制备乳酸甲酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备乳酸甲酯的方法，所述方法包括以下步骤：将含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的盐酸盐的含水液体引入反应条件，由此获得乳酸甲酯，所述盐酸盐选自氯化镁、氯化钙和氯化锌，其中提取剂在形成乳酸甲酯之前、期间和/或之后提供至反应混合物，使反应混合物经历液-液分离步骤，其中将含乳酸甲酯和提取剂的有机相与含溶解的盐酸盐的含水相分离。提取剂优选包括选自C5+酮和C3-C10醚、特别是C5-C8酮、更特别是甲基异丁基酮的一种或多种化合物。已经发现本发明专利技术的方法可以有效地和以高收率制备乳酸甲酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备乳酸甲酯的方法本专利技术涉及一种制备乳酸甲酯的方法，和涉及一种制备丙烯酸甲酯的方法。乳酸甲酯为具有多种应用的化合物。它可以用作溶剂、用作制备聚乳酸的初始物料或用作多种其它反应的初始物料。例如，它可以用作乳酸纯化的中间体，和用作合成手性组分如杀虫剂的基础材料，和用作乳胶制备的初始物料。乳酸甲酯的一个重要用途是用于制备丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯为制备丙烯酸酯聚合物的初始物料。此外，丙烯酸甲酯为丙烯酸和其它酯如丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的适合的初始物料。乳酸甲酯可以由通过发酵获得的乳酸来制备。鉴于乳酸甲酯的各种用途，本领域中需要一种有效和以高收率提供乳酸甲酯的制备乳酸甲酯的方法。本专利技术提供了这样一种方法。本专利技术涉及一种制备乳酸甲酯的方法，所述方法包括如下步骤：-将含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的盐酸盐的含水液体引入反应条件，由此获得乳酸甲酯，所述盐酸盐选自氯化镁、氯化钙和氯化锌，其中提取剂在形成乳酸甲酯之前、期间和/或之后提供至反应混合物,-使反应混合物经历液-液分离步骤，其中将含乳酸甲酯和提取剂的有机相与含溶解的盐酸盐的含水相分离。wt％以含水液体的重量计算。已经发现本专利技术方法可以有效地和以高收率制备乳酸甲酯。更具体地，已经发现，相比于不存在所规定的盐的情况，在反应混合物中存在溶解的盐酸盐(选自氯化镁、氯化钙和氯化锌)导致酯化反应的反应速率和产物收率的提高。此外，已经发现，至少5wt％的这些盐的存在改进了从含水介质中分离乳酸甲酯和提取剂。已经发现，与其中在第一步骤中制备和从盐溶液中分离乳酸和在第二步骤中发生酯化以形成乳酸甲酯的方法相比，本专利技术方法还具有许多优势。在本专利技术方法中，其中在盐存在下发生酯化，不需要使乳酸经历纯化步骤。因此，降低了乳酸和乳酸甲酯的总纯化努力。此外，如上所示，盐的存在改进了分离过程。因此，本专利技术方法可以在比在盐不存在下分离乳酸甲酯或从含水溶液中分离乳酸时更高的水含量下进行。因此，只须脱除较少的水，和这是经济上的优势。本专利技术和它的具体实施方案的另外优势将由进一步的说明变得清晰。对于反应速率的提高，不希望受到理论约束，据信在反应混合物中存在溶解的盐酸盐(选自氯化镁、氯化钙和氯化锌)导致pH的降低，这导致了反应速率提高。进一步据信存在至少5wt％的溶解的盐酸盐(选自氯化镁、氯化钙和氯化锌)导致改进的相分离和提取过程，而相分离和提取过程特别适用于从含水液体中分离酯。本专利技术方法利用含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的盐酸盐的含水液体开始，所述盐酸盐选自氯化镁、氯化钙和氯化锌，所述含量以所述液体重量计。含水液体中的乳酸浓度可以在宽范围内变化。可以提到50wt％的值作为最大值。可以提到1wt％的值作为最小值。低于所述最小值，经济操作可能是困难的。优选乳酸浓度为5-40wt％，特别是10-40wt％，更特别是15-35wt％。20-35wt％的范围可能是特别有利的。存在于含水液体中的甲醇量通过存在于系统中的乳酸量来确定。乳酸与甲醇的摩尔比通常为1:1-1:10，优选为1:1-1:5。除了乳酸和甲醇以外，含水液体还包含以其重量计至少5wt％的溶解的盐酸盐，所述盐酸盐选自氯化镁、氯化钙和氯化锌。如果溶解的盐的量低于5wt％，将不能获得本专利技术的有利效果。可能优选溶解的盐酸盐的存在量为至少10wt％，特别是至少15wt％。盐酸盐量的最大值对本专利技术方法来说不是关键的。该最大值取决于所讨论的盐在介质中的溶解度。作为通常值，可以提到40wt％的最大值。可能优选含水液体包含10-30wt％的溶解的盐酸盐，特别是15-25wt％。盐酸盐可以选自氯化镁、氯化钙和氯化锌。当然也可以使用盐的混合物。优选使用氯化镁，这是由于据信它在确保高分离效率和可能提高反应速率方面特别有效。此外，氯化镁的使用允许通过使用热分解步骤的有利集成过程。这将在下文更详细地讨论。含乳酸、甲醇和盐酸盐的含水液体可以以各种方式获得。在一个实施方案中，乳酸、甲醇和盐酸盐在水中组合。但存在多种特别有利的可能性。