本發明涉及精細化工領域，特別涉及一種植物光呼吸抑制劑環氧丙酸鉀的制備方法。
背景技術：
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2,3-環氧丙酸鉀是一種重要的農作物光呼吸抑制劑，它能降低植物的光呼吸強度，提高光系統Ⅱ(PSⅡ)的活性和原初光能轉化效率；能提高植物葉綠體的PSⅡ和光系統Ⅰ(PSI)及全鍵(PSⅡ+PSI)的電子傳遞速率，能顯著提高鎂離子(Mg2+)和葉綠體膜蛋白磷酸化對兩個光系統之間光能分配的調節能力。研究結果表明2,3-環氧丙酸鉀在大豆、水稻、棉花、茶葉、水果等農作物生產上具有很好的應用價值。
關于2,3-環氧丙酸鉀制備的文獻較少，目前主要有以下幾種方法：
方法一：以丙烯醛為起始原料，在氫氧化鉀(KOH)存在下，用過氧化氫氧化將丙烯醛環氧化成環氧丙醛，之后繼續氧化環氧丙醛為環氧丙酸，最后用氫氧化鉀進行中和得到目標產物環氧丙酸鉀。但丙烯醛對環境有嚴重危害，對大氣和水體可造成污染，它有強烈刺激性，吸入其蒸氣會損害呼吸道，出現咽喉炎、胸部壓迫感、支氣管炎，還可出現休克、腎炎及心力衰竭等后果，可致死。
方法二：以甘油為起始原料，采用濃鹽酸與甘油反應制得1-氯-2,3-二丙醇，然后在紫外線輔助下用硝酸進行氧化制得2-羥基-3-氯丙酸，最后與氫氧化鉀的乙醇溶液反應制得環氧丙酸鉀，反應流程如下：
但該工藝比較繁雜，經歷了三次有機反應，產物分離困難，且收率明顯較低。
方法三：以環氧氯丙烷為起始原料，同樣經歷三步有機反應：水解、氧化、環合，反應流程如下：
以上的方法二和方法三這兩種方法生產周期長，收率偏低，而且反應過程中產生較多的氮氧化合物，對環境造成污染，不適宜工業生產。
方法四：張世平采用了丙烯酸為起始原料，丙烯酸與次氯酸反應得到氯化乳酸，再經環合得到目標產物。由于使用了次氯酸，必須要使用氯氣，這對于工業生產來說也是非常不利的。其反應流程如下：
另外，國外有文獻報道，丙烯酸在鎢酸鈉催化下，經過氧化氫環氧化可以制得環氧丙酸。環氧丙酸經氫氧化鉀中和得到環氧丙酸鉀是比較容易，但是，由于環氧丙酸有很強的水溶性，將環氧丙酸從含有鎢酸鈉催化劑的體系中分離出來是非常困難的。
因此，探討一種制備環氧丙酸鉀的清潔、簡單、收率高的方法是待解決的關鍵問題。本發明以丙烯酸為原料一步反應便得到目標產物，非常值得推廣。
技術實現要素：
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發明目的：針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種原料安全易得、清潔、簡易而高效的方法，制備具有抑制植物光呼吸作用的環氧丙酸鉀。
技術方案：為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種環氧丙酸鉀的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：丙烯酸與氫氧化鉀水溶液等物質的量反應得到丙烯酸鉀；
步驟二：在一定溫度下將過氧化氫水溶液緩慢加入到丙烯酸鉀溶液中，緩慢攪拌下控制一定的溫度和pH值進行反應，用淀粉-碘化鉀試紙檢測過氧化氫，判斷反應是否完全，檢測試紙不顯藍色時需繼續反應0.5小時再結束；
步驟三：反應結束后減壓蒸餾，去除水分，干燥后得固體環氧丙酸鉀粗品；
步驟四：環氧丙酸鉀粗品經熱乙醇溶解、過濾、重結晶得產品。
作為優化：所述步驟(1)中氫氧化鉀水溶液濃度為0.1-0.5gKOH/mLH2O。
作為優化：所述步驟(2)中過氧化氫水溶液的質量百分比濃度為10-50％。
作為優化：所述步驟(2)中過氧化氫與丙烯酸物質的量比為1.1-1.5。
作為優化：所述步驟(2)中反應溫度為40-60℃。
作為優化：所述步驟(2)中pH值為7.5-12.0。
作為優化：所述步驟(1)中氫氧化鉀水溶液濃度為0.3gKOH/mLH2O。
作為優化：所述步驟(2)中過氧化氫與丙烯酸物質的量比為1.35。
作為優化：所述步驟(2)中反應溫度為56℃。
作為優化：所述步驟(2)中pH值為8.0-8.5。
