1-乙氧基-2-丙醇的应用

背景及概述^[1][2]

丙二醇醚类化合物主要包括丙二醇甲醚（PM）、丙二醇乙醚（PE）和丙二醇丁醚PB）等，乙二醇醚和丙二醇醚是重要的精细化工产品，在涂料、油墨、皮革、染料、清洗剂等行业有广泛的用途。由于乙二醇醚对人体有毒害作用，而丙二醇醚是无毒产品，故丙二醇醚正逐步取代乙二醇醚产品。丙二醇醚生产多以三氟化硼（BF3）的乙醚溶液为催化剂，以环氧丙烷和醇（如甲、乙、丁醇）为原料，在反应釜内进行反应，反应之后的溶液再导入蒸馏设备中进行分馏处理，从而得到产品，这种工艺比较陈旧，工艺流程较长。

应用^[1，3]

鉴于丙二醇醚类化合物较低的毒性和其优良的溶剂性能，其研究和开发应用日益广泛。主要应用如下。

1. 清净剂：

清净剂要能湿润和渗透尘土，把它从被清净的表面提出，以便擦去或洗掉；还要能去掉不溶于水的油脂。丙二醇醚包括丙二醇乙醚的羟基可对水溶性尘土起作用，醚基可溶解油脂和不溶于水的尘土，因此它被广泛用作家庭和工业的清净剂。如玻璃清净剂、地毯清净剂、液体皂、金属清洗剂、涂料油墨清净剂、炉具清净剂，轮胎清净剂等。 

2. 溶剂：

丙二醇醚包括丙二醇乙醚作为优良的工业溶剂，广泛应用于涂料、染料、印刷、油墨、液压油、防冻剂、润滑剂以及其它领域。

1）油墨和染料溶剂：丙二醇醚可溶解涂料用的树脂，它也是染料和油墨的卓越溶剂，这是由于它有独特的溶解能力和高渗透力，低蒸发速率和低表面张力。

2）纺织品的印刷油膏和染料的溶剂：很多印刷油膏以醇酸树脂的纤维素衍生物为主体，丙二醇醚用于配方中可控制蒸发率，有助于渗透和染色均匀，增加纺织染料的溶解性，增加色泽。

3）皮革染色溶剂：皮革染色的配方是由染料或颜料、载体(酪蛋白或硝化纤维)以及一种溶剂组成。皮革首先要用载体进行处理，作为保色的基料。若染色是以酪蛋白作基料，被染色的皮革将以一层硝化纤维涂层作为最终保护层，丙二醇醚应用有助于匀色、渗透和控制蒸发率。

4）印刷和书写墨水：丙二醇醚配入印刷和书写墨水中可提高渗透力，丙二醇醚蒸发速率慢，可使染料均匀分布于印刷字母，并防止干了的墨水积聚在印刷压型机上。丙二醇醚也可用于圆珠笔芯油，使笔芯油中的树脂、颜料、染料等自由流动而不会堵塞或干涸。如有研究开发一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨的溶剂，它的组成成分和质量百分比分别为：主溶剂65~85%，分散剂8~22%，表面活性剂6~11%，光稳定剂0.1~2%，各组分之和为100%。

其中主溶剂为1-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物；分散剂为二乙二醇丁醚；表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯；光稳定剂为HS-508。上述玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨的溶剂，其表面张力为28~32mN/m，对氧化铋基无机粉体色料的分散性好，挥发速度快，具有良好的喷绘打印性能，其制备方法简单高效，可控性好，适合工业化大规模生产，并且成本低，在玻璃数码喷绘领域具有广泛的应用前景。

5)化妆品：丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚用于化妆品的配方，可防止其中某一成分从配方中析出，维持低温下化妆品的透明度。丙二醇甲醚也可用作无色指甲油的溶剂或指甲油的去除剂。

6）农用化学品溶剂：农用杀虫剂一般不溶于水，需要加入表面活性剂，丙二醇乙醚与表面活性剂有某些相同的性质，它对表面活性剂有协同作用，有助于溶解杀虫剂，并与水相结合。表面活性剂和杀虫剂常为固体，加入丙二醇甲醚或二丙二醇甲醚可使它们形成液体，易于用水稀释。丙二醇乙醚与杀虫剂混合，可使产品的挥发度降低，减少杀虫剂的挥发损失。此外，丙二醇醚也可用作胶粘带去除剂，涂料、油漆、硅酮涂层和墨水等的去除剂。

3. 有机合成中间体及原料

丙二醇醚是合成有机中间体和精细化工产品的重要原料，主要应用如下：

1)羟醛缩合反应：丙二醇醚都带有羟基基团，在酸性条件下易与醛发生缩合反应：

2)  腈化反应：丙二醇醚类中羟基的活泼氢，它能进行“麦克尔反应”(Michael  Reaction)生。

3）与环氧丙烷反应：丙二醇醚类可进一步与环氧乙烷或环氧丙烷反应而得到更为复杂的的丙二醇醚。

4)酯化反应：丙二醇醚的酯化可获得比丙二醇醚本身还有用的新的系列产品，即丙二醇醚低级脂肪酸酯，如醋酸酯和丙酸酯。它们是很有价值的溶剂，特别适用于涂料工业。丙二醇醚的羟基用酯基来取代可改进与醋酸纤维和硝化纤维的相容性。硬脂酸酯、邻苯二甲酸酯和已二酸酯都是很有代表性的用途广泛的增塑剂，它们的挥发性小，且与合成橡胶纤维醚和纤维酯、聚烯烃树脂有高度的相容性。丙二醇醚的羧酸酯衍生物可通过羧酸与丙二醇醚在强酸存在下进行反应制得。

制备 ^[1]

丙二醇乙醚的合成路线包括威廉逊(Williamson)合成法、缩乙醛法、烷氧基环氧丙烷法及环氧丙烷法等。其中前三种方法由于工艺复杂或成本太高均未实现工业化。环氧丙烷法是目前开发和研制最活跃、也是唯一实现工业化的合成路线。

1. 威廉逊合成法

对于(1-7)式来说，主要产品结构单一，生成的 Na Cl 夹带原料和产品，损失较大。 对于(1-8)来说，除了生成主产物（I）外，还有相当数量的异构产物(II)生成，这是所不希望的，同时也存在夹带物料问题。威廉逊合成法除了存在上述问题之外，工业化也存在不少问题，如加工程序多、设备多、操作人员多、生产周期长，生产效率低等。

2. 缩乙醛路线

催化剂为Co(CO)8－Rh(CHAc2)3或(Co2(CO)8－Ph3Ge H。该方法需用CO和H2，而且催化剂也很昂贵，还需高温、高压，工业化生产难以实现。

3.  乙氧基环氧丙烷路线

该方法的缺点一是原料价格昂贵，二是收率较低不适于工业生产，且不易操作。

4. 环氧丙烷路线

该方法是以环氧丙烷和乙醇为原料合成丙二醇乙醚的方法，原子利用率高且操作危险性低，是一种广泛使用的合成方法，也是世界上唯一工业化的方法，

主要参考资料

[1] 于燕茹. 类水滑石催化合成丙二醇乙醚[D]. 天津大学, 2008.

[2] CN92110430.8 一种丙二醇乙醚生产方法

[3] CN201510551801.1一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨的溶剂