在一个实施方案中，通过如下步骤制备含乳酸、甲醇和盐酸盐的含水液体：提供含乳酸的钙、镁或锌盐的含水液体，通过加入HCl使所述含水液体酸化，和在加入HCl之前、之后或同时加入甲醇。酸化步骤导致乳酸镁、钙或锌转化为乳酸，同时形成相应的盐酸盐。通过选择乳酸盐和HCl的浓度，可以获得含上述范围内的乳酸和盐酸盐的液体。如果希望如此，可以以各种方式增加这些组分的浓度，例如，通过加入乳酸或盐酸盐，或通过进行从系统中脱除水的浓缩步骤。HCl的存在可能进一步提高了反应速率。因此，在一个实施方案中反应混合物包含额外的HCl，例如，0.5-5wt％的量，以羧酸的量计。尽管可以将HCl单独加入反应混合物中，但在本专利技术的一个实施方案中，使用相比于中和乳酸盐所需的HCl量过量的HCl进行酸化过程。在该实施方案中，加入的过量HCl可以例如为0.5-5wt％的量，以乳酸盐转化为乳酸所加的HCl量计。将含乳酸、甲醇和盐酸盐的含水液体引入反应条件，形成乳酸甲酯。反应条件通常包括20-150℃的温度，特别是30-130℃，更特别是50-100℃。反应期间的压力不是关键的，只要含水液体保持液体形式。通常，反应在1-5bar的压力、优选在常压条件下进行。将含乳酸、甲醇和盐酸盐的含水液体引入反应条件由此获得乳酸甲酯的步骤可以针对最终液体进行。但它也可以针对形成期间例如如上所讨论的酸化反应期间的液体进行。以相同的方式，以下所讨论的分离步骤可以在完成酯化反应之后、但也可以在酯化步骤期间或在一些实施方案中在组合的酸化/酯化步骤期间进行。各种实施方案讨论如下。在本专利技术方法中，将提取试剂(也称为提取剂)提供至在形成乳酸甲酯之前、期间和/或之后提供的反应混合物。提取剂的存在导致形成包括含提取试剂和乳酸甲酯的液体有机层和含溶解的盐酸盐的含水层的两相系统。该系统通常包括过量的甲醇，取决于提取剂的特性，过量的甲醇可以存在于水层和/或有机层。取决于提取剂的特性，任何剩余的乳酸可以存在于水层和/或有机层。两相系统可以经历液-液分离步骤，其中将含乳酸甲酯和提取剂的有机相与含溶解的盐酸盐的含水溶液分离。当完成乳酸甲酯的形成时，可以将提取剂加入反应混合物。还可以在反应开始或期间加入提取剂。当然，组合也是可能的。其中提取试剂在酯化反应前提供至反应介质的实施方案具有优势：任何乳酸甲酯一旦形成，则被转移至提取剂层。由于乳酸甲酯随后由此有效地从反应混合物脱除，这导致提高的酯化率。提取剂应该满足以下的要求：它应该能够形成两相系统和它不应该与乳酸、甲醇或乳酸甲酯反应至明显程度(例如如果存在的话则小于2％)。优选提取剂的沸点使得它可以通过蒸发脱除，例如小于200℃。适合的提取剂的例子为脂肪烃和芳烃，例如烷烃和芳族化合物、酮和醚。还可以使用各种化合物的混合物。已经发现选择特定组的提取剂是本专利技术优选的实施方案，因为它们组合了高反应速率与高乳酸甲酯收率和有效分离乳酸甲酯与乳酸以及提取剂中高的乳酸甲酯浓度，这允许有效的进一步处理。因此，优选提取剂包括选自C5+酮、C3-C10醚和C6-C10芳族化合物的一种或多种化合物。在一个实施方案中，提取剂包括C5+酮，其中C5+代表具有至少5个碳原子的酮。C9+酮的使用是较不优选的，因为乳酸甲酯在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备乳酸甲酯的方法，所述方法包括以下步骤：‑将含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的盐酸盐的含水液体引入反应条件，由此获得乳酸甲酯，所述盐酸盐选自氯化镁、氯化钙和氯化锌，其中提取剂在形成乳酸甲酯之前、期间和/或之后提供至反应混合物，‑使反应混合物经历液‑液分离步骤，其中将含乳酸甲酯和提取剂的有机相与含溶解的盐酸盐的含水相分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.14 EP 13155241.6;2013.02.14 US 61/764,6281.一种制备乳酸甲酯的方法，所述方法包括以下步骤：-提供含乳酸镁的含水液体，-通过加入HCl使所述含水液体酸化，和在加入HCl之前、之后或同时加入甲醇，-将含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的氯化镁的含水液体引入反应条件，由此获得乳酸甲酯，其中提取剂在形成乳酸甲酯之前、期间和/或之后提供至反应混合物，其中提取剂选自C5+酮、C3-C10醚和C6-C10芳族化合物，-使反应混合物经历液-液分离步骤，其中将含乳酸甲酯和提取剂的有机相与含溶解的氯化镁的含水相分离，-使含溶解的氯化镁的含水相在至少300℃的温度下经历热分解步骤，由此将氯化镁分解为氧化镁和氯化氢。2.权利要求1的方法，其中所述溶解的氯化镁以至少10wt％的量存在。3.权利要求2的方法，其中所述溶解的氯化镁以至少15wt％的量存在。4.权利要求1-3任一项的方法，其中提取剂在酯化反应之前提供至反应介质。5.权利要求1-3任一项的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·范克里肯，A·B·德哈恩，J·范布鲁戈，
申请(专利权)人：普拉克生化公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL