酶催化的聚氧化烯酯制造技术

本发明专利技术的一个方面是包含聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇反应物与酰基供体的反应产物的聚氧化烯酯组合物，其中该酯具有大于大约85重量%的完全酰化的聚氧化烯酯、小于大约15%的部分酰化的聚氧化烯酯、小于大约5份每百万份的1,4‑二氧杂环己烷和小于大约20的酸值。本发明专利技术的另一方面是制备该聚氧化烯酯组合物的方法，其包括使聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇反应物与酰基供体反应物的反应混合物在反应器中和在酶催化剂的存在下在酯化条件下接触和回收聚氧化烯酯的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1．专利
：本专利技术涉及聚氧化烯酯组合物，更特别涉及乙氧基化的中间反应物（intermediatereactant）醇与酰基供体的酯化，其中聚氧化烯酯产物具有小于大约15重量%的部分酰化的聚氧化烯酯和少量的1,4-二氧杂环己烷副产物。在另一方面，本专利技术涉及用酰基供体使乙氧基化中间体反应物醇酯化的方法，其中聚氧化烯酯产物具有小于大约15重量%的部分酰化的聚氧化烯酯和少量的1,4-二氧杂环己烷副产物，该方法包括使反应物与酶催化剂在酯化条件下接触并回收聚氧化烯酯产物。2．
技术介绍
式H(OCH2CH2)n-OH的聚乙二醇或PEG（其中n等于4至900，对应于180至40000克/摩尔的平均摩尔质量）通常通过使环氧乙烷与水或多元醇聚合来制备。乙氧基化物酯，特别是PEG的酯，因其令人感兴趣的性质而用于许多领域和应用。大量的这些应用涉及聚乙二醇酯，其与生物（特别是人）的皮肤发生表面接触，或是经口服或胃肠外给药于人或动物。此类应用的实例是滴药液、注射用溶液、膳食补充剂、片剂、软膏、棒剂、栓剂或明胶胶囊中活性成分、调味剂或香料的溶剂；用于薄膜包衣片剂的包衣的增塑剂；片剂中的粘合剂；牙膏中的润湿剂；沐浴制剂、香波、润丝膏（creamrinses）、滋发剂（hairtreatments）、肥皂、液体皂、美发喷剂、发胶、剃须后产品、面膜、防晒产品、霜或乳液中的保湿剂和/或调理剂；多相产品如两相沐浴制剂、两相泡沫浴或三相浴油的成分；以及滴眼液、泻药或具有抗细胞凋亡（antiapoptotic）活性的溶液中的活性成分。醇乙氧基化物和PEG本身并不具有遗传毒性、致突变性、致癌性或致敏性，并且容易被生物降解。当乙氧基化物酯用传统化学工艺来制备时，乙氧基化的中间体暴露于热和酸性条件会导致形成致癌副产物1,4-二氧杂环己烷。痕量水平的1,4-二氧杂环己烷已引起了关于在配制的家用产品、洗衣产品和个人护理产品中乙氧基化表面活性剂的使用的关注。能够由生产设施产生的1,4-二氧杂环己烷的量可以通过规定的特许（specifiedconcession）来加以限制。在这些情况下，对1,4-二氧杂环己烷的量的限制由此间接导致对多元醇酯（esterpolyol）生产设施的生产能力的限制。作为副产物形成的1,4-二氧杂环己烷还具有降低所需产物的产率的影响，因此，如所述那样，一部分所用的二乙二醇以1,4-二氧杂环己烷的形式从反应混合物中去除而非并入所产生的酯中。因此，存在对于具有小于大约20ppm的1,4-二氧杂环己烷并具有完全酰化的酯组分的高摩尔产率的完全酰化的聚氧化烯酯组合物的需要。还存在对于制备完全酰化的聚氧化烯酯组合物的方法的需要。3．专利技术概述简而言之，本专利技术的一个方面是具有大于大约85重量%的完全酰化的聚氧化烯酯、小于大约15重量%的部分酰化的聚氧化烯酯、小于大约20份每百万份（ppm）的1,4-二氧杂环己烷和小于大约30的酸值的聚氧化烯酯。