【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物化工领域，具体涉及一种丙交酯的制备方法及其制备的丙交酯。
技术介绍
1、在二十一世纪，聚乳酸已成为继金属材料、无机材料和高分子材料之后的“第四类新材料”。由l-乳酸聚合而成的聚乳酸具有良好的生物可降解性和生物相容性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。该材料适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用领域广泛，可用于加工从工业到民用的各种塑料制品，是传统石油基塑料的最佳替代品，其二氧化碳排放量与普通塑料相比可减少60％。
2、工业上主要通过两步法来合成聚乳酸：以乳酸及其衍生物为原料经缩聚-解聚得到丙交酯，纯化后的丙交酯再经过开环聚合得到高分子量聚乳酸。丙交酯作为合成聚乳酸的中间体，直接决定了聚乳酸的推广和应用。目前生产丙交酯主流采用金属锡类催化剂，如辛酸亚锡、氯化亚锡、氧化亚锡等。该催化剂易在丙交酯内形成残留，不利于绿色环保的理念，而且还存在着难回收、重金属污染等问题，严重制约了聚乳酸的工业化生产。因此，寻求一种高效无毒的催化剂用于制备高纯度丙交酯，对于推动高品质聚乳酸绿色高效生产制造至关重要。
技术实现思路
1、为解决现有技术中由乳酸制备丙交酯的过程中产品收率低以及催化剂回收难的问题，本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法。本专利技术创造性地将介孔分子筛负载催化活性成分的改性催化剂应用于乳酸制备丙交酯的反应中，显著提高了丙交酯的产率、缩短了丙交酯的制备周期且所得粗丙交酯中内消旋丙交酯、乳酸及低聚体含量均较低，具有良好的
2、本专利技术提供了一种丙交酯的制备方法，即低聚乳酸在介孔分子筛负载锌类催化剂的作用下进行解聚生产丙交酯。
3、在一些具体地实施方式中，所述的低聚乳酸的分子量在3000以下，可为500～3000，例如1000、1500或2000。在本领域中，所述低聚乳酸为合成丙交酯的原料。
4、在一些具体地实施方式中，所述低聚乳酸的种类包括低聚l-乳酸、低聚d-乳酸和低聚d,l-乳酸中的任意一种或两种以上的组合。
5、在一些具体地实施方式中，所述低聚乳酸是通过乳酸脱水缩聚形成的低分子量聚合物，例如可以通过对乳酸减压蒸馏或常压气流工艺获得。其中，所述脱水缩聚可为本领域常规，例如在100～160℃下进行所述的脱水缩合，例如150℃。所述脱水缩聚过程优选地还包括减压蒸馏以除去生成的水。
6、在一些具体地实施方式中，所述低聚乳酸通过如下方法获得：乳酸在100～160℃条件下，氮气或惰性气体吹扫1～5小时，再减压蒸馏，控制真空度在0.001～0.02mpa，获得分子量在3000以下的低聚乳酸。
7、在一些具体地实施方式中，所述丙交酯的制备方法中，控制温度为170～260℃，更佳地为200～240℃。专利技术人发现在该温度条件下，可在制备得到丙交酯的同时利用蒸馏的原理回收纯度较高的丙交酯，同时可与所述低聚乳酸和所述催化剂分离，进而利于所述催化剂的回收。
8、在一些具体地实施方式中，所述丙交酯的制备方法中，控制真空度为1.0×10-5～5.0×10-3mpa，更佳地为1.0×10-5～5.0×10-4mpa。
9、在一些具体地实施方式中，所述丙交酯的制备方法中，控制反应时间为1～10h，优选为2～7h，例如4h或6h。
10、在一些具体地实施方式中，所述丙交酯的制备方法中，所述介孔分子筛负载锌类催化剂占所述低聚乳酸的质量百分比为0.001％～20％，优选为0.01％～10％，例如0.005％、0.02％、0.03％、0.1％。
11、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛选自mcm-41、mcm-48、sba-15、sba-16、fsm-16、kit-6、fdu-12s中任意一种或几种的组合。进而优选为sba-15。
12、本专利技术中，所述介孔分子筛负载锌类催化剂是以介孔分子筛作为载体，所述的介孔是指所述介孔分子筛上分布有若干个尺寸为2～30nm的孔。
13、本专利技术中，所述负载一般是指锌类催化剂分布在载体介孔分子筛的多孔结构中和/或载体介孔分子筛的表面。
14、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛的孔径较佳地为4～12nm，例如4.98nm、6.73nm、9.25nm。
15、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛的粒径d50为1～20μm，较佳地为5～8μm，例如6.5μm、6.73nm。
16、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛的比表面积为470～750m2·g-1，较佳地为500～600m2·g-1，例如526.88m2·g-1。专利技术人在实验中发现，在该比表面积范围内，更有利于分散所述活性催化成分，进而更显著地提高了催化效率。
17、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛sba-15的制备方法包括：在30-50℃，将表面活性剂，例如p123，溶于适量盐酸和超纯水，向其中加入正硅酸乙酯持续剧烈搅拌24小时以上，装入带有聚四氟乙烯内衬的钢化釜内，于烘箱中晶化24小时以上，过滤、洗涤并干燥，最后在500-550℃下煅烧4-7小时，除去模板剂，得到白色粉末即为sba-15。
18、在一些具体地实施方式中，所述锌类催化剂包括氧化锌或氯化锌，优选是氧化锌。
