甘油，化学名称为丙三醇，是一种简单的多元醇，在众多领域有着广泛的应用。
化学结构与性质
化学结构
甘油的分子结构中有三个羟基（-OH）连接在一个丙烷骨架上。这种结构使甘油具有很强的亲水性，并且羟基能够参与多种化学反应。
物理性质
- 外观与状态：纯净的甘油是一种无色、无臭、有甜味的粘稠液体。其粘稠度较高，这是因为甘油分子间存在较强的氢键作用，使得分子间的相互吸引力较大。
- 溶解性：甘油具有良好的水溶性，它能够与水以任意比例互溶。这是由于其分子中的羟基可以与水分子形成氢键。同时，甘油也能溶于乙醇等有机溶剂，但在非极性溶剂中的溶解度较低。
- 沸点和熔点：甘油的沸点为 290℃，熔点为 17.8℃。较高的沸点使得甘油在常温下比较稳定，不易挥发；而熔点相对较低，在一般的环境温度下能够保持液态，便于储存和使用。
- 密度：甘油的密度约为 1.26g/cm³，比水的密度大，所以在与水混合时会沉在下层。
化学性质
- 醇的一般性质：作为多元醇，甘油具有醇类的典型化学性质。它可以与酸发生酯化反应，生成酯类化合物。例如，与乙酸反应可以生成甘油三乙酸酯。同时，甘油也可以被氧化，在不同的氧化条件下能够生成多种氧化产物，如甘油醛、甘油酸等。
- 稳定性：在常温常压下，甘油比较稳定。但在高温或有催化剂存在的情况下，甘油可能会发生脱水反应，例如分子间脱水生成聚甘油。
- 与金属反应：甘油可以与一些金属的氢氧化物反应，例如与氢氧化铜反应，生成一种深蓝色的甘油铜配合物。这种反应可以用于检验甘油的存在。
生产方法
油脂水解法
这是工业上生产甘油的主要方法之一。以动植物油脂为原料，通过水解反应将油脂分解为脂肪酸和甘油。水解反应可以在碱性、酸性或酶催化的条件下进行。
在碱性条件下，油脂与氢氧化钠或氢氧化钾反应，生成脂肪酸盐（肥皂）和甘油。反应方程式为：油脂→脂肪酸盐 + 甘油。生成的甘油可以通过蒸馏、浓缩等工艺步骤从反应混合物中分离出来。
合成法
可以通过化学合成的方法生产甘油。例如，从丙烯出发，经过一系列的氧化、水解等反应步骤合成甘油。不过这种方法的成本相对较高，在工业生产中的应用不如油脂水解法广泛。
用途
食品工业
- 甜味剂和保湿剂：甘油是一种甜味剂，它的甜度约为蔗糖的 0.6 - 0.8 倍。在食品中可以作为甜味剂使用，同时它也是一种很好的保湿剂，能够防止食品干燥，保持食品的柔软性和弹性。例如，在面包、蛋糕等烘焙食品中，甘油可以防止产品干燥变硬，延长保质期。
- 食品添加剂：用于制造糖果、口香糖等食品，它可以增加产品的韧性和咀嚼性，并且有助于保持产品的水分，防止粘连。
化妆品行业
- 保湿剂：甘油是化妆品中最常用的保湿成分之一。它能够吸收空气中的水分，并在皮肤表面形成一层保护膜，防止皮肤水分的流失，使皮肤保持水润。在护肤品如乳液、面霜、爽肤水等产品中广泛应用。
- 溶剂和润滑剂：在化妆品配方中，甘油还可以作为溶剂，帮助溶解其他成分，如香料、色素等。同时，它也可以作为润滑剂，使化妆品在皮肤上更容易涂抹，并且能够增加产品的质感。
医药行业
- 药物溶剂和赋形剂：甘油可以作为药物的溶剂，用于一些药物的注射剂、口服液等制剂中。它还可以作为赋形剂，在片剂、栓剂等药物剂型中，帮助药物成型，并且能够调节药物的释放速度。
- 润滑性泻药：口服甘油可以起到润滑肠道的作用，用于治疗便秘。它能够增加肠道内容物的润滑性，促进粪便的排出。
化工行业
- 制造聚酯树脂：甘油是制造聚酯树脂的重要原料之一。它与二元酸反应生成聚酯，这种聚酯树脂具有良好的机械性能和化学稳定性，广泛应用于涂料、塑料、纤维等领域。
- 防冻剂和润滑剂：由于甘油的低凝固点和良好的润滑性，它可以作为防冻剂和润滑剂使用。在一些需要在低温环境下工作的设备中，甘油可以防止液体冻结；在机械加工等过程中，甘油可以作为润滑剂，减少摩擦和磨损。
安全与环境影响
- 安全性：甘油是一种相对安全的物质。在食品和化妆品中的使用是被广泛认可的，对人体皮肤和消化系统一般没有刺激性。但如果大量摄入，可能会引起一些胃肠道不适症状，如腹泻等。在医药应用中，按照规定的剂量使用是安全的。
- 环境影响：甘油对环境的危害较小。它是一种可生物降解的物质，在自然环境中能够被微生物分解，不会造成长期的环境污染。不过，在大量排放到水体等环境中时，可能会对水体的生态系统产生一定的影响，如改变水体的化学性质和微生物群落结构等。
