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环氧丙醇的合成与应用研究

2020-02-20沈国良刘佳鑫朱天宏詹俊博姚美奇李茂琪张晟楠

精细石油化工进展 2020年1期
关键词:丙三醇丙醇二甲酯

沈国良,刘佳鑫,朱天宏,詹俊博,姚美奇,李茂琪,张晟楠

沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳111003

近年来,随着新型生物柴油的迅速发展,其副产物丙三醇的产量快速增加,每生产1.00 t生物柴油约副产0.11 t丙三醇,因此,需要开发其下游产品使之资源化高效利用。丙三醇可以发生酯化、醚化、氧化等反应,利用丙三醇生产高附加值精细化工产品及其新方法、新工艺的研究,已成为当前化工行业的研究热点之一[1]。

鉴于环氧丙醇分子中含有两个具有高反应活性的官能团,人们对环氧丙醇的合成与应用研究也越来越重视[2],环氧丙醇将在越来越多的行业中得到广泛应用,其性能优异的各种衍生物将有更加广阔的发展空间。现有生产环氧丙醇的原料主要为丙烯醇,其价格昂贵,工业上环氧丙醇产量小、生产成本高、市场价格高,一定程度上限制了环氧丙醇的应用。丙三醇作为生物柴油的副产物,具有易得、价廉、环保等优点,丙三醇是合成环氧丙醇的一种绿色经济原料,研究由丙三醇制备环氧丙醇的绿色工艺路线将变得越来越有重要的实际意义。

1 环氧丙醇的性能

环氧丙醇(又称2,3-环氧-1-丙醇、缩水甘油),是无色、略有甜味的液体,熔点-53 ℃,沸点160~161 ℃(分解)。与水、低碳醇、乙醚、酮、氯仿、苯、N,N-二甲基甲酰胺等混溶。微溶于石酒醚、二甲苯、四氯乙烯、三氯乙烷,几乎不溶于脂肪族及脂环族烃类。环氧丙醇在纯水、无水乙醇中很稳定。

环氧丙醇分子中含有环氧基和羟基两个化学性质活泼的官能团,可以进行开环聚合反应、开环加成反应、酯化反应、醚化反应等。在保留羟基的情况下,环氧基能进行许多种开环反应,可以发生聚合及缩聚反应,水解生成丙三醇,催化加氢生成1,3-丙二醇,与氯化氢反应生成3-氯-1,2-丙二醇,与硫化氢反应生成硫代丙二醇,与羰基化合(酮或醛)反应生成环状缩醛或缩酮;可保留环氧基,利用羟基与羧酸反应生成环氧丙醇酯,与醇缩合生成环氧丙醇醚,与苯酚反应生成芳醚,与三氯化磷反应生成亚磷酸三环氧丙醇酯等。

环氧丙醇是丙三醇的内醚,可以认为是环氧乙烷的衍生物,其中的环氧基是很活泼的,在酸性条件下,环氧基易发生开环反应且反应速度很快。环氧丙醇不能长时间贮存,不纯的环氧丙醇经长期放置后则聚合成黏稠的液体,颜色也发生变化,由无色液体逐步转变为黄到棕色的黏稠液体。

2 环氧丙醇的合成

国外对环氧丙醇的合成研究较多,工业化时间较早;国内对环氧丙醇的合成研究较少,工业生产时间较晚,且生产规模很小。迄今,国外环氧丙醇的主要制备方法有:丙烯醇环氧化、丙烯醛环氧化后加氢、一卤代丙二醇脱卤化氢、环氧丙醇酯水解等方法[3];国内主要开展丙烯醇环氧化法的研究,国内环氧丙醇的主要制备方法是丙烯醇环氧化法、一氯丙二醇脱氯化氢法[4]。以上这些方法,一般需要在较高温度下进行,会导致环氧丙醇聚合严重、水解加剧、反应不易控制。

