[發(fā)明專利]二步法生產(chǎn)高含量和高光學(xué)純度乳酸酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010261047.5
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN101906040A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊義滸;徐杰
• 申請（專利權(quán)）人: 孝感市易生新材料有限公司
• 主分類號: C07C69/68
• 分類號: C07C69/68;C07C67/03
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由丙交酯與無水乙醇為直接原料，通過酯交換反應(yīng)二步法生產(chǎn)高含量和高光學(xué)純度乳酸酯的方法。

背景技術(shù)

乳酸酯具有特殊的朗姆酒、水果和奶油香味，是一種重要的精細化工原料。由于乳酸酯含有不對稱碳原子，因此具有兩種光學(xué)異構(gòu)體，也是一種具有光學(xué)活性的重要工業(yè)溶劑，可用作硝化纖維、乙酸纖維、醇酸樹脂、貝殼松酯、馬尼拉樹脂、松香、蟲膠、乙烯樹脂、油漆等的溶劑，同時還是人造珍珠類的高級溶劑。在其它工業(yè)領(lǐng)域還被用做增塑劑，在不對稱合成中用來合成具有光學(xué)活性的羧酸酯，制藥中用作壓制藥片的潤滑劑、藥物心得靜中間體等。因此在食品、釀酒、化工、醫(yī)藥等行業(yè)具有廣泛用途。

同時由于乳酸酯具有無毒、溶解性好、小易揮發(fā)、有果香氣味等特點，又具有可生物降解性，因此乳酸酯又是極具開發(fā)價值和應(yīng)用前景的“綠色溶劑”。隨著人們生活水平的不斷提高，對環(huán)境的要求越來越高，而目前在工業(yè)上使用的溶劑大都是有毒的溶劑，對環(huán)境和人類造成了極大的危害，如鹵代類、醚類、氟氯碳類溶劑等，因此乳酸乙酯作為“綠色溶劑”具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前國產(chǎn)乳酸酯由于含量不高和光學(xué)純度不高，只能作為添加劑用于食品等行業(yè)。而醫(yī)藥和農(nóng)藥等精細化工行業(yè)需要高光學(xué)純度的乳酸酯作為中間體原料，高光學(xué)純度的乳酸酯也作為溶劑使用于電子產(chǎn)品的清洗工藝，因此高光學(xué)純度的乳酸酯有著更廣闊的市場前景。目前高含量、高光學(xué)純度乳酸酯生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā)一直沒有取得突破性的進展。

乳酸乙酯合成技術(shù)，中國專利CN1229790A公開了一種以天然原料合成乳酸乙酯的方法，CN1720215A公開了一種乳酸乙酯連續(xù)制備的方法，CN1438213A公開了一種以乳酸銨為原料反應(yīng)精餾制備乳酸乙酯的工藝，CN1102180A公開了一種乳酸乙酯生產(chǎn)新工藝，CN1114035公開了一種精餾法制備乳酸乙酯的工藝，CNCN1290686由乳酸銨催化合成乳酸乙酯的方法，CN1594585公開了一種溶液相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，CN1613842公開了一種催化精餾合成乳酸乙酯的新工藝。CN1740331公開了一種生物煉制生產(chǎn)乳酸乙酯極其共同產(chǎn)品的工藝方法，CN101575622公開了一種由乳酸銨生產(chǎn)乳酸乙酯的工藝方法，CN1290686A公開了一種由乳酸銨催化合成乳酸乙酯的方法。

以上專利中CN1229790A、CN1720215A、CN1102180A、CN1114035、CN1613842公布的方法，全都是用乳酸與乙醇進行酯化反應(yīng)得到乳酸乙酯，CN1438213A、CNCN1290686、CN1740331、CN101575622、CN1290686A公布的方法中，采用乳酸銨與無水乙醇進行反應(yīng)得到乳酸乙酯。所有公開的專利中均沒有采用丙交酯與無水有機醇為原料，通過酯交換反應(yīng)生產(chǎn)乳酸酯的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有乳酸酯生產(chǎn)技術(shù)所存在的缺陷，提供一種二步法生產(chǎn)高含量和高光學(xué)純度乳酸酯的方法，該方法工藝簡單，操作簡易，適合工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，且無“三廢”排放。該方法首先采用乳酸為原料合成丙交酯，再以精制丙交酯和無水甲醇為原料合成乳酸甲酯，整條工藝路線可以分為丙交酯生產(chǎn)與乳酸酯生產(chǎn)兩個流程，所以我們稱之為“二步法”。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的：它包括以下步驟：

A、乳酸縮聚：在乳酸中加入催化劑，催化劑與乳酸的重量比為0.1/10000～10/10000，優(yōu)選1/10000；加完后進行縮聚反應(yīng)，在溫度80～180℃、真空度20000～2000Pa的條件下持續(xù)反應(yīng)1～4小時，即得到分子量在1000～2500的乳酸低聚物。

B、低聚物解聚：在乳酸低聚物中加入催化劑，催化劑與乳酸低聚物的重量比為0.1/10000～10/10000，優(yōu)選1/10000；加完后在解聚反應(yīng)器內(nèi)，在溫度200～250℃、真空度3000～50Pa的條件下連續(xù)反應(yīng)，即可持續(xù)得到含量在80％～95％的粗品丙交酯。

C、丙交酯純化：對粗品丙交酯進行精制，得到含量在99.5％以上，光學(xué)純度在99％以上的精制丙交酯。

D、乳酸酯合成：將精制丙交酯與無水有機醇按重量比1∶0.7～1∶2.5的比例加入反應(yīng)釜，然后按重量比為10/1000～100/1000的比例加入催化劑，優(yōu)選50/1000；連續(xù)攪拌進行全回流反應(yīng)，得到乳酸酯。

E、乳酸酯純化：將乳酸酯進行純化分離。

本發(fā)明較好的技術(shù)解決方案是：在乳酸縮聚之前，先在真空度10000～500Pa條件下，蒸餾溫度40～90℃的條件下對乳酸進行真空蒸餾，去除其中的游離水。