CN101434693B - 用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的方法，第一步，按质量比将0.05～10份酶，10～20份丁二酸二乙酯，5～10份丁二醇，0.1～5.0份水，在温度为50℃～90℃下：常压反应2～5小时，然后在压力4～40mmHg下反应1～3小时，然后恢复常压，再反应2～5小时；此过程重复3～5次，第二步，加入30～100份烷烃类或苯环类溶剂和0.1～～5.0份的水，在50℃～90℃下搅拌反应4～48小时，第三步，减压蒸馏2～5小时，溶剂回收，第四步，加入15～20份氯仿，溶解后过滤，滤液加入60～80份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，滤渣为酶，可重复再使用，具有经济、能耗低、产量大、无金属残留、环保的特点。

Description

用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯的方法
技术领域
本发明属于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生产技术领域，具体涉及一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的方法。
背景技术
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是重要的可多种形式生物降解的脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性和生物降解性，因为具有好的机械强度和多样的熔点，适合代替许多通用热塑性塑料。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)一般采用化学合成的方法，即在≥190℃的反应温度下通过有机金属催化剂合成高分子量的脂肪族聚酯材料商业产品。但是，残余的金属由于金属和酯的强交互作用很难除去，从而产生对环境和材料处理不理想的效果，这就限制了高分子材料的应用范围，还有可能成为医学材料排斥的因素。此外，高温反应合成和有机金属催化可以导致单体和聚合物发生分解反应并且因此脱色和降低产物分子量。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种用脂肪酶做催化剂生产PBS的方法，具有经济、能耗低、无金属残留、环保的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的方法，其生产步骤是：
第一步，按质量比将0.05～10份酶、10～20份丁二酸二乙酯、5～10份丁二醇、0.1～5.0份水，在温度为50℃～90℃下：常压反应2～5小时，然后在压力4～40mmHg下反应1～3小时，然后恢复常压，再反应1～5小时；此过程重复3～5次；
第二步，恢复常压，加入30～100份烷烃类或苯环类溶剂和0.1～5.0份的水，在50℃～90℃下搅拌反应4～48小时；
第三步，减压蒸馏2～5小时，溶剂回收；
第四步，加入10～20份氯仿，溶解后过滤，滤液加入50～80份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。滤渣为酶，可重复再使用。
由于本发明采用酶做催化剂，可以在较低温度下进行合成反应得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、在含水的有机溶剂体系中继续反应，可以提高聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的分子量；由于将反应控制在50℃～90℃进行，从而能充分发挥酶的活性，具有经济、能耗低、产量大、无金属残留、环保的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的生产方法作进一步详细说明。
实施例一
一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的方法，其生产步骤是：
第一步，按质量比将0.5份酶、17份丁二酸二乙酯、8份丁二醇、0.1份水，在温度为50℃下：常压反应2小时，然后在压力4mmHg下搅拌反应1小时；然后恢复常压，再反应2小时；此过程重复3次；
第二步，恢复常压，加入30份甲苯和0.1份水，在50℃下搅拌反应4小时；
第三步，减压蒸馏2小时，溶剂回收；
第四步，加入15份氯仿，溶解后过滤，滤液加入60份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。滤渣为酶，可重复再使用。
在此条件下生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，得到数均分子量为2万的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，产物纯净，产率90％。此条件下各个有机溶剂均能回收，酶可重复利用，成本较低、能耗低、产量大、无金属残留、环保。
实施例二
一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的方法，其生产步骤是：
第一步，按质量比将1份酶、16份丁二酸二乙酯、7份丁二醇、3.0份水，在温度为70℃下：常压反应3.5小时，然后在压力17mmHg下搅拌反应1.5小时，然后恢复常压，再反应3.5小时；此过程重复4次；
第二步，恢复常压，加入45.5份环己烷和3.0份水，在70℃下搅拌反应23小时；
第三步，减压蒸馏3小时，溶剂回收；
第四步，加入17.5份氯仿，溶解后过滤，滤液加入70份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。滤渣为酶，可重复再使用。
在此条件下生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，得到数均分子量为2万的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，产物纯净，产率95％。此条件下各个有机溶剂均能回收，酶可重复利用，成本较低、能耗低、产量大、无金属残留、环保。
实施例三
一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的方法，其生产步骤是：
第一步，按质量比将5份酶、18份丁二酸二乙酯、9份丁二醇、5.0份水，在温度为90℃下：常压反应5小时，然后在压力40mmHg下搅拌反应2小时，然后恢复常压，再反应5小时；此过程重复5次；
第二步，恢复常压，加入100份正己烷和5.0份水，在90℃下搅拌反应48小时；
第三步，减压蒸馏5小时，溶剂回收；
第四步，加入20份氯仿，溶解后过滤，滤液加入80份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。滤渣为酶，可重复再使用。
在此条件下生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，得到数均分子量为3万的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，产物纯净，产率90％。此条件下各个有机溶剂均能回收，酶可重复利用，成本较低、能耗低、产量大、无金属残留、环保。

Claims (5)

1.一种用脂肪酶做催化剂生产聚丁二酸丁二醇酯的方法，其特征在于，其步骤是：
第一步，按质量比将0.05～10份酶、10～20份丁二酸二乙酯、5～10份丁二醇、0.1～5.0份水，在温度为50℃～90℃下：常压反应2～5小时，然后在压力4～40mmHg下反应1～3小时，然后恢复常压，再反应1～5小时；此过程重复3～5次；
第二步，恢复常压，加入30～100份烷烃类或苯环类溶剂和0.1～5.0份的水，在50℃～90℃下搅拌反应4～48小时；
第三步，减压蒸馏2～5小时，溶剂回收；
第四步，加入10～20份氯仿，溶解后过滤，滤液加入50～80份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其步骤是：
第一步，按质量比将0.5份酶、17份丁二酸二乙酯、8份丁二醇、0.1份水，在温度为50℃下：常压反应2小时，然后在压力4mmHg下搅拌反应1小时；然后恢复常压，再反应2小时；此过程重复3次；
第二步，恢复常压，加入30份甲苯和0.1份水，在50℃下搅拌反应4小时；
第三步，减压蒸馏2小时，溶剂回收；
第四步，加入15份氯仿，溶解后过滤，滤液加入60份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其步骤是：
第一步，按质量比将1份酶、16份丁二酸二乙酯、7份丁二醇、3.0份水，在温度为70℃下：常压反应3.5小时，然后在压力17mmHg下搅拌反应1.5小时，然后恢复常压，再反应3.5小时；此过程重复4次；
第二步，恢复常压，加入45.5份环己烷和3.0份水，在70℃下搅拌反应23小时；
第三步，减压蒸馏3小时，溶剂回收；
第四步，加入17.5份氯仿，溶解后过滤，滤液加入70份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其步骤是：
第一步，按质量比将5份酶、18份丁二酸二乙酯、9份丁二醇、5.0份水，在温度为90℃下：常压反应5小时，然后在压力40mmHg下搅拌反应2小时，然后恢复常压，再反应5小时；此过程重复5次；
第二步，恢复常压，加入100份正己烷和5.0份水，在90℃下搅拌反应48小时；
第三步，减压蒸馏5小时，溶剂回收；
第四步，加入20份氯仿，溶解后过滤，滤液加入80份甲醇纯化，得到聚丁二酸丁二醇酯。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第四步得到的滤渣为酶，可重复再使用。
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