一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法技术

本发明专利技术属于高分子材料合成技术领域，具体涉及一种meso‑丙交酯和D,L‑丙交酯的混合丙交酯的纯化方法。本发明专利技术以异丙醇作为溶剂对粗丙交酯进行重结晶法纯化。具体步骤包括：(1)将粗丙交酯过滤，得到固体部分A和液体部分A；(2)以异丙醇作为溶剂对所述液体部分A进行纯化；(3)以异丙醇作为溶剂对所述固体部分A进行纯化，步骤(2)和(3)得到同时含meso‑丙交酯和D,L‑丙交酯的丙交酯混合物。本发明专利技术方法能够同时保留粗丙交酯中的meso‑丙交酯和D,L‑丙交酯，相比于现有的重结晶纯化粗丙交酯的方法，本发明专利技术能够显著提高丙交酯的总收率，应用前景良好。

【技术实现步骤摘要】
一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法
本专利技术属于高分子材料合成
，具体涉及一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法。
技术介绍
聚乳酸是一种可降解聚酯，力学性能和可加工性能优异，可作为传统聚合物材料的替代品。聚乳酸已实现了工业化生产，其中丙交酯是工业合成聚乳酸的重要原料。以D,L-乳酸为原料合成的粗丙交酯中同时含外消旋丙交酯(D,L-丙交酯)和内消旋丙交酯(meso-丙交酯)，meso-丙交酯与D,L-丙交酯的比例约为40:60。除此以外，粗丙交酯中还含有乳酸、乳酸二聚体、乳酸三聚体和水等杂质，因此粗丙交酯在常温下是一种固液混合物。在现有的聚乳酸生产工艺中，仅使用D,L-丙交酯作为生产原料，因此，现有技术通常是以保留D,L-丙交酯为目的对粗丙交酯进行纯化。现有的粗丙交酯纯化方法主要包括溶剂重结晶法和精馏法。溶剂重结晶法通常是先过滤除去固液混合物中的液体部分，再用乙醇、乙酸乙酯等对固体部分进行重结晶纯化。由于meso-丙交酯易溶解于乙醇和乙酸乙酯，因此，纯化后的丙交酯中通常只含D,L-丙交酯，而固体部分中的meso-丙交酯几乎全部随溶剂流失。精馏法是基于meso-丙交酯与D,L-丙交酯在物理性能上有显著差异。meso-丙交酯的熔点为53℃，D,L-丙交酯熔点为124℃-128℃；在相同压力下，meso-丙交酯与D,L-丙交酯的沸点相差7℃左右。在高真空条件下，利用粗丙交酯中各组分的挥发性差异，在精馏塔内进行多次部分汽化与冷凝，最终在汽相中富集低沸点组分，而在液相中富集高沸点组分，从而到达各组分的分离纯化。然而，随着本领域技术的发展，人们发现不同构型的丙交酯也可以进行共聚。例如，庞烜等(丙交酯开环聚合立体选择型催化剂:2005年全国高分子学术，论文报告会[C],中国北京,2005)指出，meso-丙交酯或者D,L-丙交酯(L-丙交酯和D-丙交酯的等摩尔量混合物)聚合，可以得到无规立构和不均匀有规立构聚乳酸，它们是非晶聚合物。有研究发现，通过L-丙交酯与其它类型的丙交酯(D-丙交酯、D,L-丙交酯和meso-丙交酯)共聚，可以改变材料的分子链结构，进而改变材料性能。因此，在某些聚乳酸的生产工艺中，人们希望使用meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合物作为生产原料。然而，现有的粗丙交酯提取工艺中，要么只能保留D,L-丙交酯，要么需要采用成本较高的精馏法将meso-丙交酯和D,L-丙交酯分别进行分离。现有技术仍然缺少一种简单高效的方法，能够以meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合物作为保留的目标产物进行粗丙交酯的纯化。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法，实现了通过重结晶法，得到纯化后的meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合物。一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法，以异丙醇作为溶剂对粗丙交酯进行重结晶法纯化。优选的，包括如下步骤：(1)将粗丙交酯过滤，得到固体部分A和液体部分A；(2)以异丙醇作为溶剂对所述液体部分A进行纯化，得到同时含meso-丙交酯和D,L-丙交酯的丙交酯混合物；(3)以异丙醇作为溶剂对所述固体部分A进行纯化，得到同时含meso-丙交酯和D,L-丙交酯的丙交酯混合物。优选的，步骤(2)具体包括如下步骤：(2.1)在15℃～45℃条件下，向所述液体部分A中加入异丙醇，于-20℃～4℃环境中静置5小时以上，过滤，收集固体；(2.2)将得到的固体在15℃～45℃条件下溶于异丙醇中，再在-20℃～4℃环境中静置5小时以上使丙交酯结晶析出，过滤，收集固体；(2.3)重复步骤(2.2)2～5次，即得。优选的，步骤(2.1)中，所述异丙醇与所述液体部分A的用量体积比为(2～4):1；和/或，步骤(2.2)中，所述异丙醇与所述固体的用量比为(1～3):1mL/g。优选的，步骤(2.1)中，所述异丙醇与所述液体部分A的用量体积比为(2～3):1；和/或，步骤(2.2)中，所述异丙醇与所述固体的用量比为(1～3):1mL/g。优选的，步骤(3)具体包括如下步骤：(3.1)在15℃～45℃条件下，向所述固体部分A中加入异丙醇，过滤，得到固体部分B和液体部分B；(3.2)对所述固体部分B，按照步骤(3.1)的方法重复分离3～10次，得到纯D,L-丙交酯；(3.3)将步骤(3.1)得到的液体部分B和步骤(3.2)得到的所有液体合并，得到液体部分C，将所述液体部分C在-20℃～4℃环境中静置5小时以上，过滤，收集固体；(3.4)将得到的固体在15℃～45℃条件下溶于异丙醇中，再在-20℃～4℃环境中静置5小时以上使丙交酯结晶析出，过滤，收集固体；(3.5)重复步骤(3.4)2～5次，即得同时含meso-丙交酯和D,L-丙交酯的丙交酯混合物。优选的，步骤(3.1)中，所述异丙醇与所述固体部分B的用量比为(1～3):1mL/g；和/或，步骤(3.4)中，所述异丙醇与所述固体的用量比为(1～3):1mL/g。优选的，步骤(3.1)中，所述异丙醇与所述固体部分B的用量比为1.67:1mL/g；和/或，步骤(3.4)中，所述异丙醇与所述固体的用量比为1.67:1mL/g。优选的，粗丙交酯是以D,L-乳酸为原料裂解环化得到的。所述粗丙交酯中meso-丙交酯和D,L-丙交酯的总含量为80-90％。粗丙交酯中的杂质为乳酸、乳酸二聚体、乳酸三聚体和水等。采用D,L-乳酸为原料裂解环化得到的粗丙交酯，meso-丙交酯和D,L-丙交酯的总含量通常为80-90％，均可以采用本专利技术方法纯化。本专利技术还提供上述纯化方法得到的丙交酯。本专利技术仅使用异丙醇一种溶剂就能同时达到除去粗丙交酯中杂质，回收meso-丙交酯和D,L-丙交酯的目的，对设备无特殊要求，操作简单，大幅度减少了meso-丙交酯的流失，还降低了丙交酯的成本。而且，传统工艺中，无论是精馏法还是重结晶法，通常将粗丙交酯中分离的液体部分作为废液处理掉，而本专利技术采用异丙醇从液体部分中回收了近25％的纯丙交酯，其中近76％是meso-丙交酯，从而进一步提高了丙交酯的得率，降低了丙交酯的成本。本专利技术技术对丙交酯的回收率可以达到68.6％，而采用常规的基于乙醇和乙酸乙酯的纯化方法时，丙交酯的回收率最高只有37.2％。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1为本专利技术实施例1的流程示意图；图2为粗丙交酯液体部分15℃溶解重结晶3次的丙交酯的核磁共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法，其特征在于：以异丙醇作为溶剂对粗丙交酯进行重结晶法纯化。/n

