本发明涉及精细化工领域，特别涉及一种植物光呼吸抑制剂环氧丙酸钾的制备方法。
背景技术：
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2,3-环氧丙酸钾是一种重要的农作物光呼吸抑制剂，它能降低植物的光呼吸强度，提高光系统Ⅱ(PSⅡ)的活性和原初光能转化效率；能提高植物叶绿体的PSⅡ和光系统Ⅰ(PSI)及全键(PSⅡ+PSI)的电子传递速率，能显著提高镁离子(Mg2+)和叶绿体膜蛋白磷酸化对两个光系统之间光能分配的调节能力。研究结果表明2,3-环氧丙酸钾在大豆、水稻、棉花、茶叶、水果等农作物生产上具有很好的应用价值。
关于2,3-环氧丙酸钾制备的文献较少，目前主要有以下几种方法：
方法一：以丙烯醛为起始原料，在氢氧化钾(KOH)存在下，用过氧化氢氧化将丙烯醛环氧化成环氧丙醛，之后继续氧化环氧丙醛为环氧丙酸，最后用氢氧化钾进行中和得到目标产物环氧丙酸钾。但丙烯醛对环境有严重危害，对大气和水体可造成污染，它有强烈刺激性，吸入其蒸气会损害呼吸道，出现咽喉炎、胸部压迫感、支气管炎，还可出现休克、肾炎及心力衰竭等后果，可致死。
方法二：以甘油为起始原料，采用浓盐酸与甘油反应制得1-氯-2,3-二丙醇，然后在紫外线辅助下用硝酸进行氧化制得2-羟基-3-氯丙酸，最后与氢氧化钾的乙醇溶液反应制得环氧丙酸钾，反应流程如下：
但该工艺比较繁杂，经历了三次有机反应，产物分离困难，且收率明显较低。
方法三：以环氧氯丙烷为起始原料，同样经历三步有机反应：水解、氧化、环合，反应流程如下：
以上的方法二和方法三这两种方法生产周期长，收率偏低，而且反应过程中产生较多的氮氧化合物，对环境造成污染，不适宜工业生产。
方法四：张世平采用了丙烯酸为起始原料，丙烯酸与次氯酸反应得到氯化乳酸，再经环合得到目标产物。由于使用了次氯酸，必须要使用氯气，这对于工业生产来说也是非常不利的。其反应流程如下：
另外，国外有文献报道，丙烯酸在钨酸钠催化下，经过氧化氢环氧化可以制得环氧丙酸。环氧丙酸经氢氧化钾中和得到环氧丙酸钾是比较容易，但是，由于环氧丙酸有很强的水溶性，将环氧丙酸从含有钨酸钠催化剂的体系中分离出来是非常困难的。
因此，探讨一种制备环氧丙酸钾的清洁、简单、收率高的方法是待解决的关键问题。本发明以丙烯酸为原料一步反应便得到目标产物，非常值得推广。
技术实现要素：
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发明目的：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种原料安全易得、清洁、简易而高效的方法，制备具有抑制植物光呼吸作用的环氧丙酸钾。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种环氧丙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：丙烯酸与氢氧化钾水溶液等物质的量反应得到丙烯酸钾；
步骤二：在一定温度下将过氧化氢水溶液缓慢加入到丙烯酸钾溶液中，缓慢搅拌下控制一定的温度和pH值进行反应，用淀粉-碘化钾试纸检测过氧化氢，判断反应是否完全，检测试纸不显蓝色时需继续反应0.5小时再结束；
步骤三：反应结束后减压蒸馏，去除水分，干燥后得固体环氧丙酸钾粗品；
步骤四：环氧丙酸钾粗品经热乙醇溶解、过滤、重结晶得产品。
作为优化：所述步骤(1)中氢氧化钾水溶液浓度为0.1-0.5gKOH/mLH2O。
作为优化：所述步骤(2)中过氧化氢水溶液的质量百分比浓度为10-50％。
作为优化：所述步骤(2)中过氧化氢与丙烯酸物质的量比为1.1-1.5。
作为优化：所述步骤(2)中反应温度为40-60℃。
作为优化：所述步骤(2)中pH值为7.5-12.0。
作为优化：所述步骤(1)中氢氧化钾水溶液浓度为0.3gKOH/mLH2O。
作为优化：所述步骤(2)中过氧化氢与丙烯酸物质的量比为1.35。
作为优化：所述步骤(2)中反应温度为56℃。
作为优化：所述步骤(2)中pH值为8.0-8.5。
