乳酸酯制造方法技术

本发明专利技术提供一种用于制造乳酸之方法。该方法包含(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物；(b)使至少一部分该乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；(c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠；及(d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中。亦提供用于制造乳酸烷基酯、寡聚乳酸、交酯、乳酰乳酸烷基酯、聚乳酸、丙二醇及丙烯酸之方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术系关于自醣制造乳酸及乳酸C1-6烷基酯之方法。本专利技术亦关于制造相关产品，诸如寡聚乳酸、交酯、乳酰乳酸烷基酯及/或聚乳酸之方法。
技术介绍
乳酸为重要工业化学品，其在生物聚合物工业中用作原料。现今，几乎所有大规模制造之市售乳酸系藉由酦酵法制造，参见例如StrategicAnalysisoftheWorldwideMarketforBiorenewableChemicalsM2F2-39,Frost及Sullivan,2009。在典型酦酵法中，用微生物酦酵生物质以产生D-或L-乳酸，最通常L-乳酸。诸如Cargill及Purac(现为Corbion)之公司操作大规模酦酵法以制造光学活性乳酸。许多专利公开案系关于自酦酵混合物回收乳酸，其可为具挑战性的，且大量专利文献依赖于制备乳酸与胺之间的错合物以用于回收(参见例如US4,444,881、US5,510,526)。已知自碳水化合物制备乳酸之化学法。举例而言，GB400,413(回溯至1933年)描述一种制备乳酸或乳酸酯的改良方法，其包含使含碳水化合物之物质与强碱在至少200℃之温度下、较佳在至少20个大气压之压力下反应，及藉由将硫酸或硫酸锌添加至反应混合物中来回收由此制造的乳酸。乙醛之氢氰化亦已用作获取乳酸之合成途径。WO2012/052703描述一种制造乳酸及氨或胺之错合物之改良方法，其不涉及藉由酦酵制造乳酸。该方法包含使一或多种醣与氢氧化钡反应以产r>生包含乳酸钡之第一反应混合物，且使至少一部分第一反应混合物与氨或胺以及与二氧化碳，或与氨或胺之碳酸盐及/或碳酸氢盐接触以产生包含错合物及碳酸钡之第二反应混合物。涉及制备钡盐之此方法相比于先前技术方法具有显着优势。然而，其确实具有一些缺点：具体言之，若需要再循环钡，则需要碳酸钡煅烧步骤。煅烧(calcination，亦称为calcining)为在不存在施用于矿石及其他固体材料之空气之情况下引起挥发性馏份之热分解、相变或移除之热处理方法。煅烧方法自其最常见应用，碳酸钙(石灰石)分解为氧化钙(石灰)及二氧化碳而得出其名称。典型地使用术语煅烧及煅料(煅烧产物)而不管经历热处理之实际矿物质。尽管碳酸钡煅烧为可行的，但该技术当前未以工业规模广泛操作。另外，在工业规模上进行WO2012/052703中所述之方法需要经调适以处理及运输大量钡盐之设施。存在用于大规模使用钡盐之处理解决方案。然而，仍需要用于产生乳酸及相关物质之改良方法，其仍提供错合物之可接受产率但其避免与使用钡盐相关之缺点。
技术实现思路
在第一态样中，本专利技术提供一种制造乳酸之方法，其包含：(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物；(b)使至少一部分乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；(c)将至少一部分氯化钠转化为氯气及氢氧化钠；及(d)将步骤(c)中产生之至少一部分氢氧化钠再循环至步骤(a)中。附图说明图1显示本专利技术之方法之较佳具体实例。图2显示图1中显示之具体实例的一部分之变化形式，其中使用复数个并联的酯化反应器而非单一酯化反应器。图3显示图1中显示之具体实例的一部分之变化形式，其中使用复数个串联的酯化反应器而非单一酯化反应器。具体实施方式在本专利技术之方法之第一态样中，使富含醣之液流与氢氧化钠反应。存在于该液流中之醣可为单醣、二醣、三醣、寡醣或聚醣，其中双醣且尤其单醣较佳。较佳地，富含醣之液流为富含单醣之液流。在一些较佳具体实例中，存在于该富含醣之液流中之至少50wt％之醣、至少60wt％之醣、至少70wt％之醣、至少80wt％之醣、至少90wt％之醣、至少95wt％之醣为单醣。适合之单醣包括例如己醣单醣，例如葡萄糖、果糖、阿洛酮糖、半乳糖及甘露糖，及戊糖单醣，例如阿拉伯糖、木糖、核糖、木酮糖及核酮糖。在一个具体实例中，富含醣之液流包含葡萄糖。在另一具体实例中，富含醣之液流包含果糖。在另一具体实例中，富含醣之液流包含甘露糖。在另一具体实例中，富含醣之液流包含木糖。醣之混合物可存在于富含醣之液流中。举例而言，可存在两种或两种以上单醣之混合物，例如葡萄糖与果糖之混合物。单醣可自任何已知单醣来源获得，例如高碳醣，诸如蔗糖、淀粉或纤维素。在一些具体实例中，富含醣之液流可含有例如藉由使用蔗糖酶或转化酶之酶促水解，或藉由在诸如硫酸、柠檬酸或抗坏血酸之酸性催化剂存在下加热双醣获自蔗糖之葡萄糖与果糖(称为转化糖)之混合物。在一些具体实例中，富含醣之液流可含有藉由例如玉米、稻谷或马铃薯的生物质原料中包含之淀粉之酶促水解(例如使用淀粉酶)获得之葡萄糖。在一些具体实例中，富含醣之液流可含有藉由生物质原料中包含之纤维素之水解(例如使用一或多种纤维素酶之酶促水解)获得之葡萄糖。富含醣之液流可含有除醣以外的组分，例如其可包括生物质之其他组分，诸如木质素或木质素衍生之产物。亦可例如存在来自加工生物质之废化学品。水将典型地存在。在一些具体实例中，除存在于富含醣之液流中之水以外至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％、至少95wt％之材料为醣(例如单醣)。在水存在下进行醣与氢氧化钠之间的反应。如上所述，一些醣源含有水，且该等原料可容易地用于本专利技术之方法中。在某些具体实例中，可在额外水(亦即除存在于起始材料中之水以外的水)之存在下进行醣与氢氧化钠之间的反应。醣与氢氧化钠之间的反应在必要时亦可在一或多种有机溶剂(例如含氧物，诸如醇、酯、醚或酮)存在下进行；及/或在一或多种反应性萃取剂(诸如胺)存在下进行。然而，在一较佳具体实例中，醣与氢氧化钠之间的反应在有机溶剂不存在下发生，亦即水为唯一溶剂。在一些具体实例中，用于步骤(a)中之水之总量与醣之重量比在0.5:1至9:1范围内，更佳在1.25:1至4:1范围内，更佳在1.5:1至4:1范围内，最佳在3:1至4:1范围内。氢氧化钠与醣反应产生乳酸钠。任何形式之氢氧化钠可用于本专利技术之方法中。氢氧化钠源(诸如氧化钠)可用于本专利技术之方法中，氧化钠在水存在下转化成氢氧化钠。产生之氢氧化钠与醣原位反应以产生乳酸钠。氢氧化钠与醣之比应足以实现醣至乳酸钠之良好转化。较佳地，氢氧化钠与醣(以单醣计算)之莫耳比为至少2:1。可使用过量之氢氧化钠，例如氢氧化钠与醣(以单醣计算)之莫耳比可为高达10:1。在一些较佳具体实例中，氢氧化钠与醣(以单醣计算)之莫耳比在2:1至6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造乳酸之方法，其包含：(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物；(b)使至少一部分该乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；(c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠；及(d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 GB 1315929.81.一种用于制造乳酸之方法，其包含：
(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之
反应混合物；
(b)使至少一部分该乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；
(c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠；及
(d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中。
2.如权利要求1之方法，其中该富含醣之液流为富含单醣之液流。
3.如权利要求1或2之方法，其中该富含醣之液流与氢氧化钠在10至
160℃范围内之温度下反应。
4.如权利要求1至3中任一项之方法，其中氢氧化钠与以单醣计算之醣
之莫耳比在1.5:1至6:1范围内。
5.如权利要求1至4中任一项之方法，其中步骤(b)包含将至少一部分
来自步骤(a)之该反应混合物与HCl以及与C3-6烷基醇掺合以产生包
含乳酸及氯化钠之两相混合物。
6.如权利要求5之方法，其中在步骤(b)之后，氯化钠及水藉由液-液相
分离与乳酸分离。
7.如权利要求5或6之方法，其中该C3-6烷基醇为正丁醇。
8.一种用于制造乳酸C1-6烷基酯之方法，其包含：
藉由如权利要求1至6中任一项定义之方法制造乳酸；及
使至少一部分该乳酸与C1-6烷基醇反应以产生对应乳酸烷基酯。
9.如权利要求8之方法，其中该C1-6烷基醇为正丁醇。
10.如权利要求1至9中任一项之方法，其中至少一部分在步骤(c)中产

\t生之该氯气与氢气反应以产生HCl。
11.如权利要求10之方法，其中至少一部分该HCl再循环至步骤(b)中。
12.如权利要求8至11中任一项之方法，其中该方法包含：
(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之
反应混合物；
(b)使至少一部分该乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；
(b\)使至少一部分该乳酸与C1-6烷基醇反应以产生对应乳酸烷基酯；
(b″′)分离固体氯化钠与该乳酸C1-6烷基酯；
(c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠；
(d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中；
(e)使步骤(c)中产生之至少一部分该氯气与氢气反应以产生HCl；
及
(f)将步骤(e)中产生之至少一部分该HCl再循环至步骤(b)中。
13.如权利要求8至12中任一项之方法，其中该方法包含：
(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之
反应混合物；
(b)使至少一部分该乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·多尼根，菲利普·詹姆斯·古迪尔，爱德华·莱斯利·马歇尔，乌尔维什·拉梅什钱德拉·潘德亚，阿吉特库马尔·穆昆德雷·帕特尔，
申请(专利权)人：普拉克西卡有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB