正丁醇

正丁醇又称1-丁醇、丁醇，是醇类的一种，每个分子拥有四个碳原子，其分子式为CH3CH2CH2CH2OH。有三种同分异构体，分别 是异丁醇、仲丁醇和叔丁醇。常温下为无色、有酒气味的液体，沸点117.7℃，密度（20℃）0.8109g/cm3，凝固点-89.0℃，闪点36~38℃，自燃点689F。折射率（n20D）1.3993 。20℃时在水中的溶解度为7.7%(重量)，水在正丁醇中溶解度为20.1%(重量)，与乙醇、乙醚及其他多种有机溶剂相混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限3.7%~10.2%(体积分数)。正丁醇是生产增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的原料，也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚的溶剂。最早由法国人C.-A.孚兹在1852年从发酵制酒精过程中所得的杂醇油中发现正丁醇。1913年，英国斯特兰奇－格拉哈姆公司以玉米为原料经发酵过程生产丙酮，正丁醇则是主要副产物。以后，由于正丁醇需求量增加，发酵法生产工厂则以生产正丁醇为主，丙酮、乙醇作为副产物。第二次世界大战期间，德国鲁尔化学公司用丙烯羰基合成法生产正丁醇。50年代石油化工兴起，合成法制正丁醇发展迅速，尤以丙烯羰基合成法最快。​在150 ml的分液漏斗中加入21 ml水和100 ml正丁醇，振摇3 min后，静置分层，除去下层，上层则为水饱和正丁醇溶液。(水的密度： 1 g/ml 正丁醇的密度：0.808~0.811 g/ml).按一般气相色谱法(GT-10)测定正丁醇及挥发性杂质含量，所用条件如下：
柱钢柱，长1.8m，内径6.4mm，填料为10%聚乙二醇400M(PEG 400M)，载体为60/80目硅藻土载体。
载气氦，流速45ml/min。检测器火焰电离型。
温度进样150℃，柱温90 0℃检测器150℃。质量指标 (GB/T 6027---1998)
项目 优级品 一级品 合格品 试验方法
外观 透明液体、无可见杂质 目视
色度（铂 - 钴）号 ≤ 5 10 15 GB3143
密度（ 20 ℃） g/cm 3 0.809-0.811 0.809-0.811 0.808-0.812 GB4472
正丁醇含量 ％ ≥ 99.50 99 98 GB/T6027
酸度（以乙酸计）％ ≤ 0.003 0.005 0.01 GB/T6027
硫酸显色试验（铂 - 钴）号 ≤ 20 40 ----- GB/T6027
水分 ％ ≤ 0.10 0.10 0.2 GB6283
蒸发残渣 ％ ≤ 0.003 0.005 0.01 GB6324.2ADI值未规定(FAO/WHO，1994)。
GRAS(FEMA)。
LD₅₀790 mg/kg(大鼠，经口)。FEMA(mg/kg)：作香料用：软饮料12；冷饮7.0；糖果34；焙烤食品32；酒类1.0；稀奶油4.0。
按FDA§173．1，不得残存(作为溶剂使用时)；另按§172．515规定，作香料的用垣以适度为限(2000)。无色液体，有酒味。 20℃时在水中的溶解度7.7%（重量），水在正丁醇中的溶解度20.1%（重量）。与乙醇、乙醚及其他多种有机溶剂混溶。用作色谱分析试剂，也用于有机合成等丁醇是我国《食品添加剂使用卫生标准》规定允许使用的食品香料，主要用于配制香蕉、奶油、威士忌和干酪等型食用香精。在糖果中使用量为34mg/kg；烘烤食品中32mg/kg；软饮料中12mg/kg；冷饮中7.0mg/kg；稀奶油中4.0mg/kg；酒类1.0mg/kg。