[發明專利]乳酸的制備方法

有效

• 申請號: 201210050522.3
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102603512A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王野;王焱良;鄧衛平;唐振辰;朱恩澤;張慶紅
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C07C59/08
• 分類號: C07C59/08;C07C51/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森;劉勇

技術領域

本發明涉及一種乳酸，尤其是涉及一種以生物質為原料，通過催化轉化的乳酸的制備方法。

背景技術

乳酸是用途很廣的有機酸，在食品、醫藥、發酵、皮革、印染等各領域都有著廣泛的應用。如發酵工業加入一定濃度的乳酸可防止雜菌繁殖，促進酵母菌發育，加強酒的風味，也可以提高酒的收率。在食品工業中，乳酸主要使用在飲料、糕點、咸菜和添加劑等方面。醫藥工業將乳酸直接配制成藥或制成乳酸鹽類使用。另外，病房、手術室等場所中采用乳酸蒸氣消毒，可有效殺滅空氣中的細菌。此外，聚乳酸是一種生物可降解材料，用作手術縫合線可以做到術后不用拆線而自動降解成乳酸被人體吸收，因此在醫藥工業上用途較廣。皮革工業主要使用乳酸除去鞣皮中的石灰和鈣質，用乳酸脫灰后的皮革比使用其他酸脫灰的皮革的質量更好。另外，由乳酸制得的衍生物如乳酸鈉可作調味劑使用；乳酸鈣可作食品添加劑；乳酸亞鐵在食品及醫藥領域用于缺鐵性貧血的治療等。乳酸和醇通過酯化作用制備的乳酸脂類，包括乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等可用作溶劑、增香劑等。尤其是乳酸甲酯因其對大多數有機物都有很好的溶解性能，因此可以替代大多數有毒的含氯的有機溶劑。特別值得一提的是聚乳酸PLA可以用于生產生物可降解塑料，取代聚乙烯和聚氯乙烯等材料減少白色垃圾的污染，將成為乳酸應用的一個新興領域。

目前，乳酸的制備方法主要有發酵法和化學合成法。發酵法是利用淀粉、玉米、糖蜜等為原料，在乳酸菌作用下發酵制得乳酸。在通過氫氧化鈣中和、過濾和硫酸酸化等步驟進一步提純乳酸，工藝較復雜，制備效率較低。化學合成法主要以乙醛和氫氰酸為原料首先制備乳氰，將乳氰酸化即可制得乳酸，再通過酯化和水解步驟可以提純乳酸。由于該制備方法涉及有毒原料，尤其是氫氰酸屬于劇毒化學品，因此該方法在推廣上受到限制。因此，我們提出使用生物質為原料，通過催化轉化的方法制備乳酸，此過程使用的原料便宜，過程工藝簡單，制得的乳酸品質較高，同時對環境的危害也遠小于發酵法和化學合成法。

唐勇等(唐勇，蘇肇秦等，木質纖維素生物煉制及乳酸制備研究進展，綠色科技，2011(1)：169-173)報道一種木質纖維素生物煉制及乳酸制備的研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種原料成本低，工藝簡單，乳酸收率較高，環保性好的乳酸的制備方法。

本發明包括以下步驟：

1)在反應釜中加入生物質、催化劑和水；

2)在惰性氣體氣氛中對反應釜進行加熱，產物通過微孔濾膜過濾后收集，即得乳酸。

在步驟1)中，所述生物質、催化劑和水的質量比為1∶(0.001～1)∶(1～1000)；所述生物質可選自多糖、二糖、單糖等中的至少一種，所述多糖可選自纖維素、半纖維素、木質素、淀粉、菊粉等中的至少一種；所述二糖可選自蔗糖、乳糖、麥芽糖等中的至少一種；所述單糖可選自葡萄糖、半乳糖、果糖等中的至少一種。

所述催化劑可選自鈷化合物、鎳化合物、鉛化合物、鋁化合物、鋅化合物、鐵化合物、鎢化合物、鈮化合物、銦化合物、鉍化合物、硼化合物、錫化合物、銻化合物、錳化合物、鎘化合物、鉻化合物等中的一種；所述鈷化合物可選自硝酸鈷、草酸鈷、三氧化二鈷、四氧化三鈷等中的一種；所述鎳化合物可選自氯化鎳、硝酸鎳、氧化鎳等中的一種；所述鉛化合物可選自硫酸鉛、鎢酸鉛、硝酸鉛、磷酸鉛、醋酸鉛、碳酸鉛、鉻酸鉛、氧化鉛(紅色)、氧化鉛(黃色)、硫化鉛、碘化鉛、碘酸鉛、鈦酸鉛、氯化鉛、高氯酸鉛、氫氧化鉛等中的一種；所述鋁化合物可選自氧化鋁、氯化鋁，鎢酸鋁、硫酸鋁、硝酸鋁、偏鋁酸鈉等中的一種；所述鋅化合物可選自氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅、溴化鋅、碘化鋅、醋酸鋅、亞硫酸鋅、高氯酸鋅、碳酸鋅、鉻酸鋅、重鉻酸鋅、硫代硫酸鋅、亞硫酸鋅、磷酸鋅、氫氧化鋅、高錳酸鋅、硫化鋅等中的一種；所述鐵化合物可選自硫酸鐵、鎢酸鐵、硝酸鐵、磷酸鐵、醋酸鐵、碳酸鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、碘化鐵、碘酸鐵、鈦酸鐵、氯化鐵、氫氧化鐵等中的一種；所述鎢化合物可選自氧化鎢、鎢酸、鎢酸鈉等中的一種；所述鈮化合物可選自鈮酸、五氧化二鈮等中的一種；所述銦化合物可選自硝酸銦、硫酸銦、氯化銦、氧化銦等中的一種；所述鉍化合物可選自硝酸鉍、硫酸鉍等中的一種；所述硼化合物可選自硼酸、硼酸鈉等中的一種；所述錫化合物可選自氯化亞錫、氧化錫、硫化錫、溴化亞錫、草酸亞錫、硫酸亞錫、碘化亞錫等中的一種；所述銻化合物可選自五氧化二銻、銻酸鈉等中的一種；所述錳化合物可選自氯化錳、硫酸錳、硝酸錳、二氧化錳等中的一種；所述鉻化合物可選自硝酸鉻、硫酸鉻、氯化鉻等中的一種；所述鎘化合物可選自硝酸鎘、硫酸鎘、氯化鎘等中的一種。