(1)丙烯氯化法 這是合成甘油中最重要的生產方法,共包括四個步驟,即 丙烯高溫氯化、氯丙烯次氯酸化、二氯丙醇皂化以及環氧氯丙烷的水解。環氧氯丙烷水解制甘油是在150℃、1.37MPa二氧化碳壓力下,在10%氫氧化和1%碳酸鈉的水溶液中進行,生成甘油含量為5-20%的含氯化鈉的甘油水溶液,經濃縮、脫鹽、蒸餾,得純度為98%以上的甘油。
(2)丙烯過乙酸氧化法丙烯與過乙酸作用合成環氧丙烷,環氧丙烷異構化為烯為丙醇。後者再與過乙酸反應生成環氧丙醇(即縮水甘油),最後水解為甘油。過乙酸的生產不需要催劑,乙醛與氧氣氣相氧化,在常壓、150-160℃、接觸時間24s的條件下,乙醛轉化率11%,過乙酸選擇性83%。上述後兩步反應在特殊結構的反應精餾塔中連續進行。原料 烯丙醇和含有 過乙酸的乙酸乙酯溶液送入塔後,塔釜控制在60-70℃、13-20kPa。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,採用過乙酸為氧化劑,可不用催化劑,反應速度較快,簡化了流程。生產1t甘油消耗烯丙醇1.001t,過乙酸1.184t,副產乙酸0.947t。目前,天然甘油和合成甘油的產量幾乎各占50%,而丙烯氯化法約占合志甘油產量的80%。我國天然甘油占總產量90%以上。
(3)工業級甘油工業級甘油 量用1/2量的蒸餾水稀釋,攪拌充分後,加入活性炭,並加熱至60~70℃進行脫色處理,然後,真空過濾,保證濾液澄清透明。控制滴加速度,將濾液加到事先處理好的732型強酸陽樹脂和717型強鹼陰陽樹脂混合的柱內,以吸附除去 甘油中的電解質和醛類、色素、酯類等非電解質雜質。除去雜質後的甘油溶液進行減壓蒸餾,控制真空度93326Pa以上,釜溫在106~108℃,蒸出大部分水之後,再將釜溫升到120℃快速脫水,不出水時停止加熱,所得釜內物料即為 成品

理化性質

物理性質

分子模型 分子模型

別名:丙三醇

分子式:C3H5(OH)3

折射率nD(20℃)1.474

飽和蒸氣壓(kPa): 0.4(20℃)

引燃溫度(℃): 370 。

水溶性:與水和乙醇混溶,水溶液為中性。溶於11倍的乙酸乙酯,約500倍的乙醚。不溶於苯、氯仿、四氯化碳二硫化碳石油醚、油類。無色粘稠液體,無氣味,有暖甜味,能吸潮。

外觀與性狀: 無色粘稠液體 無氣味, 有暖甜味 能吸潮。
熔點(℃):20,
沸點(℃):290.0
相對密度(水=1): 1.26331(20℃)
相對蒸氣密度(空氣=1): 3.1
粘度(20℃):1412mPa.s (25℃):945mPa.s
表面張力(20℃) :63.3 mN/m
閃點(℃): 177
體積膨脹係數/K-1: 0.000615
溶解性: 可混溶於乙醇,與水混溶,不溶於氯仿、醚、二硫化碳,苯,油類。 可溶解某些無機物。

化學性質

甘油 甘油

甘油具有甜味,這與它的分子結構有關係,在化學上,由一個氫原子與一個氧原子手拉著手結成的基團——OH,叫做羥基。一般來說,單糖(如葡萄糖和果糖等)和雙糖(如蔗糖和麥芽糖等)里所含的羥基越多,它就越甜。甘油跟單糖分子相象,在它的分子裡含有三個羥基,所以也帶有甜味。 