制备环氧丙醇的工艺方法主要是从丙烯醇、丙烯醛、丙三醇或环氧氯丙烷等开始。目前,工业生产采用的主要方法是以丙烯醇为原料,在催化剂作用下,用过氧化氢作环氧化剂而制得。现有丙烯醇环氧化法所需原料丙烯醇价格高,从而导致环氧丙醇成本高,不能适应市场的需求;如采用丙三醇为原料,不仅可以降低生产成本,还可摆脱对石油资源的依赖。

2.1 丙烯醇环氧化法

环氧丙醇的传统生产工艺是丙烯醇环氧化法(又称丙烯醇法)。丙烯醇可以采用过氧乙酸或过氧化氢环氧化制取环氧丙醇。

2.1.1 过氧乙酸氧化

在催化剂作用下,丙烯醇用过氧乙酸氧化制取环氧丙醇时,反应过程中伴有副产物乙酸生成。采用过氧乙酸为环氧化剂时,丙烯醇环氧化反应速度较快,但反应产物中环氧丙醇极易与副产物乙酸反应生成环氧丙醇乙酸酯,使反应产物蒸馏分离困难,而且环氧丙醇和乙酸的混合物在室温下能发生强烈放热反应引起爆炸,因此该法在工业上应用困难很大。

2.1.2 过氧化氢氧化

采用钨酸及其盐作催化剂,用浓度为30%的过氧化氢作环氧化剂。反应过程中有水生成,相当于水作反应溶剂,环氧丙醇在纯水中相对稳定。

陈晓辉等[5]用Ti-MWW沸石作催化剂,采用的环氧试剂是过氧化氢,用水作为溶剂,在57 ℃条件下反应0.5 h,环氧丙醇产率可达到90%。乐治平等[6]用自制的W/MCM-41作催化剂,用30%过氧化氢氧化丙烯醇制备环氧丙醇。水作为溶剂,使反应物和催化剂充分混合、溶解。反应温度50 ℃,反应时间12 h,得到纯度较高的环氧丙醇,收率高达95%。

目前,工业上生产环氧丙醇采用的工艺方法就是丙烯醇过氧化氢氧化法,其最早的生产工艺是由德古萨公司所提供的丙烯醇环氧化方法。该法是在重金属催化剂存在下,用过氧化氢同丙烯醇直接反应,制得的产品含环氧化物约98%,产品含水量最多为0.5%。该生产方法所得的产品不含氯,这对产品稳定性来说是有好处的。

虽然丙烯醇环氧化法应用早、工艺技术成熟,但丙烯醇环氧化法的原料丙烯醇作为石油化工产品,其价格随着不可再生资源的消耗而越来越高,使其合成的环氧丙醇成本也随之提高。同时,丙烯醇氧化法工艺流程长,且产生大量低附加值的副产物,也使环氧丙醇的成本增加。现在,丙烯醇环氧化法研究的重点是提高新型催化剂的选择性,减少副产物,缩短反应时间。

2.2 丙烯醛环氧化后再加氢法

以丙烯醛为原料,先环氧化得到环氧丙醛[7],再用加氢的方法得到环氧丙醇。丙烯醛环氧化方法和丙烯醇环氧化方法的反应机理相似。但是,所用催化剂的性能不同,丙烯醛氧化方法不能选择氧化性过于强烈的催化剂,否则会将醛基氧化成羰基从而导致副反应的发生。所以,丙烯醛环氧化的催化剂要求氧化性适中、选择性更高。另外,原料丙烯醛来源于石油化工产品,是性能不稳定、较难大规模生产的中间产品,其来源、价格受市场波动的影响较大。

