乙醇酸的合成方法与应用介绍

研究背景

乙醇酸是最简单的羟基酸，1848年通过用亚硝酸处理甘氨酸首次得到，到1851年被确认。乙醇酸在自然界广泛存在，如甘蔗、甜菜及未成熟的葡萄汁等中都含有少量的乙醇酸，但其含量较低，而且与其他有机酸共存，难以分离回收。

乙醇酸又名羟基乙酸，甘醇酸等，是一种化学式为C₂H₄O₃，分子量为76.05有机化合物，无色易潮解的晶体。关于该物质，它溶于水，溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯等有机溶剂，微溶于乙醚，不溶于烃类，是几乎不挥发的有机合成物。因为乙醇酸分子结构中含有一个羧基和一个羟基，故具有羧酸和醇的双重性质。作为酸，它可以生成盐、酯、酰胺等；作为醇，它能与其他有机酸生成酯，本身亦能酯化生成乙交酯，也能生成醚或缩醛兼有醇与酸的双重性，加热至沸点时分解。

合成方法

乙二醇选择性氧化法

Pt -Bi/Al₂O₃催化剂于343K及300kPa氧气分压等条件下，在含Pt20 %的Pt -Bi/Al₂O₃催化剂体系中，乙醇酸的收率可达到 93.60%[1]。

生物催化法

以羟基乙腈为起始原料，通过发酵培养乳酪短杆菌(Brevibacterium casei)CGMCC No.0887而得到的具有腈水解活性的微生物酶为催化剂，在一定条件下水解反应，得到产物乙醇酸。本方法具有反应条件温和，工艺路线简单，无污染，可连续工业化生产的显著特点[2]。

用途

乙醇酸是一种应用广泛、缺口较大的化工基本原料之一。它可用作清洗剂、粘接剂、生物降解聚合单体、染色剂和螯合剂等[3]。

例如，将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上可以制造出一种组织相容 性好，不需抗凝，具有修复能力，且支持患者终生的理想心脏瓣膜。具体方法是以胶原膜和聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)在皮下包埋和种植细胞生长做对照实验。结 果，胶原膜皮下包埋8周仍保持膜状结构，8～12周完全降解，且生物相容性优于聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)。也就是说，胶原膜适于组织工程心脏瓣膜支架材 料的应用[4]。

参考文献

[1]徐建昌,崔跃飞.乙二醇选择性氧化制备乙醇酸催化剂体系的研究[J].化工进展, 2003, 22(11):3.DOI:10.3321/j.issn:1000-6613.2003.11.012.

[2]薛建萍,罗积杏,李还宝,等.生物催化生产羟基乙酸:CN200410068140.9[P].CN1772912.DOI:CN1772912 B.

[3]杨艳平,张毅安.水解法合成羟基乙酸[J].陕西化工, 1994.DOI:CNKI:SUN:SXHG.0.1994-01-011.

[4]周栋,汪钢,赵东锷,等.胶原膜、聚乙醇酸/聚乳酸共聚物在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用[J].中国组织工程研究, 2002, 6(012):1751-1752.DOI:10.3321/j.issn:1673-8225.2002.12.017.