丙交酯的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种进行两次反应性蒸馏然后通过具有侧线采出洗涤塔的主蒸馏塔从乳酸水溶液中连续生产光学纯丙交酯的工艺。第一反应性蒸馏用于制备乳酸低聚物，第二反应性蒸馏用于将由此获得的乳酸低聚物解聚为丙交酯。从第二反应性蒸馏产生的粗丙交酯在与带有侧线采出洗涤塔的主蒸馏塔中进一步纯化。出洗涤塔的主蒸馏塔中进一步纯化。出洗涤塔的主蒸馏塔中进一步纯化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丙交酯的生产工艺

技术介绍

[0001]本专利技术涉及一种进行两次反应性蒸馏然后通过与气相侧线采出洗涤塔连接的主蒸馏塔连续生产光学纯丙交酯的工艺。丙交酯是乳酸的环状二聚体，可用作生产高分子量聚乳酸的中间体。这些聚合物可用于生物医学工业和其他应用中，例如由于这些聚合物具有在形成环境可接受的降解产物的同时被生物和水解降解的能力，从而这些聚合物可以用作可分解的包装材料。
[0002]合成丙交酯的已知方法的实例包括浓缩作为原料的乳酸以减少水含量并促进引发乳酸分子之间开始酯化的步骤、在去除酯化产生的水期间预聚合乳酸以生成乳酸低聚物的步骤以及将由此获得的乳酸低聚物解聚为粗丙交酯的步骤。进行这些浓缩、预聚合和解聚的方法是本领域已知的，例如美国专利第6326458号。
[0003]本领域公知的，乳酸包含两种光学异构体，即(R)
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乳酸和(S)
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乳酸。因此，从乳酸的对映异构体形成丙交酯产生了三种具有不同几何结构的立体异构体，分别为(R，R)
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丙交酯(或D
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丙交酯)、(S，S)
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丙交酯(或L
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丙交酯)和(R，S)
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丙交酯(或内消旋丙交酯)。在实践中，进料到系统的粗乳酸含有选自(S)
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乳酸和(R)
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乳酸的两种乳酸中的一种作为主要组分。因此，通过解聚产生的粗丙交酯包含大部分的光学纯丙交酯(L
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丙交酯或D
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丙交酯)、小部分的内消旋丙交酯以及小得多的量的剩余的第三种丙交酯。
[0004]虽然美国专利第6326458号中描述的这种三步法使得能够从乳酸水溶液中获得粗丙交酯，该工艺的一个缺点是随着乳酸被浓缩并预聚合到乳酸低聚物的过程中，乳酸接触升高的温度逐步增加。起始乳酸通常具有非常高的光学纯度，其中(S)
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乳酸更具商业性。然而，在这些条件下发生一些外消旋，例如，(S)
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乳酸转化为(R)
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乳酸，这导致主要产物L
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丙交酯的损失和粗丙交酯中内消旋丙交酯的量的增加。这在从光学纯丙交酯(例如L
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丙交酯)分离内消旋丙交酯期间会产生问题。在进行聚合之前可能需要额外的纯化步骤。因此，希望提供一种使乳酸外消旋最小化并增加L
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丙交酯的产率的更有效的方法。
[0005]来自解聚的粗丙交酯不仅包含丙交酯而且还包含其他杂质，例如残余乳酸、水、乳酸低聚物和其他反应副产物。聚乳酸的分子量由丙交酯中羟基杂质的量控制。特别地，在丙交酯中水、乳酸和乳酸低聚物的存在往往会延缓聚合，并且所得聚乳酸将不具有适合其用作生物可降解聚合物的高分子量。已经表明，能够通过基于组分之间的挥发性差异的蒸馏来实现从L
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丙交酯分离杂质。粗丙交酯的主要组分挥发性降低的相对顺序是水、乳酸、内消旋丙交酯、L
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丙交酯、线性乳酸二聚体，它们在常压下沸点分别约为100℃、215℃、250℃、255℃和350℃，线性乳酸三聚体、线性乳酸四聚体等的沸点甚至更高。
[0006]如美国专利第5236560号所述，将含有丙交酯、乳酸、乳酸低聚物和水的粗丙交酯进料至蒸馏塔，其中纯的丙交酯以气相形式从蒸馏塔的侧线采出口排出。
[0007]美国专利第10023553号描述了一种工艺，其中通过解聚制备的粗丙交酯在蒸馏塔之前在反应容器中保持至少5小时的时间，其目的在于以增加乳酸低聚物含量为代价降低乳酸含量。纯的丙交酯以气相形式从蒸馏塔的侧线采出口移出。
[0008]虽然基本上不含乳酸的纯的气相丙交酯能够获得为美国专利第5236560号和美国
专利第10023553号中描述的来自蒸馏塔的侧排产物，其仍含有少量的内消旋丙交酯和乳酸低聚物。由于在蒸馏过程中乳酸与丙交酯的副反应而形成部分乳酸低聚物。纯的丙交酯中残留的乳酸低聚物对聚合过程中的聚合速率产生负面影响，从而产生相对低分子量的聚乳酸。为了获得实际上纯的L
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丙交酯，将纯的气相丙交酯冷凝后并进行进一步的纯化步骤，例如熔融结晶。通过熔融结晶能够容易地将残余的内消旋丙交酯从L
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丙交酯中分离。然而，由于乳酸低聚物往往更粘稠并会粘在丙交酯的表面上，难以通过熔融结晶从丙交酯中除去残留的乳酸低聚物。因此，希望提供一种生产基本上不含乳酸和乳酸低聚物的高度纯化的丙交酯的有效方法，其有利于制备高分子量聚乳酸。