2.3 丙三醇一氯代低温脱氯化氢法

丙三醇的一氯代产物为3-氯-1,2-丙二醇。在碱性条件下,丙三醇一氯代产物低温脱氯化氢法实际上就是3-氯-1,2-丙二醇在低温下脱出氯化氢制取环氧丙醇。一般地,3-氯-1,2-丙二醇可以由丙三醇和氯化氢气体反应来制备,也可以由丙三醇和盐酸水溶液进行氯代反应来获取。氯代反应产物经减压蒸馏得到3-氯-1,2-丙二醇。

2.3.1 丙三醇的氯化氢气体氯代制取3-氯-1,2-丙二醇

该方法首先是丙三醇与氯化氢气体进行氯代反应,生成3-氯-1,2-丙二醇,再通过碱处理得到环氧丙醇。用丙三醇、氯化氢进行氯代反应有大量水生成,水吸收氯化氢得到盐酸。在合成环氧丙醇过程中,需要用碱去中和不断产生的盐酸,反应结束后还要经过除盐、减压蒸馏等操作[8],以得到环氧丙醇。

王石发等[9]将3-氯-1,2-丙二醇与氢氧化钠水溶液在室温下搅拌反应。反应结束后,反应液用10%的HCl中和过量氢氧化钠,用旋转蒸发仪除去水,将析出的NaCl过滤除去,再经减压分馏,得到环氧丙醇产物,收率为85%~86%,纯度为96.8%。韩国尔艾斯特公司以二氯甲烷为溶剂,用磷酸三钾(K3PO4)代替氢氧化钠或碳酸盐与3-氯-1,2-丙二醇反应,在搅拌下回流3 h,将所得溶液除盐、减压蒸馏得到了环氧丙醇,收率在80%以上[10]。

2.3.2 丙三醇的盐酸氯代制取3-氯-1,2-丙二醇

考虑到操作方便及安全,人们研究了丙三醇与盐酸液相直接进行氯代反应,以制取中间体3-氯-1,2-丙二醇。李迪等[11]采用丙三醇为原料,用乙酸作催化剂,通过与盐酸氯代反应,先制备出3-氯-1,2-丙二醇中间体,过量的盐酸经处理成浓盐酸再次循环使用;再将中间体与氢氧化钠进行闭环反应,反应温度接近室温,可以有效抑制副反应发生,反应产物经蒸馏得到环氧丙醇,其收率最高可达56.1%。

将丙三醇与氯化氢气体、丙三醇与盐酸水溶液这两条制备一氯丙二醇的工艺路线进行对比,结果表明氯化氢气体路线比盐酸水溶液路线好,具有反应时间短、催化剂用量少、能耗低、原料消耗省以及所需反应器容积小等优点。因此,工业上选用丙三醇与氯化氢气体反应这条工艺路线来制备一氯丙二醇。

丙三醇一氯代反应法中,3-氯-1,2-丙二醇脱氯化氢所用的碱性化合物为氢氧化钠水溶液,会把水引入反应体系。同时,氯代、脱氯化氢反应都伴有水的不断生成,使氢氧化钠浓度降低,对收率不利。氯代、脱氯化氢过程中会产生大量盐酸,污染环境,处理成本高,不符合绿色化学和环境保护的要求。

2.3.3 环氧氯丙烷水解制取3-氯-1,2-丙二醇

根据反应原理知,由环氧氯丙烷可以制备环氧丙醇。在酸性催化剂的作用下,环氧氯丙烷水解得到3-氯-1,2-丙二醇,然后通过3-氯-1,2-丙二醇在氢氧化钠水溶液进行中和、闭环反应得到环氧丙醇。经过盐酸酸化、过滤、除盐、减压蒸馏等工艺过程得到纯度更高的环氧丙醇[12]。

张翔[13]采用硅胶负载硫酸作催化剂,用丙酮水溶液作溶剂,使硅胶负载硫酸在丙酮溶液中充分溶解,环氧氯丙烷在回流状态下进行水解反应,将水解反应得到的产物加入乙醚,然后乙醚的混合溶液用无水硫酸钠干燥,经蒸馏得到中间产物3-氯-1,2-丙二醇,收率在92%~98%;再将3-氯-1,2-丙二醇加入异丙醇中,在0 ℃冰盐水浴下,用氢氧化钠水溶液进行脱氯化氢、闭环反应。最后,选择溴百里酚为指示剂,加入适量的盐酸进行酸碱中和反应,以中和过量的氢氧化钠。通过颜色变化(由蓝变成黄色)判断反应的终点产生。然后进行抽滤,除去多余的盐。经过减压蒸馏可以得到环氧丙醇,收率为96%。

2.4 碳酸丙三醇酯法

在研究碳酸丙三醇酯的合成时发现,在生成碳酸丙三醇酯的同时有环氧丙醇产生。其中,CLIMENT等[14]用水滑石作催化剂,在碳酸乙烯酯与丙三醇进行酯交换反应合成丙三醇碳酸酯时,环氧丙醇的收率为7%;OCHOA-GMEZ等[15]利用三乙胺催化碳酸二甲酯和丙三醇酯交换反应合成丙三醇碳酸酯时,也发现有环氧丙醇生成,环氧丙醇的收率为6%~10%。

进一步研究发现,将碳酸丙三醇酯加热分解出二氧化碳,能够得到环氧丙醇。现在认为,丙三醇碳酸酯在减压、高温的条件下,可以得到环氧丙醇[16],该方法需要先将丙三醇与有机碳酸酯反应生成碳酸丙三醇酯,再通过高温脱去二氧化碳,经两步反应生成环氧丙醇。碳酸丙三醇酯法制备环氧丙醇时,虽然反应温度较高,高温容易造成环氧丙醇的聚合,且CO2的排放也使温室效应加重,但反应原料丙三醇廉价易得,反应易操作控制,产率较高。

丙三醇可以与多种物质反应合成丙三醇碳酸酯,可以分为光气法、羰化法、酯交换法、氨酯法等,通常采用酯交换法。由于丙三醇与有机碳酸酯交换反应所用的原料不同,其主要方法有:

1) 丙三醇与尿素的反应

以丙三醇、尿素为起始原料,首先合成出碳酸乙烯酯,其次碳酸乙烯酯与丙三醇反应生成碳酸丙三醇酯,再通过碳酸丙三醇酯的减压下高温反应得到环氧丙醇。

采用硫酸锌作催化剂,丙三醇与尿素减压反应合成碳酸丙三醇酯,反应温度为120 ℃。产物经丙酮萃取提纯,碳酸丙三醇酯收率为94.4%;碳酸丙三醇酯在磷酸钠作用下脱掉1分子二氧化碳得到环氧丙醇。经旋转蒸发提纯,环氧丙醇收率可达83.8%。

2) 丙三醇和碳酸乙烯酯的酯交换反应

环氧乙烷与二氧化碳反应能够制取碳酸乙烯酯。丙三醇与碳酸乙烯酯进行交换反应,可以得到碳酸丙三醇酯和乙二醇,进而碳酸丙三醇酯可制取环氧丙醇[17]。

3) 丙三醇与碳酸二甲酯的酯交换反应

丙三醇与碳酸二甲酯的交换反应合成丙三醇碳酸酯的研究较多。碳酸二甲酯作为羰基化试剂与丙三醇发生酯交换反应生成丙三醇碳酸酯的过程条件温和、催化剂选择范围广,常见的碱性催化剂都可以催化此反应[18]。

