甘油:化学物质-中文百科频道

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。

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，所得甘油俗称天然甘油；以丙烯为原料的合成法，所得甘油俗称合成甘油。

天然甘油的生产

1984年以前，甘油全部从动植物脂制皂的副产物中回收。直到目前，天然油脂仍为生产甘油的主要原料，基中约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盐（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。这一过程在一些书刊中有详细介绍。

合成甘油的生产

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。

（1）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。环氧氯丙烷水解制甘油是在150℃、1.37MPa二氧化碳压力下，在10%氢氧化和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。

（2）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为丙醇。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志甘油产量的80%。我国天然甘油占总产量90%以上。

（3）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。控制滴加速度，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。

理化性质

化学性质

甘油具有甜味，这与它的分子结构有关系，在化学上，由一个氢原子与一个氧原子手拉着手结成的基团——OH，叫做羟基。一般来说，单糖（如葡萄糖和果糖等）和双糖（如蔗糖和麦芽糖等）里所含的羟基越多，它就越甜。甘油跟单糖分子相象，在它的分子里含有三个羟基，所以也带有甜味。

甘油主要由心、肝、骨骼肌等组织摄取利用，在细胞内经甘油激酶（glycerokinase）的作用，生成α-磷酸甘油（3-磷酸甘油），后者在α-磷酸甘油脱氢酶的催化下生成磷酸二羟丙酮，磷酸二羟丙酮可循糖代谢途径氧化分解释放能量，1分子甘油彻底氧化可净生成17.5~19.5分子ATP。也可以在肝脏循糖异生途径转变为糖原和葡萄糖。

具有醇类的通性，例如可以与金属钠发生反应产生氢气，还可以发生酯化反应、成醚反应等。氧化时生成甘油醛、甘油酸等。还原时生成丙二醇。与硫酸等共热，生成丙烯醛。并能起硝化和乙酰化等作用。

新制Cu(OH)2遇丙三醇显绛蓝色，该反应的实质是Cu 与两个-OH螯合配位化合，形成的配合物显绛蓝色。

制备方法

丙三醇是制皂工业的副产品，也可由石油热解气体中的丙烯合成。

早期丙三醇是由动植物脂肪和油制肥皂时的副产品，之后以丙烯和糖以工业合成的方式生产丙三醇，常见制造生质柴油的方法也会产生甘油这副产品。

消防措施

危险特性：遇明火、高热可燃。

有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。用水喷射逸出液体，使其稀释成不燃性混合物，并用雾状水保护消防人员。灭火剂：水、雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

操作事项

密闭操作，注意通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

作用用途

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。可与水以任何比例溶解，低浓度丙三醇溶液可做润滑油对皮肤进行滋润（开塞露）。

工业用途

1、用作制造硝化甘油、醇酸树脂和环氧树脂。丙三醇键线式

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。

甘油食用

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%

生物精化

甘油比例模型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

野外用途

在野外，甘油不仅可以作为供能物质，满足人体需要。还可以作为引火剂，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

在稳定血糖和胰岛素方面的作用

《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。可以说，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。

甘油可作为一种能量酸

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。

甘油的副作用

需要指出的是，由于甘油的保水作用，它可以增加血容量，以致引起头晕、恶心等症状。这些症状在妊娠、高血压、糖尿病、肾病等血容量或血压本身就比较高的情况下，就更加明显。因此，当患上述疾病或处在妊娠这样一个特殊生理时期时，请避免服用甘油。建议你在尝试任何一种新的补剂或药品前，先对自己的身体状况做一个全面评价，以免后患。

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

Ganyou

Glycerol

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%（g/ml）乙二醇溶液5ml，摇匀，暗处放置20分钟，加酚酞指示液0.5ml，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。

[增订]

【检查】二甘醇、乙二醇和其他杂质照气相色谱法（附录V E）测定。

色谱条件与系统适用性试验用氰丙基苯基二甲基聚硅氧烷为固定液（或极性相近的固定液）的毛细管柱为色谱柱（30m×0.53mm×3μm）程序升温，于100℃维持4分钟，以50℃每分钟升温至120℃，维持10分钟，再以50℃每分钟升温至220℃，维持6分钟；氢火焰离子化检测器，检测器温度为250℃；进样口温度为200℃；载气为氮气，流速为每分钟4.5ml，分流比为10：1。对照品溶液重复进样所得二甘醇和乙二醇峰面积与内标峰面积比值的相对标准偏差均不得大于5%，系统适用性溶液中各成分峰间的分离度应符合要求。

系统适用性试验溶液的制备取二甘醇、乙二醇、正己醇和甘油适量，精密称定，用甲醇溶解并稀释制成每1ml中含有甘油400mg、二甘醇、乙二醇、正己醇0.1mg的溶液，即得。

内标溶液的配制取正己醇适量，加甲醇制成每1ml中约含0.5mg的溶液，即得。

对照品溶液的制备分取二甘醇、乙二醇适量，精密称定，用甲醇溶解并稀释制成每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，精密加入内标溶液5ml，用甲醇稀释至刻度，作为对照品溶液。

供试品溶液的制备取本品约10g,精密称定置25ml量瓶中，精密加入内标溶液5ml，用甲醇溶解并稀释至刻度，作为供试品溶液。

测定法分别精密量取供试品溶液、对照品溶液和系统适用性溶液各1μl注入气相色谱仪，记录色谱图，按内标法以峰面积计算，供试品含二甘醇与乙二醇均不得过0.025%；如有其他杂质，扣除内标峰按归一化法计算，单个未知杂质不得过0.1%；杂质总量（包含二甘醇、乙二醇）不得过1.0%。

衍生物

甘油是脂肪醇，具有脂肪醇的化学活性；同时又是多元醇，是最简单的三元醇，因此，甘油的化学性质除了脂肪醇的通性外，还有多元醇的性质。具体说甘油可发生的化学反应有：与无机酸、羧酸、酸酐、酰氯等反应生成盐或酯；与醇生成醚；与环氧乙烷环氧丙烷发生加成反应生成聚醚；与碱金属单质或碱金属氢化物发生醇凎反应生成盐；与多元脂肪族羧酸或多元芳香酸发生分子间缩合反应生成聚酯。