由乳酸铵催化合成乳酸乙酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种由乳酸铵催化合成乳酸乙酯方法。该方法是以发酵法生产乳酸的过程，通过采用氨水调节发酵液的ｐＨ值而生成乳酸铵为原料，或直接以乳酸铵为原料，以金属卤化物为催化剂，加入乙醇反应生成乳酸乙酯。本发明专利技术的主要特征在于所选用的金属卤化物的催化剂及所选用苯为脱水剂。本发明专利技术采用的催化剂价廉易得，生产成本低，无环境污染，乳酸乙酯的收率可达１２．７～２０．１％，高于美国专利所报道的９．１７～１１．７％的收率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乳酸铵催化合成乳酸乙酯方法，是属于乳酸乙酯制备技术。乳酸乙酯是具有酒香香味的无色透明液体，又称2-羟基丙酸乙酯。在传统的消费领域多用在食品添加剂、医药中间体。由于它具有沸点低、无毒、溶解性好的特点，作为绿色溶剂有着广泛的应用前景。国内乳酸乙酯的生产分为两部分一是由发酵法制取乳酸，二是乳酸与乙醇反应制取乳酸乙酯，在上述制取乳酸过程中，由于生成副产物硫酸钙，不仅造成了环境污染，又增加了制作成本，而且乳酸的提浓过程也较复杂。在第二步制取乳酸乙酯过程中采用浓硫酸作脱水剂，腐蚀设备严重，生产成本高。美国专利(5723，639，1998，3，3)报道了由乳酸铵和乙醇反应合成乳酸乙酯的方法。该方法采用DMAP(4-二甲氨基吡啶)作催化剂。不生成硫酸钙副产物，并且采用膜分离技术，对产物进行脱水脱氨。该专利方法所采用的催化剂价格昂贵，膜分离采用的膜技术国内难以实现，乳酸乙酯的收率为9．17～11．7％。本专利技术的目的，在于提供一种。该方法生产过程中间无副产物，不污染环境，对设备无腐蚀，乳酸乙酯收率高。为达到上述目的，本专利技术是通过下述技术方案加以实现的。以在发酵法生产乳酸过程中，通过采用氨水调节发酵液的pH值而生成的乳酸铵为原料，或者直接以乳酸铵为原料，加入催化剂并与乙醇反应生产乳酸乙酯，产物经精馏精制获得合格乳酸乙酯产品，其特征在于a．催化剂采用金属卤化物，其用量为乳酸铵的1～2％；b．乳酸铵与乙醇的投料摩尔比为1∶1．5～1∶3．5，反应时间为24～96h；c．在乳酸铵与乙醇进行催化反应的同时向反应器加入苯，实现醇、水、苯三相共沸脱水。上述的金属卤化物为FeBr3、FeCl3、CuCl2、TiCl3、ZnCl2、PtCl2、AlCl3。下面对本专利技术加以详细说明。采用乳酸铵和无水乙醇为原料，其配比为乙醇∶乳酸铵(摩尔比)=1．5∶1～3．5∶1，加入金属卤化物为催化剂，其用量为乳酸铵重量的1％～2％，另加苯(分析纯)为脱水剂。将按上述配比配制的原料投入反应釜内，为使反应在平稳的温度下进行，部分乙醇采用恒压滴液漏斗滴加，使反应釜温度控制在80℃以下，加热冷凝，在分水器中回流液很快分层，下层为富水相，上层为富有机相，当水面接近回流管时，开始缓慢放水，放水速率控制在维持水面基本不动，待水面不再上升时，停止加热，反应时间为24～96小时，将反应液转移到蒸馏釜中先进行常压精馏(塔高1000mm，内径35mm，填料为不锈钢θ环填料)，控制塔顶温度在100℃以下，回流比为1∶1，这时塔顶馏分主要是苯和乙醇的混合物，然后再把釜液进行减压蒸馏，残压控制在6．0～6．7KPa，回流比为2∶1，收集60～90℃的馏分，此馏分即为产品乳酸乙酯。以上产品经气相色谱分析，乳酸乙酯的收率在12．7～20．1％。下面再以实施例对本专利技术作进一步说明例一原料组成乳酸铵(70～80％)，乙醇(无水)乙醇∶乳酸铵=2．5∶1(摩尔比)，催化剂为AlCl3，用量为乳酸铵重量的2％。