556-52-5 / 環(huán)氧丙醇的用途

背景及概述^[1][2]

環(huán)氧化合物是一類非常重要的有機(jī)化工原料和中間體．這類化合物分子中含有三元氧環(huán)結(jié)構(gòu)，在酸性或堿性催化劑的作用下，其三元氧環(huán)容易開(kāi)環(huán)，可以與水、醇、胺、氨、酚或羧酸等多種親核物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，因此用途廣泛。

其中，環(huán)氧丙醇(又名縮水甘油，縮寫為GLD)由于具有簡(jiǎn)單的甘油骨架和特殊的結(jié)構(gòu)及能團(tuán)，因此，在有機(jī)合成中應(yīng)用前景廣闊，可以用來(lái)合成一系列治療心血管疾病的一阻斷劑(如propranolol和atenolo1)、治療艾滋病的HIV蛋白酶抑制劑、抗病毒藥物及許多內(nèi)酯和甘油磷脂，還可作為某些光電材料和功能高分子材料的重要中間體。

環(huán)氧丙醇為無(wú)色液體，分子量74.08，熔點(diǎn)-53℃，沸點(diǎn)162～163℃(分解)，相對(duì)密度1.115 (20/4℃)，折射率1.4311，閃點(diǎn)71.5℃，能與水、乙醚、甲苯、氯仿、低碳醇等互溶，不溶于脂肪族和脂環(huán)族烴類。能自聚，用作環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑、樹(shù)脂和纖維的改性劑、食品保藏劑、啤酒殺菌劑等。

用途^[2][3][4]

環(huán)氧丙醇(GLY)是一種重要的精細(xì)化工原料，在表面涂料、化學(xué)合成和醫(yī)藥化工等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用舉例如下：

1. 制備一種具有高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯。該方法無(wú)需使用劇毒催化劑甲醇鉀，僅利用石墨烯表面的含氧官能團(tuán)及控制反應(yīng)溫度來(lái)引發(fā)環(huán)氧丙醇在石墨烯表面的開(kāi)環(huán)聚合，再用維生素C作還原劑還原，即可得到具有高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯。本發(fā)明的技術(shù)方案，操作簡(jiǎn)便，綠色無(wú)毒。包括如下步驟：

1)將50～250mg用modifiedHummers方法制備的干燥的氧化石墨粉末與7～25mL純度為96～99％(GC)的環(huán)氧丙醇混合后，超聲分散1～2小時(shí)；

2)將按步驟1)超聲處理后的分散液倒入燒瓶中，加熱并磁力攪拌以引發(fā)環(huán)氧丙醇開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)；將得到的膠體溶液冷卻至室溫，用50～250mL無(wú)水甲醇再分散，超聲10～30min，再加入100～500mL丙酮，靜置，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體，此洗滌過(guò)程重復(fù)3次后，將黑色固體在室溫下真空干燥8～10h，得到黑色粉末；

3)將按步驟2)制備得到的黑色粉末，分散到50～250mL水中，水浴超聲5～10min，在室溫下，將50～250mg還原劑加入到該分散液中，攪拌15～30小時(shí)，將所得產(chǎn)物在去離子水中透析1～3天后，再高速離心1～2h，將沉淀冷凍干燥，得到超支化聚甘油表面改性石墨烯。

2. 制備縮水甘油醚氧基硅烷。該一步法以氯硅烷為原料，克服了傳統(tǒng)多步制備方法存在的成本高、產(chǎn)率低、周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)。合成方法，具體步驟如下：

1)在反應(yīng)容器中加入環(huán)氧丙醇，縛酸劑和溶劑，得到混合溶液；

2)將上述混合溶液冷卻并保溫20～40min，接著向其中加入溶解在溶劑中的二取代基二氯硅烷或單取代基三氯硅烷；加完后，控制溫度為0℃～25℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)8～24h；

3)反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，濾去反應(yīng)生成的固體，收集濾液；

4)用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀抽去濾液中的大部分溶劑，剩余部分中多余的溶劑和過(guò)量的環(huán)氧丙醇于真空烘箱中60-100℃除去；

5)冷卻至室溫，得到縮水甘油醚氧基硅烷產(chǎn)物。

中毒及其處理^[5]

診斷：

1.流淚，咽痛，咳嗽，甚至出現(xiàn)呼吸困難，肺水腫。

2.頭暈、惡心、嘔吐、步態(tài)不穩(wěn)、共濟(jì)失調(diào)。重者可見(jiàn)有煩躁不安，多語(yǔ)、譫妄，甚至昏迷及多臟器損害。

3. 眼部損害，出現(xiàn)結(jié)膜充血、水腫。

4.皮膚接觸性皮炎，甚至出現(xiàn)水皰和深部皮膚組織壞死。

處理：

1.應(yīng)迅速脫離接觸，吸氧，給予糖皮質(zhì)激素，抗生素預(yù)防感染及霧化吸入等對(duì)癥治療。

2. 眼結(jié)膜與皮膚刺激征可對(duì)癥處理。

制備^[1]

利用脂肪酶在有機(jī)介質(zhì)中催化制備過(guò)氧酸，丙烯醇在過(guò)氧酸的作用下發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)生成環(huán)氧丙醇。最適酶源為脂肪酶BSL2，其最適濃度為40g/L；最適羧酸底物為2-苯基乙酸，其最適濃度為2 mo~L；最溶劑為甲苯；最適反應(yīng)溫度為4O℃，在上述反應(yīng)條件下，丙烯醇環(huán)氧化的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到67％．具體步驟如下：將5 mmol丙烯醇與一定量羧酸溶于10 mL有機(jī)溶劑中，加入脂肪酶，攪拌15 min使其混合均勻．在恒溫?cái)嚢柘旅扛?5 min向反應(yīng)液中滴加30微升濃度為30％的過(guò)氧化氫，直至全部加人720 IxL(過(guò)氧化氫不能一次加入過(guò)量，否則會(huì)導(dǎo)致酶失活)．恒溫持續(xù)攪拌16 h．反應(yīng)停止后，過(guò)濾除去脂肪酶，反應(yīng)液經(jīng)水洗以除去多余的過(guò)氧化氫，將合并的有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥．

主要參考資料

[1] 程月明, 王磊, 于大海, 等. 酶法與化學(xué)法聯(lián)合制備環(huán)氧丙醇[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào) (理學(xué)版), 2007, 45(4): 681-685.

[2] 陳曉暉, 范志勇, 權(quán)霞, 等. Ti-MWW 分子篩上烯丙醇環(huán)氧化制環(huán)氧丙醇[J]. 催化學(xué)報(bào), 2006, 27(3): 285-290.

[3] 蔡寧;喻發(fā)全;侯大軍;羅曉剛.一種具有高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯的制備方法.CN201510182224.3，申請(qǐng)日2015-04-17

[4] 謝聰;趙龍.縮水甘油醚氧基硅烷的合成方法.CN201510918452.2，申請(qǐng)日2015-12-10

[5] 實(shí)用中毒急救數(shù)字手冊(cè)