甘油主要由心、肝、骨骼肌等組織攝取利用,在細胞內經甘油激酶(glycerokinase)的作用,生成α-磷酸甘油(3-磷酸甘油),後者在α-磷酸甘油脫氫酶的催化下生成磷酸二羥丙酮,磷酸二羥丙酮可循糖代謝途徑氧化分解釋放能量,1分子甘油徹底氧化可淨生成17.5~19.5分子ATP。也可以在肝臟循糖異生途徑轉變為糖原和葡萄糖。
具有醇類的通性,例如可以與金屬鈉發生反應產生氫氣,還可以發生酯化反應、成醚反應等。氧化時生成甘油醛、甘油酸等。還原時生成丙二醇。與硫酸等共熱,生成丙烯醛。並能起硝化和乙醯化等作用。
新制Cu(OH)2遇丙三醇顯絳藍色,該反應的實質是Cu2+ 與兩個-OH螯合配位化合,形成的配合物顯絳藍色。

作用用途

氣相色譜固定液(最高使用溫度75℃,溶劑為甲醇),分離分析低沸點含氧化合物、胺類化合物、氮或氧雜環化合物,能完全分離3-甲基吡啶(沸點144.14℃)和4-甲基吡啶(沸點145.36℃),適用於水溶液的分析、 溶劑、氣量計及水壓機緩震液、軟化劑、抗生素髮酵用營養劑、乾燥劑、潤滑劑、製藥工業、化妝品配製、有機合成、塑化劑。可與水以任何比例溶解,低濃度丙三醇溶液可做潤滑油對皮膚進行滋潤(開塞露)。

工業用途

1、用作製造硝化甘油、醇酸樹脂和環氧樹脂。丙三醇鍵線式
2、在醫學方面,用以製取各種 製劑、溶劑、吸濕劑、防凍劑和甜味劑,配劑外用軟膏或栓劑等。
3、在塗料工業中用以製取各種醇酸樹脂、 聚酯樹脂、縮水甘油醚和環氧樹脂等。
4、紡織和印染工業中用以製取潤滑劑、吸濕劑、織物防皺縮處理劑、擴散劑和滲透劑。
5、在食品工業中用作甜味劑、菸草劑的吸濕劑和溶劑。
6、在造紙、化妝品、製革、照相、 印刷、金屬加工、電工材料和橡膠等工業中都有著廣泛的用途。
7、並用作汽車和飛機燃料以及油田的防凍劑。

甘油食用

每克甘油完全氧化可產生4千卡熱量,經人體吸收後不會改變血糖和胰島素水平。甘油是食品加工業中通常使用的甜味劑和保濕劑,大多出現在運動食品和代乳品中。
在果汁、果醋等飲料中的套用
不同品質的水果,都含有不同程度的單寧,而 單寧又是水果中的苦、澀味來源。
作用:迅速分解果汁、果醋飲料中的苦、澀異味,增進果汁本身的厚味和香味,外觀鮮亮,酸甜適口。
添加量:0.8%~1%
果酒行業的套用
用水果或其它乾鮮果品釀製或泡製的酒,只是製作方法不同,都稱為 果酒(乾紅、乾白),果酒都存在單寧,單寧就是苦、澀味的來源。
作用:分解果酒中的單寧,提升酒品的品質、口感,去除苦、澀味。
添加量:1%
肉干、香腸、臘肉行業的運用
醃臘製品、肉干、香腸的用法:
在加工製作時,將植物精化甘油用50度以上純糧酒稀釋後,均勻噴灑在肉上或切好的肉中,充分搓揉或攪拌。
作用:鎖水、保濕,達到增重效果,延長保質期。
添加量:1.2%~1.5%
果脯行業的運用
果脯在加工製作時,因存放問題使產品容易失水,乾硬,水果中同樣也含有單寧。
作用:鎖水、保濕,抑制單寧異性增生,達到護色、保鮮、增重效果,延長保質期。
添加量:0.8%~1%

生物精化

甘油比例模型食用級甘油其中最優質一種-生物精化甘油,除含有丙三醇,還有酯類、 葡萄糖等還原糖,屬於多元醇類甘油;除具有保濕、保潤功能外,還具有高活性、抗氧化、促醇化等特殊功效

野外用途

在野外,甘油不僅可以作為供能物質,滿足人體需要。還可以作為引火劑,方法為:在可燃物下堆上5~10克的高錳酸鉀固體,再將甘油倒在高錳酸鉀上,約半分鐘就有火苗冒出。因為甘油粘稠,所以可以事先可用無水乙醇等易燃有機溶劑稀釋,但 溶劑不宜過多。

醫藥

在穩定血糖和胰島素方面的作用
《歐洲套用生理學》雜誌登載過一項研究。研究者們將6名身體健康的年輕男性分為三組,分別給予葡萄糖、甘油和安慰劑,然後讓他們在健身器上做同樣的運動。在運動前45分鐘服用葡萄糖的人(每磅體重0.5g葡萄糖),在開始運動時其體內的血糖水平上升了50%,血液中胰島素水平上升了3倍。在運動前45分鐘服用甘油的人(每磅體重0.5g甘油),在開始運動時血液中甘油水平增加了340倍,但血糖和胰島素水平沒有任何變化。
因此,如果你用甘油代替高熱量的碳水化合物,就可以避免因進食大量的餅乾或蛋糕所帶來的不良後果了。可以說,大劑量的服用甘油幾乎不會對血糖及胰島素水平有影響。大量的證據提示,如果你的目標是減少碳水化合物的攝入量,甘油可能是一種理想的糖原。
甘油可作為一種能量酸
有些科學家還強調指出,如果你想在運動場上有更佳的表現,甘油也是一種不錯的補劑。原因在於,當你身體中水分充足時,體能會更強大而且持久。特別是在高溫環境中,甘油強大的保水性恰恰有助於身體儲存更多的水分。
發表在《國際運動醫學》雜誌的一項研究顯示,甘油可能含有一種產生能量的酸性物質。研究者將甘油和一種名為阿斯帕坦的營養性甜味劑作比較,方法是讓被試者分別服用甘油和阿斯帕坦,劑量為每公斤體重1.2g甘油(20%水溶液形式)或26ml阿斯帕坦。結果表明,在亞極限運動負荷下,甘油不但可以降低運動者的心率,還可以將運動時間延長20%。
對於進行高強度體能訓練的人,甘油可能給他們帶來更出色的表現。對於健美運動員來說,甘油可能幫助他們把體表及皮下的水分轉移到血液和肌肉中。

甘油的副作用

需要指出的是,由於甘油的保水作用,它可以增加血容量,以致引起頭暈、噁心等症狀。這些症狀在妊娠、高血壓、糖尿病、腎病等血容量或血壓本身就比較高的情況下,就更加明顯。因此,當患上述疾病或處在妊娠這樣一個特殊生理時期時,請避免服用甘油。建議你在嘗試任何一種新的補劑或藥品前,先對自己的身體狀況做一個全面評價,以免後患。