19、专利技术人在经过大量的调研和实验研究的结果发现，以锌类催化剂为催化活性成分，通过本专利技术的制备方法将锌类催化剂负载在介孔分子筛的孔隙和表面，能够显著提高低聚乳酸合成丙交酯的纯度和产率。
20、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛负载锌类催化剂中锌类催化剂的负载量为5％～50％。所述负载量＝锌类催化剂的质量/(锌类催化剂的质量+载体介孔分子筛的质量)，优选地，所述锌类催化剂的负载量为10％～30％，例如15％、20％或25％。
21、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛负载锌类催化剂的比表面积为300～800m2·g-1，进而为350～600m2·g-1，进而为380～400m2·g-1，例如383.25m2·g-1、386.09m2·g-1或389.74m2·g-1。
22、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛负载锌类催化剂的孔径为3～10nm，较佳地为8～10nm，例如8.71nm、9.15nm或9.04nm。
23、在一些具体地实施方式中，所述介孔分子筛负载锌类催化剂的制备方法可通过浸渍法、沉淀法或溶胶凝胶法制备获得。优选地，所述介孔分子筛负载锌类催化剂的制备方法包括：将介孔分子筛与锌类催化剂的前驱体溶液混合，直至所述锌类催化剂负载在所述介孔分子筛的孔隙或表面，再蒸干溶液获得。
24、在一些具体地实施方式中，所述混合较佳地为将所述介孔分子筛浸渍于所述锌类催化剂的前驱体溶液中。
25、在一些具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种丙交酯的制备方法，即低聚乳酸在介孔分子筛负载锌类催化剂的作用下进行解聚生产丙交酯。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低聚乳酸的分子量在3000以下，例如500～3000；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制温度为170～260℃，更佳地为200～240℃；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛选自MCM-41、MCM-48、SBA-15、SBA-16、FSM-16、KIT-6、FDU-12s中的任意一种或几种的组合，进而优选为SBA-15。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛的孔径为4～12nm，和/或，粒径D50为1～20μm，较佳地为5～8μm，和/或，比表面积为470～750m2·g-1，较佳地为500～600m2·g-1。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌类催化剂包括氧化锌或氯化锌，优选是氧化锌。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛负载锌类催化剂中锌类催化剂的负载量为5％～50
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛负载锌类催化剂通过如下方法获得：将介孔分子筛与锌类催化剂的前驱体水溶液或者酸溶液混合，40～80℃条件下搅拌至水分蒸发，80～100℃条件下下干燥、研磨，400～600℃煅烧4～8小时，即得。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌类催化剂的前驱体包括乙酸锌、苯甲酸锌、硝酸锌、乳酸锌、辛酸锌、异辛酸锌中的一种或多种。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙交酯的制备方法还包括对丙交酯进行洗涤、抽滤、干燥或精制；
11.一种根据权利要求1-10任意一项制备方法制备获得的粗丙交酯，其特征在于，其化学纯度为80％以上，优选在88-92％，内消旋丙交酯含量为1.6％以下，优选在1.2-1.5％，乳酸及低聚体含量在10％以下，优选在6-8％。
...【技术特征摘要】
1.一种丙交酯的制备方法，即低聚乳酸在介孔分子筛负载锌类催化剂的作用下进行解聚生产丙交酯。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低聚乳酸的分子量在3000以下，例如500～3000；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制温度为170～260℃，更佳地为200～240℃；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛选自mcm-41、mcm-48、sba-15、sba-16、fsm-16、kit-6、fdu-12s中的任意一种或几种的组合，进而优选为sba-15。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛的孔径为4～12nm，和/或，粒径d50为1～20μm，较佳地为5～8μm，和/或，比表面积为470～750m2·g-1，较佳地为500～600m2·g-1。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌类催化剂包括氧化锌或氯化锌，优选是氧化锌。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯翠苹，崔凯，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。