本专利技术的另一方面是制备上述完全酰化的聚氧化烯酯的方法，其包括如下步骤：使聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇反应物与酰基供体反应物的反应混合物在酶催化剂的存在下在酯化条件下接触，其中所述酶催化剂具有基于反应物的总重量计大于大约0.1重量%至小于100重量%的浓度；以及回收完全酰化的聚氧化烯酯。鉴于以下描述和附图，本专利技术的这些和其它目的与优点将对本领域技术人员而言变得更明显。要理解的是，本专利技术的构思不应被认为限于本文中公开的构造，而是由所附权利要求的范围来限定。专利技术详述根据本专利技术的一个方面，公开了完全酰化的聚氧化烯酯组合物，其是聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇反应物与酰基供体的反应产物，其中该酯具有大于大约85重量%的完全酰化的聚氧化烯酯、小于大约15重量%的部分酰化的聚氧化烯酯、小于大约5份每百万份的1,4-二氧杂环己烷和小于大约30的酸值。本专利技术中使用的聚氧化烯酯含有至少一个酯基团和至少一个醚基团。在制备本专利技术的聚氧化烯酯中，该方法包括以下步骤：在反应区中，使聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇反应物与酰基供体反应物的反应混合物在酶催化剂的存在下在酯化条件下接触，其中所述酶催化剂具有基于反应物的总重量计大于大约0.1重量%至小于100重量%的浓度；和回收完全酰化的聚氧化烯酯。聚氧化烯醇或聚氧化烯多元醇反应物具有至少一个醚基团，并且在聚氧化烯醇（通常用单羟基引发剂制备）的情况下具有至少0.8、或至少0.9或至少1的平均羟基官能度，或在聚氧化烯多元醇的情况下具有大约1.8至8、或1.8至6、或1.8至3的平均官能度。可以使用任何聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇。聚氧化烯醇和聚氧化烯多元醇可以通过使氧化烯，如环氧乙烷或环氧丙烷或环氧丁烷，优选至少环氧乙烷，与具有至少一个活性氢的引发剂化合物在催化剂如碱化合物的存在下反应来制备。任何合适的催化剂可用于制备聚氧化烯醇或聚氧化烯多元醇。聚氧化烯醇或聚氧化烯多元醇可以通过使用碱金属氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾，或碱金属醇盐如甲醇钠、乙醇钠或乙醇钾或异丙醇钾作为催化剂并添加至少一种具有反应性氢的引发剂分子的阴离子聚合，或通过使用路易斯酸如五氯化锑、三氟化硼醚化物等或漂白土作为催化剂由一种或多种在亚烷基基团中具有2至4个碳的氧化烯的阳离子聚合来制得。引发剂分子具有至少一个活性氢原子，理想地具有小于500、或小于400、或小于300、或小于250、或小于200的分子量。具有羟基基团的单羟基引发剂化合物的实例包括甲醇、乙醇、2-乙基己醇和其它羰基合成醇（oxo-alcohols）；具有羟基基团的多羟基引发剂包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、二乙二醇、二丙二醇、三羟甲基丙烷、三丙二醇、四乙二醇、四丙二醇、四亚甲基二醇、1,4-环己烷-二甲醇，内酯（例如ε-己内酯）或羟基羧酸（例如ω-羟基己酸）、氢醌、间苯二酚、双酚、以及甘油的单酯；甘油、三羟甲基乙烷、N-烷基苯二胺、单-、二-和三-链烷醇胺、季戊四醇、山梨糖醇、脱水山梨糖醇、每个糖单元含有5或6个碳原子的单糖和二糖，如核糖、阿拉伯糖、环糖、木糖和来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、葡萄糖、艾杜糖、半乳糖、塔罗糖、果糖和山梨糖、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖和乳糖，以及上述任意物质的混合物。更期望的糖类多元醇是葡萄糖、果糖和蔗糖。合适的胺引发剂材料包括脂族胺和脂环族胺及其混合物，具有至少一个伯氨基。