另加苯(分析纯)作脱水剂和少许沸石。将原料按以上配比投入500ml反应釜内，用电加热套加热。采用恒压滴液漏斗滴加乙醇，塔顶温度控制在64～65℃，反应釜温度控制在80℃以下，冷凝后在分水器内的回流液分层，下层为富水相，上层为富有机相，只要水面未接触到回流管管口，就一直不放水，当水面上升到管口时开始缓慢放水。放水速率维持在控制水面基本不动，反应96小时后停止。当反应釜温度下降到40℃以下时，将产物移到蒸馏釜中，先采用常压精馏，回流比为1∶1，塔顶温度控制在100℃以下，这时蒸出馏分主要是苯和乙醇的混合物，此混合物可循环使用。再进行减压蒸馏，残压控制在6．0～6．7Kpa，回流比为2∶1，此时回收60～90℃的馏分，视为产物乳酸乙酯，所得产品采用气相色谱分析，乳酸乙酯收率为20．1％。例二乙醇∶乳酸铵=1．5∶1，催化剂FeCl3，用量为乳酸铵的1．5％，反应时间为96h，乳酸乙酯收率为17．4％，其余同例一。例三乙醇∶乳酸铵=3．5∶1，催化剂ZnCl2，用量为乳酸铵的1％，反应时间为96h，乳酸乙酯收率为12．7％，其余同例一。本专利技术同现有的乳酸乙酯制备方法相比，其优点在于采用的催化剂价廉易得，降低了生产成本，生产过程不造成环境污染，脱水采用共沸剂脱水法，技术成熟，易于掌握；乳酸乙酯收率可达12．7～20．1％，高于美国专利所报道的9．17～11．7％的乳酸乙酯收率。权利要求1.一种，它是以在发酵法生产乳酸过程中，通过采用氨水调节发酵液的pH值而生成的乳酸铵为原料，或者直接以乳酸铵为原料，加入催化剂并与乙醇反应生产乳酸乙酯，产物经精馏精制获得合格乳酸乙酯产品，其特征在于a．催化剂采用金属卤化物，其用量为乳酸铵的1～2％；b．乳酸铵与乙醇的投料摩尔比为1∶1．5～1∶3．5，反应时间为24～96h；c．在乳酸铵与乙醇进行催化反应的同时向反应器加入苯，实现醇、水、苯三相共沸脱水。2.按照权利要求1所说的，其特征在于所采用的金属卤化物催化剂为FeBr3、FeCl3、CuCl2、TiCl3、ZnCl2、PtCl2、AlCl3。全文摘要本专利技术公开了一种由乳酸铵催化合成乳酸乙酯方法。该方法是以发酵法生产乳酸的过程,通过采用氨水调节发酵液的pH值而生成乳酸铵为原料,或直接以乳酸铵为原料,以金属卤化物为催化剂,加入乙醇反应生成乳酸乙酯。本专利技术的主要特征在于所选用的金属卤化物的催化剂及所选用苯为脱水剂。本专利技术采用的催化剂价廉易得,生产成本低,无环境污染,乳酸乙酯的收率可达12.7～20.1%,高于美国专利所报道的9.17～11.7%的收率。文档编号C07C67/00GK1290686SQ0013009公开日2001年4月11日 申请日期2000年10月27日 优先权日2000年10月27日专利技术者高静, 赵学明 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由乳酸铵催化合成乳酸乙酯的方法，它是以在发酵法生产乳酸过程中，通过采用氨水调节发酵液的ｐＨ值而生成的乳酸铵为原料，或者直接以乳酸铵为原料，加入催化剂并与乙醇反应生产乳酸乙酯，产物经精馏精制获得合格乳酸乙酯产品，其特征在于：ａ．催化剂采用金属卤化物，其用量为乳酸铵的１～２％；ｂ．乳酸铵与乙醇的投料摩尔比为１∶１．５～１∶３．５，反应时间为２４～９６ｈ；ｃ．在乳酸铵与乙醇进行催化反应的同时向反应器加入苯，实现醇、水、苯三相共沸脱水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，赵学明，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]