一种丙交酯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H‑beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。本发明专利技术采用真空、加热的方法，实现H‑beta分子筛催化乳酸反应，直接完成乳酸到丙交酯的合成，得到高光学纯度(＞96％)的丙交酯，克服现有生产丙交酯的方法需通过低聚、高温裂解导致工艺流程长、反应温度高的缺点。整个生产过程未使用有机溶剂，生产中仅有废水产生对环境污染小；反应温度低，同时通过乳酸低聚物的水解实现重复催化，H‑beta分子筛可循环利用，生产工艺简单环保，具有潜在规模化应用的前景。

A method for the preparation of lactide

The present invention provides a preparation method of lactide, which includes: lactic acid reacts with H_beta molecular sieve in the presence of vacuum to obtain lactide; the reaction pressure is 50-1500Pa. The invention adopts the method of vacuum and heating to realize the lactic acid reaction catalyzed by H_beta molecular sieve, directly completes the synthesis of lactic acid to lactide, and obtains lactide with high optical purity (>96%). It overcomes the shortcomings of low polymerization and high temperature pyrolysis, which lead to long process flow and high reaction temperature. The whole production process does not use organic solvents, only wastewater produced in the production of environmental pollution is small; reaction temperature is low, and through the hydrolysis of lactic acid oligomer to achieve repetitive catalysis, H_beta molecular sieve can be recycled, production process is simple and environmentally friendly, with potential for large-scale application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种丙交酯的制备方法
本专利技术涉及有机合成
，尤其是涉及一种丙交酯的制备方法。
技术介绍
随着社会和经济的发展，基于石油基的不可降解塑料应用越来越广泛；同时所产生的各类废弃对自然环境的污染日趋严重；另外通用塑料对非再生石油资源的需求，已影响到人类的可持续发展。开发基于生物质的可降解塑料，取代传统的石油基塑料，成为高分子材料领域的研究重点。聚乳酸是一种生物基的可降解高分子聚酯材料，具有高的力学强度和良好的加工性能，适合于挤出、注塑、吸塑等加工手段；废弃后在自然环境中可降解为二氧化碳和水，对环境污染小。目前，聚乳酸(PLA)已成为产业化规模最大的可降解材料，全世界的年产量达到30万吨以上。聚乳酸的合成工艺分为两种：1.通过乳酸一步法直接缩聚合成聚乳酸；专利(CN1298764C)中使用分子筛原位脱水缩短反应周期，同时采用多元醇进行扩链，制备聚乳酸。该工艺需要高真空度和较高的温度，对设备要求高；目前产业化应用很少。2.通过乳酸制备单体丙交酯，然后丙交酯开环聚合两步法，制备聚乳酸，或者丙交酯可与其他单体共聚合制备共聚物。该工艺容易得到高分子量的聚乳酸或者共聚物，是目前产业化生产的主要方法。丙交酯作为聚合单体，其合成方法成为工艺的核心。低聚、裂解制备丙交酯采用常规两步方法(CN101492441A)，是在真空、180℃以上高温条件进行低聚和裂解，反应过程需高温。专利(CN101747314B)中，首先采用乳酸单体与ZnO减压反应，生成低聚产物，然后在ZSM-5分子筛参与下需在超过170摄氏度以上温度裂解生产丙交酯。另外，专利(CN101891733B)采用钛基催化剂，利用酯交换反应催化乳酸酯直接合成丙交酯；但是乳酸酯与乳酸相比合成成本高，不利于增加生产效益。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种丙交酯的制备方法，本专利技术提供的丙交酯的制备方法简单，无需溶剂、丙交酯光学纯度高。本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。优选的，所述反应压力为50～300Pa。优选的，所述反应温度为120～150℃。优选的，所述反应时间为4～6h。优选的，所述H-beta分子筛的硅铝摩尔比为10～200：1。优选的，所述H-beta分子筛的硅铝摩尔比为10～30：1。优选的，所述乳酸与H-beta分子筛的质量比0.5～20:1。