丁醇是除草剂2，4-滴丁酯、丁草胺、吡氟禾草灵(稳杀得)和精吡氟禾草灵的中间体。GB 2760—96规定为允许使用的食用香料。主要用于配制香蕉、奶油、威士忌和干酪等型香精。亦用作萃取用溶剂、色素稀释剂。正丁醇主要用于制造邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二丁酯、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中。也是有机合成中制丁醛、丁酸、乙酸丁酯、丁胺和乳酸丁酯等的原料。还是生产三聚氰胺树脂、丙烯酸、油脂、药物（如抗生素、激素和维生素）和香料的萃取剂，醇酸树脂涂料的添加剂等。又可用作有机染料和印刷油墨的溶剂，脱蜡剂。正丁醇的制备方法有以下几种。
发酵法
丁醇过去都用薯类、粮食或糖类为原料，经水解发酵而得。由发酵液所得产品含正丁醇约为54.8％～58.5％，丙酮30.9％～33.7％，乙醇7.8％～14.2％。随着石油化工的发展，发酵法逐步淘汰。反应方程式如下：(C₆H₁₀O₅)_n[n(H₂O)]→[菌株]n-C₆H₁₂O₆[发酵]→CH₃COCH₃+C₄H₉OH+C₂H₅OH
得到的发酵液再进行分馏，分别可得到丙酮、乙醇和正丁醇。
乙醛法
以乙醛为原料加入稀碱溶液，温度在20℃以下得到2-羟基丁醛，当反应到50％即行终止，将碱用酸中和，回收未反应的乙醛，在塔底提取2-羟基丁醛，再用硫酸、乙酸等酸性催化剂在105～137℃使脱水生成巴豆醛，再用铜络催化剂在160～240℃加氢得粗正丁醇和丁醛，经精馏而得成品。CH₃CH＝CHCHO+H₂[催化剂]CH₃CH₂CH₂CHO+CH₃CH₂CH₂CH₂OH
丙烯羰基合成法
用丙烯、一氧化碳和氢气在催化床层上进行反应，催化剂为沸石吸附钴盐或脂肪酸钴，反应温度130～160℃，反应压力为20～25MPa，反应生成正丁醛和异丁醛，经过精馏进行分离，将正丁醛催化加氢即得正丁醇。CH₃CH₂CH₂CHO+H₂→CH₃CH₂CH₂CH₂OH
也可以用低压法，由丙烯、一氧化碳和水一步法合成丁醇，反应温度100～104℃，压力1.5MPa，采用五羰基铁、正丁基吡咯烷与水的混合物，但丙烯单程转化率较低，仅8％～10％。反应方程式：CH₃CH＝CH₂+3CO+2H₂O→n-C₄H₉OH+2CO₂正丁醇的工业制法主要有三种：发酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛缩合法。1.发酵法将粮食、谷类、山芋干或糖蜜等原料经粉碎、加水制成发酵液，以高压蒸汽处理灭菌后冷却，接入纯丙酮-丁醇菌种，于36-37℃下发酵。发酵时生成气体含二氧化碳和氢气。发酵液中含乙醇、丁醇、丙酮、通常比例为6：3：1。精馏后可分别得到丁醇、丙酮和乙醇等，亦可不经分离作总溶剂直接使用。2.羰基合成法 即雷佩法（Reppe Process），焦炭造气得一氧化碳和氢气，与丙烯在高压及有钴系或铑系催化剂存在下进行羰基合成得正、异丁醛，加氢后分馏得正丁醇。3.醇醛缩合法 由两个分子乙醛，经缩合并脱水得到巴豆醛，巴豆醛在镍铬催化存在下于180℃和0.29MPa氢化生产正丁醇。副产的正丁醇可用于生产异辛醇。醇醛缩合法生产1t丁醇消耗98.5%，乙醛1300kg，氢气674kg。易燃液体中毒口服- 大鼠 LD50: 790 毫克/ 公斤; 腹腔- 小鼠 LD50: 603 毫克/ 公斤皮肤- 兔子 20 毫克/ 24小时 中度; 眼睛- 兔子 2 毫克/ 24小时 重度与空气混合可爆遇明火、高温、氧化剂易燃; 遇热放出刺激烟雾库房通风低温干燥; 与氧化剂, 三氧化铬, 铝分开存放干粉、水雾,二氧化碳、泡沫TWA 300 毫克/ 立方米