【技术特征摘要】
1.一种meso-丙交酯和D,L-丙交酯的混合丙交酯的纯化方法，其特征在于：以异丙醇作为溶剂对粗丙交酯进行重结晶法纯化。


2.按照权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将粗丙交酯过滤，得到固体部分A和液体部分A；
(2)以异丙醇作为溶剂对所述液体部分A进行纯化，得到同时含meso-丙交酯和D,L-丙交酯的丙交酯混合物；
(3)以异丙醇作为溶剂对所述固体部分A进行纯化，得到同时含meso-丙交酯和D,L-丙交酯的丙交酯混合物。


3.按照权利要求2所述的纯化方法，其特征在于，步骤(2)具体包括如下步骤：
(2.1)在15℃～45℃条件下，向所述液体部分A中加入异丙醇，于-20℃～4℃环境中静置5小时以上，过滤，收集固体；
(2.2)将得到的固体在15℃～45℃条件下溶于异丙醇中，再在-20℃～4℃环境中静置5小时以上使丙交酯结晶析出，过滤，收集固体；
(2.3)重复步骤(2.2)2～5次，即得。


4.按照权利要求3所述的纯化方法，其特征在于：步骤(2.1)中，所述异丙醇与所述液体部分A的用量体积比为(2～4):1；和/或，步骤(2.2)中，所述异丙醇与所述固体的用量比为(1～3):1mL/g。


5.按照权利要求4所述的纯化方法，其特征在于：步骤(2.1)中，所述异丙醇与所述液体部分A的用量体积比为(2～3):1；和/或，步骤(2.2)中，所述异丙醇与所述固体的用量比为1.67:1mL/g。


6.按照权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗彦凤，王远亮，胡雪雪，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50