一种聚乳酸降解制备2-溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法技术

本发明专利技术属于聚乳酸利用技术领域，涉及一种聚乳酸降解制备2

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸降解制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法


[0001]本专利技术属于聚乳酸利用
，涉及一种聚乳酸降解制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸是一种通过糖类化合物发酵成乳酸聚合而成的可再生聚合物，是一种可再生的生物质资源。目前，聚乳酸已经实现规模化生产和应用，已经成为全球范围内产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物可降解塑料。
[0003]2‑
溴丙酸酯类化合物（如2
‑
溴丙酸甲酯和2
‑
溴丙酸乙酯等）是同时含有溴原子和酯键的化合物。基于其具有反应活性的溴原子和酯键官能团，2
‑
溴丙酸酯类化合物被广泛应用于有机合成、医药化工等领域，如以其为起始原料可成合成酯、酰卤、酰胺等衍生物；活性基团溴可发生系列反应，可以用于合成农药。乳酸酯类化合物（如乳酸甲酯和乳酸乙酯等）是同时含有羟基和酯键的化合物，具有较为广泛的用途，如乳酸甲酯和乳酸乙酯可以用作纤维素、油漆、染色素的溶剂；乳酸乙酯还可以用于调配苹果、凤梨、焦糖、乳香等食用香精，也用于朗姆酒、白酒等酒用香精中。
[0004]围绕低碳环保，可再生的生物基材料降解与回收利用成为市场热点。虽然聚乳酸可以在自然界中降解，但该过程通常需要较长时间和特定的降解条件，且其降解产物是二氧化碳与水，无法实现直接快速循环利用。现有专利公开了通过催化剂将聚乳酸醇解制备乳酸酯的相关内容，如专利CN110003009A公开了一种以固载化离子液体[Bmim][OAc]‑
Zn(OAc)2/SBA
‑
15为催化剂醇解废聚乳酸材料（简称PLA）回收乳酸甲酯的方法，包括以下步骤：按质量比
mPLA:m催化剂
＝1:0.002
‑
0.1，摩尔比
nPLA：n甲醇
＝1:1
‑
10，将PLA、甲醇和催化剂[Bmim][OAc]‑
Zn(OAc)2/SBA
‑
15加入到反应釜中，在90
‑
130℃下进行醇解反应，反应结束经过滤回收催化剂、旋蒸回收未反应的甲醇、减压蒸馏收集产品乳酸甲酯，PLA的转化率可达100％，产品乳酸甲酯的收率可达95％以上，纯度达99％，催化剂固载化离子液体[Bmim][OAc]‑
Zn(OAc)2/SBA
‑
15可直接回用。但该专利中离子液体、载体均需要进行制备，且制备方法复杂、耗时较长，成本高，不适合进行工业化生产，且没有使聚乳酸的价值得到充分发挥。因此，开发新的高效技术，把聚乳酸或者聚乳酸固废转化为高价值化学品（如2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物）具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术提出一种聚乳酸降解制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法。本专利技术以绿色可再生的聚乳酸为原料，高产率制备了2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物。其制备方法具有简单、反应条件温和、收率高的特点。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种聚乳酸降解制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法，将聚乳酸与
溴化氢溶液或溴化氢气体在密闭环境下，进行第一阶段反应，得反应液；然后向反应液中加入低分子醇，进行第二阶段反应，反应结束后，得到2
‑
溴丙酸酯类化合物（如2
‑
溴丙酸甲酯或2
‑
溴丙酸乙酯）和乳酸酯类化合物。
[0007]进一步，所述溴化氢溶液为溴化氢乙酸溶液或氢溴酸溶液。
[0008]进一步，所述溴化氢溶液为溴化氢乙酸溶液时，溴化氢乙酸溶液的质量分数为33%。
[0009]进一步，所述溴化氢溶液为氢溴酸溶液时，氢溴酸溶液的质量分数为48%。
[0010]进一步，所述聚乳酸与溴化氢乙酸溶液的质量体积比为0.4g:（1
‑
4）mL。
[0011]进一步，所述聚乳酸与氢溴酸溶液的质量体积比为0.4g:（1
‑
4）mL。
[0012]进一步，所述聚乳酸与溴化氢气体的质量体积比为0.2g:（10
‑
20）mL。
[0013]进一步，所述第一阶段反应的温度为70
‑
120℃。
[0014]进一步，所述第一阶段反应的时间为1
‑
48h。
[0015]进一步，过低的反应温度（如50℃）所需反应时间过长；过高的反应温度（如120℃）能耗高、反应溶剂蒸气压大且容易生成其它副产物。
[0016]进一步，控制反应温度在70
‑
110℃之间，升高温度和适度延长时间有利于2
‑
溴丙酸酯类化合物的合成。
[0017]进一步，所述的低分子醇为包括甲醇或乙醇。
[0018]进一步，所述聚乳酸与低分子醇的质量体积比为0.4g:（2
‑
4）mL。
[0019]进一步，所述第二阶段反应的温度为40
‑
50℃。
[0020]进一步，所述第二阶段反应的时间为1
‑
2h。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了以绿色可再生聚乳酸为原料，在温和温度下通过简单的反应工艺实现2
‑
溴丙酸酯类化合物（如2
‑
溴丙酸甲酯、2
‑
溴丙酸乙酯）和乳酸酯类化合物（如乳酸甲酯和乳酸乙酯等）的制备。其制备方法实现了将聚乳酸高收率制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的目的，实现了聚乳酸的高附加值转化。并且本专利技术提供的制备方法在基于原料聚乳酸质量进行产物产率计算时，制备得到的2
‑
溴丙酸甲酯产率最高可达123%、乳酸甲酯产率最高可达135%。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例1进行反应前的样品图。
[0024]图2为本专利技术实施例1进行第一阶段反应后的样品图。
[0025]图3 为本专利技术实施例1进行第二阶段反应后的样品图。
[0026]图4为本专利技术实施例1第二阶段反应后所得的甲酯产品气质联用（GC
‑
MS）分析图。
[0027]图5为本专利技术实施例1第二阶段反应后第二阶段反应后所得甲酯产品气相色谱
‑
氢离子火焰检测器（GC
‑
FID）分析图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸降解制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法，其特征在于：将聚乳酸与溴化氢溶液或溴化氢气体在密闭环境下，进行第一阶段反应，得反应液；然后向反应液中加入低分子醇，进行第二阶段反应，反应结束后，得到2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物。2.根据权利要求1所述的聚乳酸降解制备2
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溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法，其特征在于：所述溴化氢溶液为溴化氢乙酸溶液或氢溴酸溶液。3.根据权利要求2所述的聚乳酸降解制备2
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溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法，其特征在于：所述溴化氢溶液为溴化氢乙酸溶液时，溴化氢乙酸溶液的质量分数为33%。4.根据权利要求2所述的聚乳酸降解制备2
‑
溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法，其特征在于：所述溴化氢溶液为氢溴酸溶液时，氢溴酸溶液的质量分数为48%。5.根据权利要求3所述的聚乳酸降解制备2
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溴丙酸酯类化合物和乳酸酯类化合物的方法，其特征在于：所述聚乳酸与溴化氢乙酸溶液的质量体积比为0.4g:（1
‑
4）mL，所述聚乳酸与氢溴酸溶液的质量体积比为0.4g:（1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：康世民，蓝莘萌，梁建豪，陈锦涛，李俊樵，黄子稚，冯奕菲，何伟鑫，郑希婷，陈周华，谭在明，徐勇军，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：