技术实现思路

[0009]本专利技术的一个目的是开发一种基于两次反应性蒸馏(即用于乳酸的浓缩和乳酸低聚物的制备的第一反应性蒸馏和用于解聚由此获得的乳酸低聚物的第二反应性蒸馏)的工艺。
[0010]本专利技术的另一个目的是提供一种用于纯化粗丙交酯的连接有侧线采出洗涤塔的蒸馏塔，通过该蒸馏塔获得基本上不含乳酸和乳酸低聚物的纯的液体丙交酯。
附图说明
[0011]图1是表示根据本专利技术的优选的丙交酯生产系统的示意图。
具体实施方式
[0012]关于常规反应顺序，通过在乳酸浓缩装置中随后在乳酸缩合装置中进行加热来蒸发乳酸中所含的水，其中能够进行乳酸缩合(预聚合)反应以产生乳酸低聚物。根据本专利技术，上述两个装置(即乳酸浓缩器和乳酸缩合反应器)被第一反应性蒸馏所取代。设备的支出和安装第一反应性蒸馏系统所需的空间显著减少。此外，利用第一反应性蒸馏系统具有的优点在于，乳酸的停留时间显著减少，使乳酸外消旋最小化，因此增加目标产物L
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丙交酯的产率。
[0013]根据本专利技术，第一反应性蒸馏系统优选至少包括罐、蒸馏塔、冷凝器和蒸发器。根据工艺条件，罐的方向可以是水平的或竖直的。蒸馏塔可以是常规的塔或具有将塔的内部空间进行分隔的分隔壁的分隔壁塔。冷凝器可以是化学工业中常用的任何类型，包括并流冷凝器和逆流冷凝器。蒸发器不仅提供水蒸发所需的能量，而且是乳酸缩合反应发生之处。
[0014]乳酸水溶液可分别含有例如0重量％至50重量％的水和50重量％至100重量％的乳酸。乳酸水溶液的温度优选在60℃至150℃范围内，更优选在100℃至150℃范围内。
[0015]在第一反应性蒸馏塔中，能够进行乳酸浓缩和乳酸缩合反应，用于生成乳酸低聚物。作为上述乳酸缩合反应的结果得到的乳酸低聚物的平均分子量一般范围为300至10000，优选范围为450至5000，更优选范围为600至2500。
[0016]关于安装在第一反应性蒸馏系统的蒸馏塔中的传质元件的类型，本专利技术没有特别限制。通过使用选自由塔板、散堆填料、规整填料及其任意组合组成的组的合适的传质元件获得良好的结果。然而，规整填料尤其适合作为传质元件，具有减少塔压降和塔内液体滞留的优点。优选地，规整填料的比表面积在50m2/m3至750m2/m3的范围内，更优选在125m2/m3至
500m2/m3的范围内。
[0017]根据本专利技术，第一反应性蒸馏的蒸馏塔配备有至少一个蒸发器。蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学纯丙交酯的连续生产工艺，进行两次反应性蒸馏然后通过具有侧线采出洗涤塔的主蒸馏塔，从乳酸水溶液中连续生产所述光学纯丙交酯。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述两次反应性蒸馏包括用于制备乳酸低聚物的第一反应性蒸馏和用于将由此获得的乳酸低聚物解聚为丙交酯的第二反应性蒸馏。3.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述乳酸水溶液含有0重量％至50重量％的水和50重量％至100重量％的乳酸。4.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述第一反应性蒸馏至少包括罐、蒸馏塔、冷凝器和蒸发器。5.根据权利要求4所述的工艺，其中，所述蒸发器优选为降膜蒸发器、强制循环蒸发器或热虹吸管蒸发器，最优选为降膜蒸发器。6.根据权利要求4所述的工艺，其中，所述蒸馏塔和所述降膜蒸发器优选分别安装在所述罐的顶部，形成单个封闭区域，在所述封闭区域内进行乳酸浓缩、乳酸缩合和相关的蒸馏。7.根据权利要求4所述的工艺，其中，在所述蒸馏塔中执行的蒸馏优选在50mbar以下的减压下进行。8.根据权利要求4所述的工艺，其中，所述蒸馏塔的传质元件选自由散堆填料、规整填料及其任意组合组成的组。9.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述第二反应性蒸馏至少包括罐、蒸馏塔、冷凝器和蒸发器。10.根据权利要求9所述的工...

【专利技术属性】
技术研发人员：眭建军，
申请(专利权)人：聚晟新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：