由甘油合成1，3-丙二醇的研究

论文摘要

1,3-丙二醇（1,3-propanediol简称1,3-PDO）是一种重要的化工原料,广泛应用于聚合材料,生物医药,日用化学品等领域。在未来—段时间1,3-PDO极具市场前景。现阶段环氧丙烯醛水解法、乙烷羰基化法已实现工业化。但该两种方法原料均来源于石油,随着石油资源的不断枯竭,寻找生产1,3-PDO的非石油路线具有重要意义。生物柴油技术的推广将副产大量廉价的甘油,使其成为生产1,3-PDO的理想再生原料。本文以甘油为原料对两种合成方法进行了探讨,并分别对其合成条件进行了优化。通过FT-IR,1HNMR对目标产物进行结构表征。优化条件分别入下：方法一：甘油经氯取,环化,加氢开环合成1,3-PDO。氯代反应：温度90℃,乙醚作反应溶剂,反应3.5 h,产率为89.6%；环化反应：温度0℃,氢氧化钠浓度40%,二氯甲烷作反应溶剂,反应1.5 h,产率达85.5%；红铝加氢开环产率为84.7%,Pt-醋酸催化常压加氢,产率为40.6%。从产率考虑,总产率为64.8%,从成本考虑,总产率31.1%。方法二：甘油经二氯取代,氧化,克莱门森还原,水解合成1,3-PDO。二氯取代：温度130℃,甲苯作反应溶剂,反应4h,产率为87.3%；氧化反应：n（1,3-二氯-2-丙醇）：n（重铬酸钠）=1.8：1,温度23-27℃,反应5 h,产率为80.7%；克莱门森还原：n（锌）：n（1,3-二氯丙酮）=1.2：1,温度95℃,乙醚作反应溶剂,反应6h,产率为77.8%；水解反应：用碘代水解法产率为84.5%。经条件优化后,总产率为46.3%。该两条路线的原料廉价且为可再生,中间产物稳定易提纯,反应条件温和,操作简单,产率均高于40%,给工业化生产提供了实践基础及技术指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 1,3-丙二醇的结构及性质
• 1.3 1,3-丙二醇的用途
• 1.4 1,3-丙二醇主要合成方法
• 1.4.1 化学合成法
• 1.4.2 微生物发酵法
• 1.5 1,3-丙二醇市场分析与生产方法比较
• 1.6 本论文研究意义及内容
• 第二章 甘油经氯代,环化,加氢开环合成1,3-丙二醇的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器及试剂
• 2.2.2 甘油合成一氯丙二醇
• 2.2.3 一氯丙二醇合成环氧丙醇
• 2.2.4 环氧丙醇合成1,3-丙二醇
• 2.3 产物的结构表征
• 2.3.1 一氯丙二醇的结构表征
• 2.3.2 环氧丙醇的结构表征
• 2.3.3 1,3-丙二醇的结构表征
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 氯代反应结果及讨论
• 2.4.2 环化反应结果及讨论
• 2.4.3 加氢开环反应结果及讨论
• 2.5 本章小结
• 第三章 甘油经氯代,氧化,克莱门森还原及水解合成1,3-丙二醇的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器及试剂
• 3.2.2 甘油二氯取代合成1,3-二氯-2-丙醇
• 3.2.3 1,3-二氯-2-丙醇合成1,3二氯丙酮
• 3.2.4 1,3-二氯丙酮合成1,3-二氯丙烷
• 3.2.5 1,3-二氯丙烷合成1,3-丙二醇
• 3.3 产物结构表征
• 3.3.1 1,3-二氯-2-丙醇的结构表征
• 3.3.2 1,3-二氯丙酮的结构表征
• 3.3.3 1,3-二氯丙烷的结构表征
• 3.3.4 1,3-丙二醇的结构表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 氯代反应结果及讨论
• 3.4.2 氧化反应结果与讨论
• 3.4.3 克莱门森还原结果讨论
• 3.4.4 水解反应结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果