优选的，所述乳酸与H-beta分子筛的质量比2～6:1。优选的，所述乳酸包括乳酸和/或乳酸多聚体，所述乳酸的光学性质为L-/D-乳酸或者L,D混合乳酸。优选的，所述反应后还包括加入水或者低浓度乳酸进行水解，加热水解得到的乳酸，发生减压催化反应得到丙交酯；所述低浓度乳酸的质量浓度为40％～60％。与现有技术相比，本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。本专利技术采用真空、加热的方法，实现H-beta分子筛催化乳酸反应，直接完成乳酸到丙交酯的合成，得到高光学纯度(＞96％)的丙交酯，克服现有生产丙交酯的方法需通过低聚、高温裂解导致工艺流程长、反应温度高的缺点。整个生产过程未使用有机溶剂，生产中仅有废水产生对环境污染小；反应温度低，同时通过乳酸低聚物的水解实现重复催化，H-beta分子筛可循环利用，生产工艺简单环保，具有潜在规模化应用的前景。附图说明图1为本专利技术实施例2制备得到的丙交酯的GC-MS图；图2为本专利技术实施例2制备得到的丙交酯的GC-MS图中保留时间4.263分钟时乳酸的质谱图；图3为本专利技术实施例2制备得到的丙交酯的GC-MS图中保留时间6.377分钟时消旋丙交酯的质谱图；图4为本专利技术实施例2制备得到的丙交酯的GC-MS图中保留时间6.791分钟L-丙交酯的质谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。按照本专利技术，乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；优选具体为将乳酸和分子筛加入反应瓶，油浴加热搅拌，减压蒸馏，反应至无产品馏出，冷凝管中为丙交酯。本专利技术提供的乳酸包括乳酸和/或乳酸多聚体，所述乳酸的光学性质为L-/D-乳酸或者L,D混合乳酸。本专利技术对此不进行限定，优选为市售。本专利技术对于所述乳酸的浓度不进行限定，可以为100％～105％。本专利技术对于H-beta分子筛没有特别的限定，市售即可。其作为催化剂，催化上述反应，无需两步反应，无需高温裂解，同时无需额外的反应催化剂，反应环保，简单，反应温度低。所述H-beta分子筛的硅铝摩尔比优选为10～200：1；更优选为10～50：1；最优选为10～30：1。其中，所述乳酸与H-beta分子筛的质量比优选为0.5～20:1；更优选为1～10:1；最优选为2～6:1。本专利技术反应在减压的条件下进行；所述反应压力，即真空度优选为50～1500Pa；更优选为50～1000Pa；最优选为50～300Pa。本专利技术反应温度优选为120～150℃；更优选为120～140℃。本专利技术对于所述油浴加热和搅拌的具体方式不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。本专利技术所述反应时间优选为4～6h。所述反应后还包括加入水或者低浓度乳酸进行水解，加热水解得到的乳酸，发生减压催化反应得到丙交酯；所述低浓度乳酸的质量浓度为40％～60％具体为：反应结束后，向反应瓶中加入水或者低浓度乳酸进行水解，加热水解得到的乳酸，重新进行减压催化得到丙交酯，实现分子筛的多次循环利用与乳酸低聚物的回收。本专利技术的方法针对目前常规低聚、裂解制备丙交酯工艺存在工艺流程长，反应温度高的缺点，采用分子筛催化乳酸，实现乳酸直接制备丙交酯的工艺。该方法生产的未经纯制丙交酯光学纯度高(＞96％)，反应温度低(120-160摄氏度)，低于现有报道的裂解温度，降低能耗。采用水解方法回收反应过程中产生的低聚乳酸，重复利用，降低成本。本专利技术的方法采用分子筛催化乳酸一步法制备丙交酯，具有工艺条件温和，工艺简单的特点。该方法实现分子筛的回收再利用，装备简单易操作，适于规模化生产。本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。本专利技术采用真空、加热的方法，实现H-beta分子筛催化乳酸反应，直接完成乳酸到丙交酯的合成，得到高光学纯度(＞96％)的丙交酯，克服现有生产丙交酯的方法需通过低聚、高温裂解导致工艺流程长、反应温度高的缺点。整个生产过程未使用有机溶剂，生产中仅有废水产生对环境污染小；反应温度低，同时通过乳酸低聚物的水解实现重复催化，H-beta分子筛可循环利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H‑beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。

【技术特征摘要】
1.一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应压力为50～300Pa。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为120～150℃。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应时间为4～6h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述H-beta分子筛的硅铝摩尔比为10～200：1。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述H-beta分子筛的硅铝摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：项盛，边新超，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22