脂族胺的具体非限制性实例包括具有1至12个、或1至6个碳原子的单胺，如甲胺、乙胺、丁胺、己胺、辛胺、癸胺和十二胺；脂族二胺，如1,2-二氨基乙烷、丙二胺、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、2,2-二甲基-,3-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2,5-二甲基-2,5-己二胺和4-氨基甲基辛烷-1,8-二胺，以及基于氨基酸的多胺，如赖氨酸甲酯、赖氨酸氨基乙酯和胱氨酸二甲酯；在环烷基基团中具有5至12个、优选5至8个碳原子的脂环族单胺，如环己胺和环辛胺，以及优选的6至13个碳原子的脂环族二胺，如环己二胺、4,4'-、4,2'-和2,2'-二氨基环己基甲烷及其混合物；6至18个碳原子的芳族单胺，如苯胺、苄胺、甲苯胺和萘胺，以及6至15个碳原子的芳族二胺，如苯二胺、萘本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含聚氧化烯醇或聚氧化烯多元醇反应物与酰基供体的反应产物的聚氧化烯酯组合物，其中所述聚氧化烯酯组合物包含85重量%或更多的完全酰化的聚氧化烯酯、以15重量%或更少的量存在的部分酰化的聚氧化烯酯、和5份每百万份或更少的1,4‑二氧杂环己烷，并具有30或更少的酸值，在各种情况下均基于所述组合物的重量计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 US 14/3331541.包含聚氧化烯醇或聚氧化烯多元醇反应物与酰基供体的反应产物的聚氧化烯酯组合物，其中所述聚氧化烯酯组合物包含85重量%或更多的完全酰化的聚氧化烯酯、以15重量%或更少的量存在的部分酰化的聚氧化烯酯、和5份每百万份或更少的1,4-二氧杂环己烷，并具有30或更少的酸值，在各种情况下均基于所述组合物的重量计。2.权利要求1的酯组合物，其中所述组合物以90重量%或更多的量包含所述完全酰化的聚氧化烯酯。3.权利要求1的酯组合物，其中所述组合物以95重量%或更多的量包含所述完全酰化的聚氧化烯酯。4.权利要求2的酯组合物，其中所述部分酰化的聚氧化烯酯以9重量%或更少的量存在。5.权利要求2的酯组合物，其以3ppm或更少的量包含1,4-二氧杂环己烷。6.权利要求5的酯组合物，其以2ppm或更少的量包含1,4-二氧杂环己烷。7.权利要求6的酯组合物，其以1ppm或更少的量包含1,4-二氧杂环己烷。8.制备聚氧化烯酯组合物的方法，所述聚氧化烯酯组合物包含85重量%或更多的完全酰化的聚氧化烯酯、以大于0并且等于15重量%或更少的量存在的部分酰化的聚氧化烯酯、和5份每百万份或更少的1,4-二氧杂环己烷，并具有30或更少的酸值，在各种情况下均基于所述组合物的重量计，所述方法包括：a）在反应区中，使聚氧烷基化醇或聚氧烷基化多元醇反应物与酰基供体反应物在酶催化剂的存在下在酯化条件下接触以便在所述反应区中获得所述组合物，其中所述酶催化剂具有基于反应物的总重量计大于大约0.1重量%至小于100重量%的浓度；和b）回收所述聚氧化烯酯组合物。9.权利要求8的方法，其中所述酶催化剂具有大约1重量%至大约10重量%的浓度。10.权利要求8的方法，其中所述酶催化剂具有大约3重量%至大约8重量%的浓度。11.任何权利要求8的方法，其中所述催化剂在热固定后保持大于40%的比活性。12.权利要求11的方法，其中所述催化剂在热固定后保持大于75%的比活性。13.权利要求8的方法，其中所述酯化条件包括大约20℃至大约120℃的反应温度。14.权利要求13的方法，其中所述酯化条件包括大约30℃至大约100℃的反应温度。15.权利要求13的方法，其中所述酯化条件包括大约40℃至大约80℃的反应温度。16.权利要求8的方法，其进一步包括在反应过程中去除选自水或C1-C4醇的反应副产物的步骤。17.