2005年,MICHELE等[19]利用碳酸钾催化碳酸二甲酯与丙三醇的反应,在70 ℃时丙三醇碳酸酯的收率达到97%。该工艺方法具有收率高和选择性高的优点。白荣献等[20]用丙三醇和碳酸二甲酯催化一步法合成环氧丙醇。使用的催化剂具有M(AlO)x结构的偏铝酸盐,其中M是Na, K等,其对碳酸二甲酯和丙三醇合成环氧丙醇的反应具有很高的催化活性。此方法具有反应流程短、反应条件温和及收率高等优点,符合绿色化学要求。因此,以丙三醇为起始原料合成环氧丙醇是一条可行路线。福格尔等[21]以离子液体为催化剂,首次由丙三醇和碳酸二甲酯一步反应得到环氧丙醇。然而,它们采用的离子液体催化剂价格较高,且易溶于反应体系。由于此反应过程中除了生成环氧丙醇外,还将难以避免生成高沸点的副产物,导致均相的离子液体催化剂很难与产物分离,分离能耗较高。

与现有丙烯醇环氧化法、丙三醇一氯代法相比较,碳酸二甲酯法具有如下优点:反应条件温和、工艺流程短,环氧丙醇的生产成本低以及所用原料及催化剂均无毒;催化剂具有很高的催化活性;催化剂易于分离、回收;催化剂容易再生,稳定性好。该方法所用原料及催化剂均满足绿色环保要求,同时克服了现有均相催化剂存在的分离和回收困难、影响产品质量、污染环境、腐蚀设备等不足。

4) 丙三醇与碳酸二甲酯、甲醇的酯交换反应

丙三醇与碳酸二甲酯进行酯交换制取碳酸丙三醇酯时,将副产甲醇;碳酸丙三醇酯分解制取环氧丙醇时将产生二氧化碳。一定条件下,二氧化碳与甲醇反应可以得到碳酸二甲酯。

郑丽萍等[22]研究发现,反应前,在碳酸二甲酯中加入适量甲醇将有助于获得高收率环氧丙醇。在反应釜中,先加入碳酸二甲酯与甲醇的混合液,然后加入碳酸盐类催化剂、丙三醇,控制丙三醇在反应液中的浓度为0.5~3.0 mol/L。将上述混合好的反应液在搅拌条件下升温反应。反应结束后,反应液过滤除去催化剂,然后将反应混合液蒸馏,收取160~161 ℃区间的馏分,即得到产品环氧丙醇。反应液蒸馏过程中,100 ℃以前的馏分系混合溶剂,可以重复使用。沸点高于180 ℃的残余馏分系未反应的原料,也可以重复使用。

与丙三醇与碳酸二甲酯的酯交换反应法相比较,丙三醇在甲醇中与碳酸二甲酯进行酯交换反应,反应更容易、收率更高,该法具有原料价廉、催化剂易得且可循化、零排放、过程绿色等优点。同时,反应易于操作控制,产品的收率和纯度都高,工艺运行成本低,为工业化生产提供了新的思路。

2.5 环氧丙醇酯水解法

在自然界中存在手性环氧丙醇正丁酸酯。JOSE等[23]以环氧丙醇正丁酸酯为原料,用从猪胰岛素酶中提取且固定在凝胶上的酶作催化剂。在酶催化剂的作用下,环氧丙醇正丁酸酯水解得到旋光性的环氧丙醇和正丁酸。经分离、纯化得到具有光学活性的环氧丙醇,光学纯度达到99%。

2.6 甘露醇法

为了获得用于旋光性丙三醇衍生物、氨基丙醇类药物等有机合成和药物合成的重要试剂,戴华成等[24]用廉价、易得的D-甘露醇为原料,通过缩酮保护、氧化断链、还原、磺酰化、水解、环化等6步反应制得光学纯环氧丙醇。

3 环氧丙醇的应用

环氧丙醇是一种重要的新型精细化工原料和有机合成中间体,主要用作环氧树脂稀释剂、塑料和纤维改性剂、卤代烃类的稳定剂、表面活性剂、食品保藏剂、杀菌剂、制冷系统干燥剂和芳烃萃取剂等,其衍生物是树脂、塑料、纺织、医药、农药、化妆品、食品、助剂等的工业原料。