有益效果：本发明通过丙烯酸钾在碱性条件下被过氧化氢环氧化，一步制得环氧丙酸钾。较之现有的生产技术具有许多优点：原料丙烯酸安全、易得，价格便宜；反应过程简单，仅仅一步有机反应，简化了生产过程；使用过氧化氢为氧化剂，清洁无污染；体系不使用催化剂，产物分离容易。因此，本发明提供的技术方法非常实用，可以实现工业生产。
具体实施方式：
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明：
具体实施例一
一种环氧丙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：丙烯酸与氢氧化钾水溶液等物质的量反应得到丙烯酸钾，所述氢氧化钾水溶液浓度为0.1gKOH/mLH2O；
步骤二：在一定温度下将过氧化氢水溶液缓慢加入到丙烯酸钾溶液中，缓慢搅拌下控制反应的温度为40℃和pH值为7.5进行反应，用淀粉-碘化钾试纸检测过氧化氢，判断反应是否完全，检测试纸不显蓝色时需继续反应0.5小时再结束；所述过氧化氢水溶液的质量百分比浓度为10％；过氧化氢与丙烯酸物质的量比为1.1；
步骤三：反应结束后减压蒸馏，去除水分，干燥后得固体环氧丙酸钾粗品；
步骤四：环氧丙酸钾粗品经热乙醇溶解、过滤、重结晶得产品。
具体实施例二
一种环氧丙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：丙烯酸与氢氧化钾水溶液等物质的量反应得到丙烯酸钾，所述氢氧化钾水溶液浓度为0.5gKOH/mLH2O；
步骤二：在一定温度下将过氧化氢水溶液缓慢加入到丙烯酸钾溶液中，缓慢搅拌下控制反应的温度为60℃和pH值为12.0进行反应，用淀粉-碘化钾试纸检测过氧化氢，判断反应是否完全，检测试纸不显蓝色时需继续反应0.5小时再结束；所述过氧化氢水溶液的质量百分比浓度为50％；过氧化氢与丙烯酸物质的量比为1.5；
步骤三：反应结束后减压蒸馏，去除水分，干燥后得固体环氧丙酸钾粗品；
步骤四：环氧丙酸钾粗品经热乙醇溶解、过滤、重结晶得产品。
具体实施例三
一种环氧丙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：丙烯酸与氢氧化钾水溶液等物质的量反应得到丙烯酸钾，所述氢氧化钾水溶液浓度为0.3gKOH/mLH2O；
步骤二：在一定温度下将过氧化氢水溶液缓慢加入到丙烯酸钾溶液中，缓慢搅拌下控制反应的温度为56℃和pH值为8.0进行反应，用淀粉-碘化钾试纸检测过氧化氢，判断反应是否完全，检测试纸不显蓝色时需继续反应0.5小时再结束；所述过氧化氢水溶液的质量百分比浓度为30％；过氧化氢与丙烯酸物质的量比为1.35；
步骤三：反应结束后减压蒸馏，去除水分，干燥后得固体环氧丙酸钾粗品；
步骤四：环氧丙酸钾粗品经热乙醇溶解、过滤、重结晶得产品。
具体实施例四
一种环氧丙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
(1)将5.61g氢氧化钾(KOH)溶于25mL去离子水；
(2)缓慢搅拌下，将7.2g丙烯酸(市售，试剂纯)加入到上述的氢氧化钾溶液中进行中和反应，控制溶液pH值为8.5；
(3)将上(2)中的反应液转移至带搅拌的150ml三口烧瓶内，水浴升温至56℃；
(4)在上述反应液里缓慢滴加pH值约为8.5的过氧化氢水溶液(28.56％，质量百分比浓度)16g进行环氧化反应，反应过程中需要监控体系酸碱度，并及时滴加0.5mol/L的氢氧化钾溶液来确保体系的pH值为8.5；(注：过氧化氢滴加完后开始计时)；
(5)用淀粉-碘化钾试纸检测过氧化氢，判断反应是否完全，反应2.6小时后检测试纸不显蓝色，此时需继续反应0.5小时再结束；
(6)反应结束后，将反应液减压蒸馏，去除水分，干燥后得固体环氧丙酸钾粗品12.31g；环氧丙酸钾粗品经热乙醇溶解、过滤、重结晶、干燥得产品11.36g。
本发明通过丙烯酸钾在碱性条件下被过氧化氢环氧化，一步制得环氧丙酸钾。较之现有的生产技术具有许多优点：原料丙烯酸安全、易得，价格便宜；反应过程简单，仅仅一步有机反应，简化了生产过程；使用过氧化氢为氧化剂，清洁无污染；体系不使用催化剂，产物分离容易。因此，本发明提供的技术方法非常实用，可以实现工业生产。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。