植物

據新的研究表明有的植物的表面有一層甘油,可以使植物在鹽鹼地生存。

中國藥典

2010版中國藥典修訂增訂內容
甘油
Ganyou
Glycerol
書頁號:2005年版二部-68
[修訂]
【檢查】 易炭化物 取本品5.0ml,在振搖下逐滴加入硫酸5ml,此時溫度不得超過20℃,靜置時間為1小時,如顯色,與同體積對照溶液(取比色用氯化鈷溶液0.2ml、比色用重鉻酸鉀溶液1.6ml與水8.2ml製成)比較,不得更深。
丙烯醛、 葡萄糖銨鹽 取本品4.0g,加10%氫氧化鉀溶液5ml,在60放置5分鐘,不得顯黃色或發生氨臭。
【含量測定】取本品0.1g,精密稱定,加水45ml,混勻,精密加入2.14%(g/ml) 
高碘酸鈉溶液25ml,搖勻,暗處放置15分鐘後,加50%(g/ml)乙二醇溶液5ml,搖勻,暗處放置20分鐘,加酚酞指示液0.5ml,用氫氧化鈉
滴定液(0.1mol/L)滴定,並將滴定的結果用空白試驗校正。每1ml 氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)相當於9.21mg的C3H8O3。
[增訂]
【檢查】二甘醇、乙二醇和其他雜質 照氣相色譜法(附錄V E)測定。
色譜條件與系統適用性試驗用氰丙基苯基二甲基聚矽氧烷為固定液(或極性相近的固定液)的毛細管柱為色譜柱(30m×0.53mm×3μm)程式升溫,於100℃維持4分鐘,以50℃每分鐘升溫至120℃,維持10分鐘,再以50℃每分鐘升溫至220℃,維持6分鐘;氫火焰離子化檢測器,檢測器溫度為250℃;進樣口溫度為200℃;載氣為氮氣,流速為每分鐘4.5ml,分流比為10:1。對照品溶液重複進樣所得二甘醇和乙二醇峰面積與內標峰面積比值的相對標準偏差均不得大於5%,系統適用性溶液中各成分峰間的分離度應符合要求。
系統適用性試驗溶液的製備取二甘醇、乙二醇、 正己醇和甘油適量,精密稱定,用甲醇溶解並稀釋製成每1ml中含有甘油400mg、二甘醇、乙二醇、正己醇0.1mg的溶液,即得。
內標溶液的配製取正己醇適量,加甲醇製成每1ml中約含0.5mg的溶液,即得。
對照品溶液的製備分取二甘醇、乙二醇適量,精密稱定,用甲醇溶解並稀釋製成每1ml中含有二甘醇、乙二醇各0.5mg的溶液。精密量取5ml,置25ml量瓶中,精密加入內標溶液5ml,用甲醇稀釋至刻度,作為對照品溶液。
供試品溶液的製備取本品約10g,精密稱定置25ml量瓶中,精密加入內標溶液5ml,用甲醇溶解並稀釋至刻度,作為供試品溶液。
測定法分別精密量取供試品溶液、對照品溶液和 系統適用性溶液各1μl注入氣相色譜儀,記錄色譜圖,按內標法以峰面積計算,供試品含二甘醇與乙二醇均不得過0.025%;如有其他雜質,扣除內標峰按歸一化法計算,單個未知雜質不得過0.1%;雜質總量(包含二甘醇、乙二醇)不得過1.0%。

衍生物

甘油是脂肪醇,具有脂肪醇的化學活性;同時又是多元醇,是最簡單的 三元醇,因此,甘油的化學性質除了脂肪醇的通性外,還有多元醇的性質。具體說甘油可發生的化學反應有:與無機酸、羧酸、酸酐、醯氯等反應生成鹽或酯;與醇生成醚;與環氧乙烷環氧丙烷發生加成反應生成聚醚;與鹼金屬單質或鹼金屬氫化物發生醇凎反應生成鹽;與多元脂肪族羧酸或多元芳香酸發生分子間縮合反應生成聚酯。

儲運特性

操作注意事項

密閉操作,注意通風。操作人員必須經過 專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸菸。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存注意事項

儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應 與氧化劑、酸類分開存放,切忌 混儲。配備相應品種和數量的消防器材。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

安全風險

甘油如果與強氧化劑混合(比如三氯化鉻、氯酸鉀、高錳酸鉀)可能爆炸。在稀溶液中該反應速度較低,有幾種氧化產物生成。有光照或與鹼式硝酸鉍、氧化鋅接觸時,甘油變黑。
如果有鐵污染物摻雜其中,會導致含有苯酚、水楊酸、丹尼酸的混合物顏色變黑。甘油形成一種硼酸複合物(甘油硼酸),它的酸性要強於硼酸。
健康危害: 食用對人有毒。誤食:飲用溫水,催吐。 對眼睛、皮膚有 刺激作用。
小鼠口服毒性LD50=31,500mg/kg.靜脈給藥LD50=7,560mg/kg.
燃爆危險: 本品可燃,具刺激性。
危險特性: 遇明火、高熱可燃。

安全術語

S24/25 Avoid contact with skin and eyes.
避免與皮膚和 眼睛接觸。
S26 In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S39 Wear eye / face protection.
戴護目鏡或面具。

風險術語

R36 Irritating to eyes.
刺激眼睛。
R20/21/22 Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、皮膚接觸及吞食有害。
R11 Highly flammable.
高度易燃。

自然科學技術

自然科學,計算機科學。 

瀉藥

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