3.1 用于制备环氧树脂

分子中含有环氧基团的有机高分子化合物称为环氧树脂,其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于环氧丙醇分子结构中含有活泼的环氧基团,其环氧基团可与多种类型的固化剂发生交联反应形成具有三维网状结构的高聚物。环氧树脂广泛用于制备涂料、黏合剂、油墨等。

3.2 用于制备聚合丙三醇

由于环氧丙醇分子中的环氧基张力很大,化学性质非常活泼,在酸性催化作用下,容易与亲核试剂发生开环反应。环氧丙醇能与丙三醇发生开环反应,其开环反应是一种特殊的亲核取代反应,其产物称为聚丙三醇。聚丙三醇的分子结构实际上为多个丙三醇分子间的羟基经脱水后生成的多羟基聚醚,是一种多元醇型的非离子表面活性剂,可直接用作保湿剂、增稠剂。聚丙三醇中的低聚丙三醇应用最为广泛,可用于合成食品添加剂、表面活性剂、乳化剂、消泡剂等,广泛使用在食品、化妆品、医药、日用化工等领域。

聚合丙三醇具有醇类的所有性质,可继续与环氧化合物、脂肪酸反应生成环氧加成物、脂肪酸的聚丙三醇酯衍生物。聚合丙三醇的环氧乙烷、环氧丙烷加成物在化妆品中能用作乳化剂、分散剂,可代替增溶剂和珠光剂;聚合丙三醇的单硬脂酸酯是性能优良的油溶性乳化剂,可用于医药、食品、化妆品和地板蜡等方面。聚合丙三醇脂肪酸酯不存在毒性问题,也没有副作用,是安全性很高的食品添加剂,在食品、饮料、化妆品和医药等行业有广泛的应用。

3.3 用于制备交联剂

超支化聚合物具有独特的分子结构和化学性质,已成为近年来高分子材料的研究热点。与传统的线性聚合物相比,超支化聚合物具有大量的末端官能团、良好的溶解性、较低的熔体黏度等特点。董旭[25]根据环氧丙醇带有环氧基、羟基的结构特点,用环氧丙醇引发环氧丙烷开环聚合,通过调节环氧丙醇与环氧丙烷的比例合成出不同分子量的端羟基聚醚多元醇。以端羟基超支化聚醚多元醇为交联剂合成硬质聚氨酯泡沫塑料,超支化聚醚多元醇的引入有效地提高了聚氨酯泡沫塑料的耐热性。

3.4 用于制备胶黏剂

杜庆丽等[26]以环氧丙醇与不同分子质量的端异氰酸酯聚氨酯预聚物反应,制备出一系列端环氧基聚氨酯主胶。其胶黏剂表干时间短,初黏性、剥离强度好,优于醇溶胶黏剂。

3.5 用于制备1,3-丙二醇

1,3-丙二醇是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维的原料,其纤维有较好的弹性回复性、抗皱性、耐磨性、耐污性、抗日光性,明显好于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维。1,3-丙二醇不易合成。孙全等[27]把环氧丙醇用甲醇配成一定浓度的甲醇溶液,采用Co-MgO/硅胶作为催化剂,在温度为100~150 ℃、压力为2.0~2.5 MPa下,通入氢气进行加氢反应。将所得反应混合液减压蒸馏,得到无色黏稠的1,3-丙二醇液体。

3.6 用于制备单脂肪酸丙三醇酯

环氧丙醇分子中含有活泼的羟基,易与脂肪酸发生酯化反应生成肪酸丙三醇酯。单脂肪酸丙三醇酯是一种性能优异、高效的乳化剂和表面活性剂,完全无毒无害,在食品行业中无限制应用。随食品工业的发展,丙三醇单硬脂酸酯的需求量越来越大,它是我国批准使用的十种食品乳化剂中用量最大的乳化剂,占食品用乳化剂量的90%以上。

