[發(fā)明專利]制備乳酸甲酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480008113.4
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN105026357B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·范克里肯;A·B·德哈恩;J·范布魯戈
• 申請（專利權(quán)）人: 普拉克生化公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/68
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 王長青

本發(fā)明涉及一種制備乳酸甲酯的方法，和涉及一種制備丙烯酸甲酯的方法。

乳酸甲酯為具有多種應(yīng)用的化合物。它可以用作溶劑、用作制備聚乳酸的初始物料或用作多種其它反應(yīng)的初始物料。例如，它可以用作乳酸純化的中間體，和用作合成手性組分如殺蟲劑的基礎(chǔ)材料，和用作乳膠制備的初始物料。

乳酸甲酯的一個(gè)重要用途是用于制備丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯為制備丙烯酸酯聚合物的初始物料。此外，丙烯酸甲酯為丙烯酸和其它酯如丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的適合的初始物料。

乳酸甲酯可以由通過發(fā)酵獲得的乳酸來制備。鑒于乳酸甲酯的各種用途，本領(lǐng)域中需要一種有效和以高收率提供乳酸甲酯的制備乳酸甲酯的方法。本發(fā)明提供了這樣一種方法。

本發(fā)明涉及一種制備乳酸甲酯的方法，所述方法包括如下步驟：

-將含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的鹽酸鹽的含水液體引入反應(yīng)條件，由此獲得乳酸甲酯，所述鹽酸鹽選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅，其中提取劑在形成乳酸甲酯之前、期間和/或之后提供至反應(yīng)混合物,

-使反應(yīng)混合物經(jīng)歷液-液分離步驟，其中將含乳酸甲酯和提取劑的有機(jī)相與含溶解的鹽酸鹽的含水相分離。

wt％以含水液體的重量計(jì)算。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明方法可以有效地和以高收率制備乳酸甲酯。

更具體地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相比于不存在所規(guī)定的鹽的情況，在反應(yīng)混合物中存在溶解的鹽酸鹽(選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅)導(dǎo)致酯化反應(yīng)的反應(yīng)速率和產(chǎn)物收率的提高。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，至少5wt％的這些鹽的存在改進(jìn)了從含水介質(zhì)中分離乳酸甲酯和提取劑。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與其中在第一步驟中制備和從鹽溶液中分離乳酸和在第二步驟中發(fā)生酯化以形成乳酸甲酯的方法相比，本發(fā)明方法還具有許多優(yōu)勢。在本發(fā)明方法中，其中在鹽存在下發(fā)生酯化，不需要使乳酸經(jīng)歷純化步驟。因此，降低了乳酸和乳酸甲酯的總純化努力。此外，如上所示，鹽的存在改進(jìn)了分離過程。因此，本發(fā)明方法可以在比在鹽不存在下分離乳酸甲酯或從含水溶液中分離乳酸時(shí)更高的水含量下進(jìn)行。因此，只須脫除較少的水，和這是經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。本發(fā)明和它的具體實(shí)施方案的另外優(yōu)勢將由進(jìn)一步的說明變得清晰。

對于反應(yīng)速率的提高，不希望受到理論約束，據(jù)信在反應(yīng)混合物中存在溶解的鹽酸鹽(選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅)導(dǎo)致pH的降低，這導(dǎo)致了反應(yīng)速率提高。進(jìn)一步據(jù)信存在至少5wt％的溶解的鹽酸鹽(選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅)導(dǎo)致改進(jìn)的相分離和提取過程，而相分離和提取過程特別適用于從含水液體中分離酯。

本發(fā)明方法利用含乳酸、甲醇和至少5wt％的溶解的鹽酸鹽的含水液體開始，所述鹽酸鹽選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅，所述含量以所述液體重量計(jì)。

含水液體中的乳酸濃度可以在寬范圍內(nèi)變化。可以提到50wt％的值作為最大值。可以提到1wt％的值作為最小值。低于所述最小值，經(jīng)濟(jì)操作可能是困難的。優(yōu)選乳酸濃度為5-40wt％，特別是10-40wt％，更特別是15-35wt％。20-35wt％的范圍可能是特別有利的。

存在于含水液體中的甲醇量通過存在于系統(tǒng)中的乳酸量來確定。乳酸與甲醇的摩爾比通常為1:1-1:10，優(yōu)選為1:1-1:5。

除了乳酸和甲醇以外，含水液體還包含以其重量計(jì)至少5wt％的溶解的鹽酸鹽，所述鹽酸鹽選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅。如果溶解的鹽的量低于5wt％，將不能獲得本發(fā)明的有利效果。可能優(yōu)選溶解的鹽酸鹽的存在量為至少10wt％，特別是至少15wt％。鹽酸鹽量的最大值對本發(fā)明方法來說不是關(guān)鍵的。該最大值取決于所討論的鹽在介質(zhì)中的溶解度。作為通常值，可以提到40wt％的最大值。可能優(yōu)選含水液體包含10-30wt％的溶解的鹽酸鹽，特別是15-25wt％。鹽酸鹽可以選自氯化鎂、氯化鈣和氯化鋅。當(dāng)然也可以使用鹽的混合物。優(yōu)選使用氯化鎂，這是由于據(jù)信它在確保高分離效率和可能提高反應(yīng)速率方面特別有效。此外，氯化鎂的使用允許通過使用熱分解步驟的有利集成過程。這將在下文更詳細(xì)地討論。

含乳酸、甲醇和鹽酸鹽的含水液體可以以各種方式獲得。在一個(gè)實(shí)施方案中，乳酸、甲醇和鹽酸鹽在水中組合。但存在多種特別有利的可能性。

在一個(gè)實(shí)施方案中，通過如下步驟制備含乳酸、甲醇和鹽酸鹽的含水液體：提供含乳酸的鈣、鎂或鋅鹽的含水液體，通過加入HCl使所述含水液體酸化，和在加入HCl之前、之后或同時(shí)加入甲醇。酸化步驟導(dǎo)致乳酸鎂、鈣或鋅轉(zhuǎn)化為乳酸，同時(shí)形成相應(yīng)的鹽酸鹽。通過選擇乳酸鹽和HCl的濃度，可以獲得含上述范圍內(nèi)的乳酸和鹽酸鹽的液體。