丙酮缩甘油合成

丙酮缩甘油的合成
李宁，山东豪迈化工技术有限公司
概述
丙酮缩甘油，又名1，2-异亚丙基甘油，无色透明液体，是重要的有机溶剂、
增塑剂及合成类脂等重要的中间体［1］，可用于抗高血压药普萘洛尔、镇咳药左旋
羟苯哌嗪、药物载体二烷基聚氧乙烯甘油醚等的合成，也可用作多羟基保护基合
成高纯度的单甘脂［1-3］。

丙酮缩甘油的合成主要是以丙酮和甘油为原料，催化剂
为H 2SO 4、HCl 等液体强酸，但存在反应时间长、后期处理繁琐、腐蚀设备、污染
环境等弊端［2-3］。

为克服传统强酸催化剂催化合成丙酮缩甘油的不足，目前已有
很多固体酸［4］、强酸性阳离子交换树脂［5］、杂多酸［6］等催化合成丙酮缩甘油的
研究。

本文以丙酮和甘油为原料，用阳离子交换树脂催化合成丙酮缩甘油，在外部以干燥剂干燥，期望除去反应产生的水，使平衡反应向生成丙酮缩甘油方向移动，期望提高丙酮缩甘油的产率。

一、实验部分
1.1试剂与仪器
分析纯的丙酮和甘油，阳离子交换树脂。

集热式恒温加热磁力搅拌器；循环水式真空泵；气相色谱仪；旋转蒸发仪。

1.2干燥剂选择实验
自制无水硫酸钙：将分析纯的硫酸钙平铺在烧杯底部，置于200℃的鼓风式干燥箱中，干燥2h 取出，转入广口瓶保存待用。

分别称量一定重量的无水硫酸钠，无水硫酸钙，变色硅胶加入锥形瓶中，然后分别加入40ml 丙酮，过夜后倒出丙酮称重。

分别称量一定重量的碳酸钾，无水硫酸钠，无水硫酸钙，变色硅胶加入锥形瓶中，然后分别加入40ml 甘油，过夜后倒出丙酮称重。

通过实验结果可以看出，四种干燥剂基本都不吸收丙酮和甘油，但是硅胶有一定程度的掉色，考虑到反应中有酸性阳离子交换树脂，反应液会显酸性，因此，选择无水硫酸钠和无水硫酸钙两种干燥剂。

1.3丙酮缩甘油制备实验编号/干燥剂
加入丙酮前的重量加入丙酮后的重量剩余重量Na 2SO 4
45.1746.32 1.15CaSO 4
39.6943.42 3.73变色硅胶
41.2542.92 1.67实验编号/干燥剂
加入甘油前的重量加入甘油后的重量剩余重量Na 2SO 4
46.6450.35 3.71CaSO 4
47.9952.59 4.6变色硅胶41.4146.23 4.82
将一定比例的丙酮、甘油、环己烷，加入250ml三口烧瓶中，加入催化剂阳离子交换树脂，安装磁力搅拌装置，恒压滴液漏斗，冷凝回流装置，开启搅拌，
加热至物料回流，带水剂环己烷从体系中不断带出反应生成的水。

反应两小时后，停止反应。

加入适量Na
2
CO
3
，搅拌，中和催化剂，趁热过滤。

滤液进行减压蒸馏，收集146℃/0.092MPa馏分，即为丙酮缩甘油，为无色透明液体。

OH
OH
OH
+
O
催化剂
O
O
OH
+H2O
二、实验结果与讨论
干燥剂转化率
无28.68%
无水硫酸钠30.64%
无水硫酸钙35.8%
通过与空白实验对比可以看出：
1、在有干燥剂存在的情况下，丙酮缩甘油产率明显提升；
2、使用无水硫酸钙做干燥剂时效果好于无水硫酸钠。

三、产物气象色谱数据分析
图一
图二
图三
图一为丙酮缩甘油样品的气相色谱图，其中保留时间为1min的峰为溶剂乙醇峰，2.8min开始的峰为丙酮缩甘油峰；图二为实验所得产物气相色谱图，保留时间为1min的峰为溶剂乙醇峰，2.8min开始的峰应为丙酮缩甘油的峰，通过对比图一及图二，可以确定图二中的产物为丙酮缩甘油；图三为反应产物旋转蒸发后残留液体的气相色谱图，保留时间为1min的峰为溶剂乙醇峰，2.9min开始的峰为残存的丙酮缩甘油的峰，5min左右开始的峰为甘油峰，可见仍有相当数量的产物没有被分离，旋转蒸发仪分离效率不够高。

四、结论
本实验设计了外部除水的半连续式反应器，主要做了两个实验，1、筛选了两种干燥剂，无水硫酸钙和无水硫酸钠。

2、做了丙酮缩甘油合成实验，得到如下结论：
1、丙酮缩甘油实验加干燥剂除水对提高产率有一定的效果。

2、外部除水效果好于原位除水。

3、通过实验初步证明外部除水的半连续式反应设备有可行性，但仍需要实验来
进一步的验证。

参考文献
［1］冯地旺，曾国蓉．高分子载体试PSSF催化合成1，2-异丙叉甘油的研究［J］．化学研究与应用，1989，2(2):83-84．
［2］翟凤英，尹红娜．丙酮缩甘油的合研究［J］．河南科技，2011，29(3):280-282．［3］李晓燕，肖国民，魏瑞平等．AlCl3改性阳离子交换树脂催化合成异丙叉甘油［J］．过程工程学报，2008，8(2):263-266．
［4］梁学正，高珊，于心玉等．三氯化铝催化合成甘油类缩醛(酮)的研究［J］．精细与专用化学品，2006，14(12):15-17．
［5］Mark A H，Qun S．Solid acid catalysis using ion-exchange resigns ［J］．Appl Catal A:Gen，2001，221:45-62．
［6］杨水金，余协卿．TiSiW12O40/TiO2催化合成苹果酯［J］．分子催化，2003 12(1):61-64．。