羧酸酯的制备制造技术

公开了一种方法，其中将羧酸在第一溶剂中的溶液和醇加入到装有固体的模拟流动床反应器（ＳＭＢＲ）中以产生含羧酸酯和醇的溶液的第一物流和含第一溶剂的第二物流。ＳＭＢＲ中存在的固体有利于酯化反应以及从羧酸中分离第一溶剂。所述方法对于由含溶解的２－酮－Ｌ－古洛糖酸（ＫＬＧ）的含水发酵肉汤制备２－酮－Ｌ－古洛糖酸烷基酯（ＡＫＬＧ）的链烷醇溶液特别有用，它是通过将发酵肉汤和链烷醇加入到装有固体酸性酯化催化剂的模拟流动床反应器中以产生含ＡＬＫＧ的链烷醇溶液的物流。所述ＡＬＫＧ的链烷醇溶液可直接用于将ＡＬＫＧ转化为抗坏血酸（维生素Ｃ）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及羧酸酯的制备方法。更具体地说，本专利技术涉及下述方法即将羧酸在第一溶剂中的溶液和醇加入到装有固体的模拟流动床反应器(SMBR)中，以产生第一物流和第二物流，所述第一物流含所述羧酸的酯与所述醇的溶液，所述第二物流含包含在醇中的第一溶剂。存在于SMBR中的固体促进酯化反应和及第一溶剂从羧酸中的分离。在生产抗坏血酸的整个工艺中，2-酮-L-古洛糖酸(KLG)的酯化是重要工业酯化步骤的一个例子。已知的生产抗坏血酸的工业方法包括四个主要部分(1)发酵部分，其中对糖如葡萄糖或山梨糖进行发酵产生2-酮-L-古洛糖酸(KLG)；(2)纯化和分离无水KLG；(3)通过与醇通常是甲醇的酯化将经分离的KLG转化为烷基KLG酯(AKLG)；(4)用化学计量量的碱对AKLG进行环化产生L-抗坏血酸。该方法由最初的Reichstein Process(T.Reichstein，A.Grussner，Helv.Chim.Acta 17，311页，1934)演变而来。在用于由发酵衍生的KLG生产抗坏血酸的传统工艺中，通过结晶和干燥将所述KLG作为固体从含水发酵肉汤中分离出来。由于酯化反应受平衡限制，通常分离的KLG必须不含水以在随后的酯化步骤中以可接受的收率得到KLG的酯。蒸发水以得到无水KLG需要大量的能量，并且蒸发水所需要的设备增加了投资成本。如果利用KLG一水合物，而不是无水KLG，则在酯化期间需要除去水合水的附加步骤，如公开的PCT专利申请WO99/03853所述。另外，在KLG的结晶期间，不能回收存在于母液流中的大量KLG。除了存在于用于制备酯的KLG固体中的水之外，酯化反应期间形成的水限制了平衡转化。任何未反应的KLG都会导致收率降低。如果使用均相酸催化剂如硫酸或盐酸来催化KLG酯的酯化，则需要除去酸性催化剂或其盐。因此，目前用于抗坏血酸生产的工艺存在几个缺点，如(1)在分离无水KLG的情况下需要高能量以及高投资和操作成本；(2)在纯化KLG期间损失收率；(3)在水的存在下KLG不能完全转化为其酯，所述水是在酯化期间形成的水和/或在KLG制备工艺中所留存下来的存在于KLG中的水；(4)除去均相酸酯化催化剂。文献中描述了多种对生产抗坏血酸的传统工艺的改进。针对分离干燥KLG固体所涉及的能量和资本成本，美国专利6,146,534中提出了一种通过同时除去水和加入甲醇来交换溶剂的方法。在专利6,146,534中描述的溶剂交换过程中，向填充了碱性树脂的模拟流动床(SMB)装置中加入羧酸的含水物流。将有机溶剂如甲醇用作分离剂以产生(1)含溶剂中的羧酸并基本上不含水的产物流和(2)含甲醇中的水的废液流。美国专利6,153,791中描述了一种类似的使KLG脱水的溶剂交换法。含水KLG进料流含作为杂质的大量糖如发酵残余的山梨糖，其也随含水废液流一起被除去，从而纯化KLG。在这两种方法中，尽管从含水KLG溶液中除去了大量的水，但一起水仍存在于含KLG的有机溶剂流中。由于专利6,146,534和6,153,791中公开的方法仅实现了分离，需要增加一个酯化KLG的步骤。在酯化步骤中，来自分离步骤的残余水和反应期间形成的水限制了KLG向其酯的平衡转化。仍需要除去用于酯化的均相酸催化剂。可以在反应进行的同时除去水或酯来增加酯化程度。WO9903853中公开了KLG的酯化可以在一个两步法中进行，其中可以通过对2-酮-L-古洛糖酸甲酯进行结晶，并结合有效除去水来促使反应完成。该方法需要多个结晶步骤以及固液分离设备。德国专利申请DE 199 38980 A1中公开了一种在酸催化剂的存在下通过用C1-C10醇酯化KLG来制备C1-C10烷基KLG酯的方法，其中所述酯化在热表面的液态膜中进行，并同时除去水。该方法操作简单但需要大量能量和大量的醇溶剂作为除水的载体。该工艺不能除去杂质。其他已知的提高酯化程度的手段包括在下述文献中所述的用于在酯化期间选择性除去水的膜反应器，例如Feng和Huang的Studies of a membrane reactorEsterification Facilitated by Pervaporation(膜反应器的研究通过全蒸发促进的酯化)，Chemical Engineering Science，51卷，20期，4673-4679页，1996；Jennings等人的美国专利2,956,070；Okomoto等人的Pervaporation-aided Esterificatoin of Oleic acid(油酸的全蒸发辅助酯化)，Journal of Chemical Engineering of Japan，26卷，5期，475-481页，1993；Kwon等人的Removal of Water Produced from Lipase-CatalyzedEsterification in Organic Solvent by Pervaporation(通过全蒸发除去在有机溶剂中的脂肪酶催化酯化所产生的水)，Biotechnology andBioengineering，46卷，393-395页，1995；Keurentjes的The Esterificationof Tartaric Acid With EthanolKinetics and Shifting the Equilibrium byMeans of Pervaporation(酒石酸与乙醇的酯化动力学和通过全蒸发手段推进平衡)，Chemical Engineering Science，49卷，24A期，4681-4689页，1994；Xiuyuam等人的Modified Aromatic Polyimide MembranePreparation and Pervaporation Results for Esterification System(改进的芳族聚酰亚胺膜制备和酯化体系的全蒸发效果)，Water Treatment，10，115-120页，1995。模拟流动床反应器是提议的另一种供选择的增加酯化程度的设备。参见，例如Kawase等人的Increased EsterificationConversion By Application Of The Simulated Moving-Bed Reactor(通过应用模拟流动床反应器提高酯化转化)，Chemical Engineering Science，51卷，11期，2971-2976页，1996；Mazzotti等人的Dynamics Of AChronatographic ReactorEsterification Catalyzed By Acidic Resins(层析反应器的动力学由酸性树脂催化的酯化反应)，Ind.Eng.Chem.Res.1997，36，3163-3172；美国专利5,405,992。这些出版物提出了除去羧酸酯化过程中形成的水的各种方法。本专利技术提供的方法与这些公开方法的不同之处在于本专利技术的方法在除去酯化过程中形成的水的同时完成溶剂交换。可以用硫酸或其他强酸催化剂由在无水甲醇中的KLG一水合物来制备KLG的酯。如果使用均相酸，则需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备羧酸酯的溶液的方法，它包括下述步骤：Ⅰ．向模拟流动床反应器中加入（ｉ）处于包含羧酸和第一溶剂的溶液形式的羧酸、（ｉｉ）醇和（ｉｉｉ）可与第一溶剂溶混的第二溶剂，所述反应器中装有不溶于水和醇的固体，它能够催化羧酸的酯化，对羧酸和第 一溶剂具有不同的亲和力；其中所述羧酸和醇反应形成羧酸酯，和Ⅱ．从模拟流动床反应器中除去（ｉ）含有羧酸酯在第二溶剂中的溶液的第一液流和（ｉｉ）含有第一溶剂和在羧酸酯化过程中形成的水的第二液流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BK阿鲁姆加姆，LW布莱尔，BW博伊德，NA科林斯，DA拉金，ST佩里，CW辛克，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]