[發(fā)明專利]通過(guò)結(jié)晶純化乳酸的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980147359.9
• 申請(qǐng)日: 2009-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN102227399A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菲利佩·科斯扎克;讓-克里斯托夫·博蓋爾特;皮埃爾-安托尼·瑪麗亞吉;安吉洛·基亞內(nèi)塞;瑪麗亞-保拉·帕里西
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銀河股份公司
• 主分類號(hào): C07C51/43
• 分類號(hào): C07C51/43;C07C59/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種純化乳酸的方法，以在單一結(jié)晶步驟中產(chǎn)生按質(zhì)量計(jì)比表面積小于0.05m²/g的乳酸晶體。

相關(guān)技術(shù)描述

眾所周知，乳酸或2-羥基丙酸，是一種α-羥基羧酸，可通過(guò)發(fā)酵制得。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道獲得乳酸的進(jìn)一步制程，通過(guò)石化試劑的化學(xué)轉(zhuǎn)化，例如由乙醛獲得的乳腈水解，丙酸的氯化和水解，或者通過(guò)丙烯硝化而得。

人們也知道，乳酸被發(fā)現(xiàn)有兩種非對(duì)映體結(jié)構(gòu)形式，L(+)形式和(D-)形式，乳酸每天都會(huì)遇到新應(yīng)用，從傳統(tǒng)用作食物防腐劑到新應(yīng)用開發(fā)，例如合成溶劑、殺蟲劑、除莠劑、可生物降解聚合物等等。

然而，由于必備的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本與商品市場(chǎng)相適應(yīng)的需求，在維持品質(zhì)水平能迎合最嚴(yán)格要求的同時(shí)能夠減少能源消耗是至關(guān)重要的。此外，在下，控制或者減少工業(yè)制程的能源消耗是特別有益于當(dāng)前環(huán)境壓力和對(duì)化石能源限制的大背景。

人們也知道，除了其他之外，乳酸的純度是通過(guò)測(cè)量在環(huán)境溫度下的色度(美國(guó)公共衛(wèi)生協(xié)會(huì)(APHA)標(biāo)準(zhǔn)，單位Hazen)以及通過(guò)由測(cè)量200℃溫度下加熱回流兩小時(shí)后的物質(zhì)的色度(APHA標(biāo)準(zhǔn)，單位Hazen)構(gòu)成的熱穩(wěn)定性測(cè)試來(lái)計(jì)算。當(dāng)冷卻到周圍環(huán)境溫度后乳酸溶液的色度不超過(guò)50Hazen，此乳酸溶液通常認(rèn)為是熱穩(wěn)定的。

然而，對(duì)于某些特定應(yīng)用，例如用于生產(chǎn)聚乳酸，乳酸應(yīng)具有非常高純度和非常低的熱穩(wěn)定指數(shù)，通常小于50Hazen或者在某些情況下小于30Hazen。當(dāng)聚乳酸的分子量大于1000,000道爾頓(Dalton)時(shí)即構(gòu)成“聚合物”級(jí)別，正如在EP?1953234A1專利文獻(xiàn)中說(shuō)明的那樣。

此外，先前技術(shù)詳細(xì)描述了由富含乳酸的發(fā)酵汁中進(jìn)行熱穩(wěn)定級(jí)別乳酸的工業(yè)純化能使用多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些技術(shù)通常包括共同步驟：

●凈化發(fā)酵，需要：(離心，絮凝/過(guò)濾，微濾，等等)

●除去離子(電滲析，離子交換樹脂，液/液萃取，等等)

●除去色彩或其他雜質(zhì)(膜過(guò)濾，活性炭，等等)

●濃縮/蒸餾乳酸：這些步驟相結(jié)合，獲得高產(chǎn)率。

這些純化方法例如在專利(US6489508，US5681728，US7244596)中有描述。用這些技術(shù)來(lái)純化乳酸時(shí)，該乳酸濃度大于85％，特定色度大于500Hazen，并來(lái)源于發(fā)酵，從目前來(lái)看，需要使用至少一個(gè)蒸餾步驟制得熱穩(wěn)定級(jí)別的乳酸。

這些類型的方法不利在于需要大量能源和復(fù)雜設(shè)備。

人們也知道，濃縮溶液中乳酸可結(jié)晶(H.Borsook，H.M.Huffman，Y-P.Liu，J.Biol.Chem.102，449-460(1933)；L.B.Lockwood，D.E.Yoder，M.Zienty，Ann?N.Y.Acad.Sci.119，854(1965)；Holten?C.H.，“乳酸：乳酸及其衍生物的性能和化學(xué)性質(zhì)”，20-22，Verlag?Chemie，1971)。

根據(jù)先前技術(shù)描述的在結(jié)晶階段制備乳酸晶體的方法不能制備熱穩(wěn)定級(jí)別的乳酸，除非相對(duì)高品質(zhì)乳酸(色度＜500Hazen)用作初始乳酸，或者使用有機(jī)溶劑。所有這些限制都會(huì)對(duì)生產(chǎn)成本帶來(lái)不容忽略的影響。而且，這些方法沒有提及制得的晶體大小。

在WO?0222545專利中，也描述了純化乳酸的方法，但是包括在結(jié)晶步驟之前在有機(jī)溶劑中進(jìn)行萃取的步驟，而不是蒸餾。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，小份量的有機(jī)萃取劑存在于來(lái)自于萃取的水相中，需要額外的純化步驟以除去此溶劑殘留。

然而，在某些情況下，不純的發(fā)酵汁可以不使用有機(jī)溶劑來(lái)純化。

在WO?0056693專利中也描述了乳酸的結(jié)晶，但是需要用純得多的乳酸水溶液(該乳酸溶液的色度不超過(guò)83Hazen)來(lái)開始。

文獻(xiàn)也包含純化乳酸的方法，尤其是描述在WO?0222544專利中，包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶步驟以及一個(gè)蒸餾步驟，這個(gè)顯然不是依照本發(fā)明的方法所尋求的目標(biāo)。

結(jié)晶純度通常與按照其質(zhì)量計(jì)的比表面積相關(guān)。

晶體按質(zhì)量計(jì)的比表面積(SSM)是指單位質(zhì)量晶體展開的面積。按質(zhì)量計(jì)的比表面積(SSM)用于將懸浮液或粉末的晶體尺寸特性與另一懸浮液或粉末的晶體尺寸特性作比較。此比表面積可在體積Vm和數(shù)以百計(jì)晶體的平均表面積Sm(通過(guò)測(cè)量晶體面的長(zhǎng)度)以及晶體的密度Dc的基礎(chǔ)上通過(guò)光學(xué)成象方式來(lái)測(cè)定：

SSM＝Sm/(Vm*Dc)