[發明專利]從堿金屬羧酸鹽制備純烷基酯的方法

有效

• 申請號: 201080045396.1
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN102666467A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 珀阮仕特·普魯肖坦·保瑞夫;巴斯卡爾·達塔特拉亞·庫卡尼;莫雷德·亞視網特·格珀特;桑杰·納拉揚·奈奈;拉溫德拉·威廉·沈德
• 申請（專利權）人: 科學與工業研究理事會
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/68;C07C69/78;C07C69/88;C07C69/14
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明提供一種使用二氧化碳和醇從對應的堿金屬羧酸鹽制備純烷基酯的方法。堿金屬羧酸鹽通過發酵方法或者通過合成從天然來源制備。

背景技術

高純度S-(-)-乳酸甲酯構成在工業級別下具有有趣的應用可能性的重要產品。其可以用于醫藥和高純度乳酸的生產。如此生產的乳酸可以用于奶制品的生產，作為在食物領域中的酸化劑、作為用于生產增塑劑、粘合劑、醫藥產品的中間體，在乳酸鹽的生產中，作為羊毛染色中的媒染劑和其它許多。類似地，從高純度乳酸甲酯制備的高純度乳酸在生產對于制造袋、應用膜有用的生物相容和生物降解高分子的領域、在環境衛生和醫療用途的領域等等中具有相當顯著的工業發展前景。

如從現有技術已知的，乳酸甲酯的制造方法通常包括兩步。在步驟1中，將堿金屬乳酸鹽與濃縮的或稀釋的硫酸反應。堿金屬硫酸鹽作為副產物與乳酸的稀釋的水溶液一起生產。在步驟2中，將稀釋的乳酸溶液濃縮并且使用催化劑用甲醇酯化。將所得的乳酸甲酯、甲醇和水的混合物進一步純化以得到產物例如乳酸甲酯。如在以下專利文獻中引用的過去已經建議了基于以上常規方法的各種乳酸甲酯的制造方法：

可以參考美國專利2290926、2406648、2390140、2334524、2350370和2434300，其中公開了乳酸甲酯的制造方法，但是具有各種缺陷如產物不純、需要用于分離產物的昂貴并且復雜的工藝、殘留硫酸鈉、腐蝕性和其它許多。

可以參考美國專利6,342,626，其中記載了在高溫200oC和高壓20kg/cm²下以兩階段從73％乳酸制造乳酸甲酯的方法。所述方法以兩階段進行；報道的第一階段乳酸平衡轉化率為約80％并且在分離第一階段的副產物之后，第二階段給出保留的乳酸轉化率。缺陷是更高溫度和壓力的使用以及乳酸的腐蝕本質早加了商業制造設備的成本。另外的缺陷是乳酸可以在這樣更高的溫度下recemize(C.H.Holtan，乳酸、乳酸衍生物的性能化學，Printer?Oswald?Schmidt?KG?Leipzig，1971，第149頁)。此外，沒有報道生產的乳酸甲酯的光學純度和乳酸甲酯的化學純度。

可以參考美國專利5453365，其中公開了借助含糖混合物的發酵制備乳酸鹽、將在發酵期間獲得的乳酸轉化為其鹽、接著酯化的連續工藝，其中：

a)將堿土金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽添加至發酵液以致中和所得乳酸至至少90摩爾％的程度，

b)通過添加NH₃和CO₂將所得發酵液調節至pH?7-13并且分離所得的沉淀物，和

c)將獲得的、純化的乳酸銨溶液用醇酯化。

現有技術中報道的制備乳酸甲酯的通常方法是通過將堿金屬乳酸鹽酸化以產生粗制的乳酸和堿金屬硫酸鹽作為副產物，伴隨著借助反應性蒸餾的共流法的粗制的乳酸的酯化，在所述反應性蒸餾中，通過將蒸餾器維持在更高的溫度下而將產物乳酸甲酯、副產物水和過量的醇從反應性蒸餾蒸餾器中取出。這導致在所述反應性蒸餾蒸餾器中酸性的累積并且生產不希望的副產物如羥甲基糠醛、2-戊烯-1-醇等。已知在由反應性蒸餾獲得的醇、水和乳酸甲酯的產物混合物中，乳酸甲酯形成與水的共沸混合物，從醇、水和乳酸甲酯的混合物以純脫水形式分離乳酸甲酯是困難的。在報道的現有技術中，沒有提及產物的雜質分布及其光學純度。進一步，報道的方法使用堿金屬乳酸鹽以生產粗制的乳酸并且產生廢物堿金屬硫酸鹽。報道的方法的另外的缺陷是粗制的乳酸在將堿金屬乳酸鹽與硫酸反應后產生并且維持在極低pH值下，粗制的乳酸本質上是極具腐蝕性的并且在高溫下其本質上更具腐蝕性，制造設備及其建造材料需要仔細選擇并且本質上是資本支出極其龐大的。這些報道的方法的另外的缺陷是堿金屬作為堿金屬硫酸鹽而被浪費并且堿不能被循環利用至產生堿金屬乳酸鹽的發酵部分。

本發明的主要目的是提供一種使用醇如甲醇或乙醇和二氧化碳通過鈣、鈉或鉀的堿金屬羧酸鹽的直接酯化來制備純烷基酯的方法。

本發明的另一目的是提供一種不使用礦物酸來制備烷基酯的方法。

本發明的又一目的是通過乳酸鈣或乳酸鈉或乳酸鉀的直接酯化提供純乳酸甲酯并且以甘蔗汁發酵方法循環利用反應副產物即碳酸氫鈣或碳酸氫鈉或碳酸氫鉀以制備相應的堿金屬乳酸鹽。

本發明的又一目的是提供通過避免形成硫酸鈣或硫酸鈉或硫酸鉀來生產純乳酸甲酯和純乳酸的無污染方法。

本發明的又一目的是得到可以使用催化劑或者不使用催化劑水解以得到純乳酸的純乳酸甲酯。

發明內容