[發明專利]一種丙交酯的精制純化方法

有效

• 申請號: 201410733416.4
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN105646440B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 王崇輝;孫啟梅;高大成
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C07D319/12
• 分類號: C07D319/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種丙交酯的精制純化方法，包括：（1）對粗丙交酯進行水?乙醇雙溶劑萃取，固液分離后進行干燥；（2）將丙交酯加入到熔融結晶器中，按一定升溫速度加熱物料，即時分離出熔化的液體，直到丙交酯熔點溫度以下10～20℃；（3）將丙交酯加熱至全部熔化，按一定降溫速度使丙交酯結晶，降溫到85～80℃時，恒溫養晶一定時間，排出熔化的液體；（4）對丙交酯按一定升溫速度進行發汗，升溫到85～92℃時，恒溫養晶一定時間，排出熔化的液體；（5）降溫后使用乙醇沖洗丙交酯晶體，干燥后即為純化丙交酯。本發明可以將內消旋丙交酯、未反應或水解產生的乳酸、有機色素等雜質從粗丙交酯中高效除去，得到的丙交酯產品純度高、收率高。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及酯類有機物的純化分離，特別涉及一種丙交酯的精制純化方法。

背景技術

聚乳酸（polylactic acid，PLA）是一種新型的具有生物降解能力的半晶聚合物，是一種綠色環保的生物基材料，可廣泛應用于生活中的許多領域，如醫學材料、建筑行業、食品包裝等。目前，國內外生產的高分子質量的PLA多是由丙交酯開環聚合得到的。PLA的合成技術關鍵不僅在于其本身的聚合工藝，還在于將原料丙交酯提純到足夠的純度，這樣才能用于聚乳酸的制備并且獲得高分子質量的聚乳酸。

作為聚乳酸的中間原料丙交酯沸點高、凝固點高、具有熱敏性、極易吸水發生開環反應，精制純化難度很大，是合成工藝的主要技術難點所在，其制備成本的高低、純度的高低決定了高分子質量聚乳酸的成本和純度，這也是影響聚丙交酯工業化的主要因素之一。因此，如何改進丙交醋的合成工藝提高收率，降低生產成本，成為人們研究的熱點課題。

丙交酯的合成原料為乳酸，是乳酸二聚環化的產物，乳酸分子中的一個手性碳原子決定其二聚體丙交酯中應含有兩個手性碳原子，形成的丙交酯有三種光學異構體，即左旋光性丙交酯（L-丙交酯），右旋光性丙交酯（D-丙交酯）以及內消旋丙交酯（M-丙交酯）。丙交酯的合成工藝主要包括反應合成和精制純化兩個階段，在反應階段首先將乳酸酯化脫水生成乳酸低聚物，然后再將乳酸低聚物在高溫以及高真空下進行催化解聚，得到粗丙交酯，其主要雜質有M-丙交酯、乳酸、乳酸二聚體、乳酸三聚體、有機色素物和水等。若丙交酯中含有乳酸、乳酸二聚體、乳酸三聚體及水會影響聚合物PLA的分子量、PLA的分子量分布及PLA的穩定性，而M-丙交酯則影響PLA的力學性能。因此，首先需要對粗丙交酯進行提純精制，脫除色素物質及各種雜質組分，得到化學純度和光學純度均很高的丙交酯產品，以達到對聚合單體丙交酯的品質要求。

由于丙交酯及其原料乳酸均為熱敏性物質，所以合成的丙交酯粗品顏色很深，為深黃色到黑褐色，粘性蠟塊狀外觀。粗丙交酯的精制純化方法主要有溶劑重結晶、精餾、溶劑萃取、水萃法、熔融結晶等方法。針對丙交酯物性特點，上述幾種方法各有其優缺點，采用單一的方法提純丙交酯無論是純度還是收率都很難達到令人滿意的結果。

溶劑重結晶法，是目前文獻報道中最常用的方法，采用的溶劑有乙醚、乙酸乙酯、2-丁酮、丙酮、苯類、異丙醇、氯仿、四氫呋喃等。但是，單純的溶劑重結晶效果不好，當粗產品中含有較多的M-丙交酯時，單純利用重結晶方法很難提高L-丙交酯的純度，難以達到高純度產品的規格要求；盡管通過增加結晶次數可以提高產品的純度但會使產品損失增大，產率降低。溶劑重結晶過程對于丙交酯提純來說，通常要重復2～4次才能達到要求，對內消旋的丙交酯脫除效果不理想，且丙交酯在溶劑中的溶解度較高，提純的收率不高。