有益效果：本發明通過丙烯酸鉀在堿性條件下被過氧化氫環氧化，一步制得環氧丙酸鉀。較之現有的生產技術具有許多優點：原料丙烯酸安全、易得，價格便宜；反應過程簡單，僅僅一步有機反應，簡化了生產過程；使用過氧化氫為氧化劑，清潔無污染；體系不使用催化劑，產物分離容易。因此，本發明提供的技術方法非常實用，可以實現工業生產。
具體實施方式：
以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明：
具體實施例一
一種環氧丙酸鉀的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：丙烯酸與氫氧化鉀水溶液等物質的量反應得到丙烯酸鉀，所述氫氧化鉀水溶液濃度為0.1gKOH/mLH2O；
步驟二：在一定溫度下將過氧化氫水溶液緩慢加入到丙烯酸鉀溶液中，緩慢攪拌下控制反應的溫度為40℃和pH值為7.5進行反應，用淀粉-碘化鉀試紙檢測過氧化氫，判斷反應是否完全，檢測試紙不顯藍色時需繼續反應0.5小時再結束；所述過氧化氫水溶液的質量百分比濃度為10％；過氧化氫與丙烯酸物質的量比為1.1；
步驟三：反應結束后減壓蒸餾，去除水分，干燥后得固體環氧丙酸鉀粗品；
步驟四：環氧丙酸鉀粗品經熱乙醇溶解、過濾、重結晶得產品。
具體實施例二
一種環氧丙酸鉀的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：丙烯酸與氫氧化鉀水溶液等物質的量反應得到丙烯酸鉀，所述氫氧化鉀水溶液濃度為0.5gKOH/mLH2O；
步驟二：在一定溫度下將過氧化氫水溶液緩慢加入到丙烯酸鉀溶液中，緩慢攪拌下控制反應的溫度為60℃和pH值為12.0進行反應，用淀粉-碘化鉀試紙檢測過氧化氫，判斷反應是否完全，檢測試紙不顯藍色時需繼續反應0.5小時再結束；所述過氧化氫水溶液的質量百分比濃度為50％；過氧化氫與丙烯酸物質的量比為1.5；
步驟三：反應結束后減壓蒸餾，去除水分，干燥后得固體環氧丙酸鉀粗品；
步驟四：環氧丙酸鉀粗品經熱乙醇溶解、過濾、重結晶得產品。
具體實施例三
一種環氧丙酸鉀的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：丙烯酸與氫氧化鉀水溶液等物質的量反應得到丙烯酸鉀，所述氫氧化鉀水溶液濃度為0.3gKOH/mLH2O；
步驟二：在一定溫度下將過氧化氫水溶液緩慢加入到丙烯酸鉀溶液中，緩慢攪拌下控制反應的溫度為56℃和pH值為8.0進行反應，用淀粉-碘化鉀試紙檢測過氧化氫，判斷反應是否完全，檢測試紙不顯藍色時需繼續反應0.5小時再結束；所述過氧化氫水溶液的質量百分比濃度為30％；過氧化氫與丙烯酸物質的量比為1.35；
步驟三：反應結束后減壓蒸餾，去除水分，干燥后得固體環氧丙酸鉀粗品；
步驟四：環氧丙酸鉀粗品經熱乙醇溶解、過濾、重結晶得產品。
具體實施例四
一種環氧丙酸鉀的制備方法，包括如下步驟：
(1)將5.61g氫氧化鉀(KOH)溶于25mL去離子水；
(2)緩慢攪拌下，將7.2g丙烯酸(市售，試劑純)加入到上述的氫氧化鉀溶液中進行中和反應，控制溶液pH值為8.5；
(3)將上(2)中的反應液轉移至帶攪拌的150ml三口燒瓶內，水浴升溫至56℃；
(4)在上述反應液里緩慢滴加pH值約為8.5的過氧化氫水溶液(28.56％，質量百分比濃度)16g進行環氧化反應，反應過程中需要監控體系酸堿度，并及時滴加0.5mol/L的氫氧化鉀溶液來確保體系的pH值為8.5；(注：過氧化氫滴加完后開始計時)；
(5)用淀粉-碘化鉀試紙檢測過氧化氫，判斷反應是否完全，反應2.6小時后檢測試紙不顯藍色，此時需繼續反應0.5小時再結束；
(6)反應結束后，將反應液減壓蒸餾，去除水分，干燥后得固體環氧丙酸鉀粗品12.31g；環氧丙酸鉀粗品經熱乙醇溶解、過濾、重結晶、干燥得產品11.36g。
本發明通過丙烯酸鉀在堿性條件下被過氧化氫環氧化，一步制得環氧丙酸鉀。較之現有的生產技術具有許多優點：原料丙烯酸安全、易得，價格便宜；反應過程簡單，僅僅一步有機反應，簡化了生產過程；使用過氧化氫為氧化劑，清潔無污染；體系不使用催化劑，產物分離容易。因此，本發明提供的技術方法非常實用，可以實現工業生產。
本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發明的保護范圍之內。