权利要求16的方法，其中所述去除反应副产物的步骤包括足以去除所述副产物的在反应区上引发真空的步骤。18.权利要求16的方法，其中所述去除反应副产物的步骤包括足以去除所述副产物的向反应区中引入惰性气体的步骤。19.权利要求16的方法，其中所述酶催化剂选自酯酶、脂肪酶、酰基转移酶和蛋白酶。20.权利要求19的方法，其中所述酶催化剂固定在选自固体、半固体、多孔、有机或无机材料的基材上。21.权利要求20的方法，其中所述基材选自碳、玻璃、粘土、二氧化硅、乙醛酰琼脂糖、壳聚糖、明胶、纤维素、纤维素酯、羧甲基纤维素、丝、羊毛、棉纤维、椰子纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚(乙二醇)、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚(丙烯腈)、聚(苯二胺)、聚(乙烯亚胺)、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚(醚砜)、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、含氟聚合物、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、环氧-活化载体、氨基-活化载体、十八烷基-活化载体、共聚物、共混物、复合材料及其组合。22.权利要求8的方法，其中所述回收的聚氧化烯酯选自：PEG-10月桂酸酯、PEG-10甲基醚癸酸酯、PEG-10甲基醚辛酸酯、PEG-10甲基醚辛酸酯/癸酸酯、PEG-10甲基醚椰油酸酯、PEG-10甲基醚异硬脂酸酯、PEG-10甲基醚月桂酸酯、PEG-10甲基醚肉豆蔻酸酯、PEG-10甲基醚油酸酯、PEG-10甲基醚棕榈酸酯、PEG-10甲基醚硬脂酸酯、PEG-10丙二醇酯、PEG-10脱水山梨糖醇月桂酸酯、PEG-10硬脂酸酯、PEG-10葵花甘油酯、PEG-100甲基醚癸酸酯、PEG-100甲基醚辛酸酯、PEG-100甲基醚辛酸酯/癸酸酯、PEG-100甲基醚椰油酸酯、PEG-100甲基醚异硬脂酸酯、PEG-100甲基醚月桂酸酯、PEG-100甲基醚肉豆蔻酸酯、PEG-100甲基醚油酸酯、PEG-100甲基醚棕榈酸酯、PEG-100甲基醚硬脂酸酯、PEG-100硬脂酸酯、PEG-12二月桂酸酯、PEG-12二硬脂酸酯、PEG-12甘油二肉豆蔻酸酯、PEG-12甘油二硬脂酸酯、PEG-12月桂酸酯、PEG-12硬脂酸酯、PEG-12甲基醚癸酸酯、PEG-12甲基醚辛酸酯、PEG-12甲基醚辛酸酯/癸酸酯、PEG-12甲基醚椰油酸酯、PEG-12甲基醚异硬脂酸酯、PEG-12甲基醚月桂酸酯、PEG-12甲基醚肉豆蔻酸酯、PEG-12甲基醚油酸酯、PEG-12甲基醚棕榈酸酯、PEG-12甲基醚硬脂酸酯、PEG-120二硬脂酸酯、PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯、PEG-120甲基葡萄糖三油酸酯、PEG-120丙二醇硬脂酸酯、PEG-14月桂酸酯、PEG-150二月桂酸酯、PEG-150二硬脂酸酯、PEG-150月桂酸酯、PEG-150五赤藓醇四硬脂酸酯、PEG-16澳洲坚果甘油酯、PEG-16甲基醚癸酸酯、PEG-16甲基醚辛酸酯、PEG-16甲基醚辛酸酯/癸酸酯、PEG-16甲基醚椰油酸酯、PEG-16甲基醚异硬脂酸酯、PEG-16甲基醚月桂酸酯、PEG-16甲基醚肉豆蔻酸酯、PEG-16甲基醚油酸酯、PEG-16甲基醚棕榈酸酯、PEG-16甲基醚硬脂酸酯、PEG-160脱水山梨糖醇三异硬脂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：SK克伦登宁，JM克劳森，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：美国;US