单脂肪酸丙三醇酯具有分散、乳化、稳定、消泡、抗老化及控制脂肪凝聚等作用[28],主要作为乳化剂和稳定剂,在化妆品、纤维整饰以及黄油、人造奶油、起酥油、蚝油、花生酱等油脂中广泛应用,还可用于聚乙烯聚丙烯、泡沫聚苯乙烯等的抗静电剂。在日用化学品中,主要作为乳化剂,用于护肤剂、润肤剂、皮肤调理剂等美容、美发用化妆品、剃须用品、家用洗涤剂中。在化工助剂中,可作润滑剂、增塑剂、抗静电剂,用于金属切削液、纺织纤维上油剂中。国内,含量90%及以上的单脂肪酸丙三醇酯需求量在快速增加。

3.7 用于制备(甲基)丙烯酸环氧丙醇酯

通过直接酯化法或酯交换法可以制取丙烯酸环氧丙醇酯和甲基丙烯酸环氧丙醇酯。早在20世纪80年代,美国专利就报道了用甲基丙烯酸钾、硬脂酸钙等作为催化剂,由环氧丙醇和甲基丙烯酸甲酯进行酯交换反应合成甲基丙烯酸环氧丙醇酯,得到纯度在97%~98%、收率维持在90%的甲基丙烯酸环氧丙醇酯[29]。

由于(甲基)丙烯酸环氧丙醇酯分子内既含有碳碳双键、又含有环氧基团,都具有很强的活性,可作为均聚、共聚单体,可进行自由基型和离子型反应,可用作塑料、涂料、胶黏剂等改性剂。(甲基)丙烯酸环氧丙醇酯的均聚物、共聚物在化纤、涂料、黏合剂、皮革、造纸、印染等方面有着广泛的应用。

3.8 用于制备阻燃剂

以环氧丙醇和三氯氧磷为原料,甲苯为溶剂,在以三乙胺为缚酸剂的低温条件下,采用直接酯化法制备出磷酸三环氧丙醇酯[22]。所得产物为无色透明液体,其环氧值(100 g)在1.0 mol以上、水分在0.064%以下,满足应用性能指标要求。磷酸三环氧丙醇酯是一种性能优良的塑料阻燃剂。

3.9 用于制备医药品

环氧丙醇具有简单的丙三醇骨架和特殊的双官能团结构,作为医药的有机合成中间体应用前景广阔,可以用来合成一系列治疗心血管疾病的阻断剂、治疗艾滋病的HIV蛋白酶抑制剂、抗病毒药物及许多内酯和丙三醇磷脂[30]。

4 结语

由天然油脂以及食用过的油脂制取生物柴油的量越来越大,副产丙三醇的量也越来越多,丙三醇已出现过剩现象。丙三醇是可再生的有机多元醇,无毒无害、价廉易得,现需要大力开发和利用丙三醇,提高丙三醇及其衍生物的附加价值,研究用丙三醇替代精细石油化工产品,使丙三醇得到高质量、高效益、规模化应用。

虽然环氧丙醇分子简单,但分子结构中具有特殊的高活性基团,是一种非常有应用价值的有机合成中间体和精细化工原料。由丙三醇可以制取环氧丙醇,完全可以替代丙烯醇、丙烯醛等精细石油化工产品。目前,需要深入研究由丙三醇为基本原料制取环氧丙醇的高效率、高选择性催化剂和绿色合成工艺方法,应重点研究由丙三醇与碳酸二甲酯合成碳酸丙三醇酯及其合成环氧丙醇的工艺路线。

由于环氧丙醇不宜运输和长时间贮存,所以应开发用量大、具有相关产业链的环氧丙醇下游产品。加大由环氧丙醇合成(甲基)丙烯酸环氧丙醇酯、单脂肪酸丙三醇酯、环氧树脂、聚丙三醇等衍生产品及其应用的研究力度,着力研究由环氧丙醇合成表面活性剂、树脂、塑料、弹性体、油漆、染料等中间体及其衍生物在化学工业中的应用。

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