

正丙醇(1-丙醇,CH₃CH₂CH₂OH)的工业制备主要通过以下几种方法实现:
1. 烯烃羰基合成法(OXO工艺)
这是工业上生产正丙醇的主要方法。以乙烯、(CO)和氢气(H₂)为原料,在催化剂(如铑或钴配合物)作用下进行羰基合成反应,首先生成丙醛(CH₃CH₂CHO),随后通过催化加氢将丙醛还原为正丙醇。反应条件通常为高温(80-150℃)和高压(10-20 MPa)。此工艺选择性高、产率较好,但需控制催化剂活性和副产物生成。
2. 直接水合法
在酸性催化剂(如硫酸或固体酸)存在下与水反应,理论上可生成正丙醇和异丙醇。但该反应通常以生成异丙醇为主(马氏规则),需通过特殊催化剂或反应条件调控选择性。例如,采用分子筛或催化剂可能提高正丙醇的比例,但工业应用较少,因经济性较低。
3. 丙醛加氢法
丙醛(可通过氧化或羰基合成制得)在镍或铜基催化剂作用下,与氢气反应生成正丙醇。反应条件温和(50-150℃,常压至中压),转化率高,但需高纯度丙醛原料。
4. 生物发酵法
某些微生物(如梭菌属)可通过厌氧发酵糖类或纤维素生成正丙醇,但产率较低且分离成本高,目前仅处于研究阶段,尚未大规模应用。
5. 实验室合成法
小规模制备可通过以下途径:
- 格氏试剂法:与镁反应生成格氏试剂(CH₃CH₂MgBr),再与甲醛反应水解得到正丙醇。
- 卤代烃水解:1-氯丙烷在碱性条件下水解生成正丙醇,但工业上因原料毒性及效率问题较少采用。
工业应用与比较
羰基合成法因原料乙烯易得、工艺成熟,成为主流方法,占产能的80%以上。直接水合法受限于选择性,经济性较差;生物法则需技术突破。正丙醇主要用于溶剂、及香料合成,其纯度要求较高(通常≥99%),需通过精馏提纯。未来研究方向可能聚焦于绿色催化体系及生物合成技术的优化。