CN104334609A - 通过由酶催化的合成生产聚酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由酶催化至少一种单体的合成生产聚酯的新方法，其特征在于：该方法包括使包括所述至少一种单体和所述酶的湍流及动态的薄层形式的混合物与保持在预定温度的壁接触的步骤。该方法便于在包括圆筒状主体(1)的涡轮反应器(A)内进行，所述圆筒状主体(1)具有加热或冷却套(4)，由底部(3、4)在两端封闭，具有至少一个输入口(5、6)和至少一个输出口(7、11)，且同轴的装有叶片的转子(8)可旋转支撑在所述管状主体(1)内，且可选地还在基本上与前一涡轮反应器相同的另一涡轮反应器(B)中。

Description

通过由酶催化的合成生产聚酯的方法
技术领域
本发明涉及通过由酶催化的合成生产聚酯的方法。
背景技术
如人们所知，聚酯代表重要的工业产品，因为人们发现了特别是在生产供使用的铸造物中的不同应用，例如，在汽车行业、在粘合剂或膜涂层生产中。它们也代表用于生产聚氨酯产品的中间体，该中间体通常也用于制造铸造物品。
在相当长的时期内，聚酯通常通过包括各自单体在合适催化剂存在下的高温聚合反应或缩聚反应的方法的化学合成生产。酯化、酯交换和水解反应之间的竞争限制了最终产物的平均分子量。此外，所述方法包含或多或少的重要量的不期望的副产物的形成，并有使用“有毒的”催化剂(通常是有机金属化合物)的缺点，而且还可能难以去除。
鉴于所述缺点，在过去的几十年中对用于生产聚合物特别是聚酯的新方法进行了研究，其中所述合成通过合适的生物催化剂特别是酶催化。
事实上，酶作为合成工艺的生物催化剂的应用，原则上，提供了在反应效率方面不容置疑的优点，且反应可以在温和条件下进行、以及对环境影响小和对映体(enantiomeric)选择性和/或区域选择性高，后者有可能获得通过常规的合成方法不能获得或难以获得的新产品。
至于聚酯合成，构思并建立了在整个或仅部分聚合反应期间使用酶特别是脂肪酶作为生物催化剂的不同的方法。
例如，巴克辛顿(Baxenden)的公开号为WO94/12652的专利申请公开了一种用于生产具有如此类申请定义的某些重复单元的聚酯的方法，其中，与所述重复单元相应的单体在没有溶剂而有作为生物催化剂的脂肪酶存在下聚合。特别是，作为生物催化剂，使用来自南极假丝酵母(CALB)的、以其游离形式或固定在聚合物载体上的脂肪酶。聚合可以发生在单个步骤中或在两个不同的步骤。在后一种情况下，在第一步骤中(也称为低聚步骤)，起始单体在有生物催化剂存在下被转化成低聚物，在这之后生物催化剂通过例如过滤被除去，聚合反应在没有生物催化剂的第二步骤完成。
巴克辛顿(Baxenden)的公开号为WO98/55642的申请公开了用于生产与形成公开号为WO94/12652的上述申请的主题相似的聚酯的方法，尤其是，该申请提出了从反应介质中回收并在随后的聚合反应周期中重复利用固定化酶。
然而，在上述过程中，酶的有效部分在反应介质中失去，因为其从聚合物载体的分离，致使整个过程(特别是回收从反应介质中分离出来的固定化酶的操作)不是非常有效且是昂贵的，至少对于工业应用来说如此。为了提高该方法的效率，在公开号为WO98/55642的申请中建议将“新加的”酶的一部分添加到回收利用的固定化酶(第12页，第1～5行)中，但这将成本大大增加至一个工业应用不能接受的水平。上述问题也在随后的出版物F.Binns；P.Harffey；S.M.Roberts；A.Taylor；J.Chem.Soc.PerkinTrans 1,1999,2671-2676中证实，多个作者中有与上述专利申请指定的相同的发明人。在该文件中，另外强调的是，从反应介质中回收的固定化酶失去其大部分原始活性并且建议添加胺类，即三乙胺(TEA)，至聚合介质中以恢复该活性的一部分。
最近，出版物C.Korupp；R.Weberskirch；J.J.Müller；A.Liese；L.Hilterhaus,Organic Process Research&Development(有机工艺研究与发展)2010,14,1118-1124公开了关于在加热的装置内且没有溶剂下进行的500克规模的酶法生产甘油己二酸酯的“按比例放大”研究的结果。该研究关注于各种反应参数(温度、压力、酶浓度、振动的类型和速度以及反应时间)对最终产物的转化率和平均分子量的影响。特别是，它表明，仅在高转化率下有可能获得2000-3000Da的最终产物平均分子量，但这只能通过慎重选择所研究的反应参数实现。
尽管迄今为止作出的巨大努力，目前工艺水平下大部分通过酶催化的合成生产聚酯的方法导致工业规模化不可行或至少不具有经济优势。
这些阻止或至少限制所述已知酶催化工艺的工业应用的原因中，最重要的原因与在工业生产厂家特有的更“苛刻的”工艺条件中的生物催化剂的有限的“适应性”和/或稳定性(即使生物催化剂是固定化的)、生物催化剂的相当高的成本、以及由于从聚合物载体分离的催化剂损失密切相关，如先前所讨论的。此外，所关注的反应通常特征在于：约束扩散过程的系统的高粘度，然后随着随后的低分子量产品确定缓慢反应。即使可以在持续振动下进行该反应，但必须指出的是，除了粘度的某些限制，用于保持产品均质性的剪切力会过高，所以使得数均分子量(Mn)结果受限制。
另外应该指出的是，在研发低环境影响和经济上更具有竞争力的工艺时，主要兴趣是避免在缩聚过程中使用有机溶剂。因此，应当促进扩散过程，用生物催化剂的合适剂型及反应器的合适的结构。
因而，本发明的主要目的是提供一种通过酶催化的合成生产聚酯的新方法，该方法具有如下功能特征：它可以以有效的方式进行工业级的实施，而克服或至少减小上述已知方法的缺点。
本发明的进一步的目的是提供如上所述的新方法，其允许以简单的方式且以与当前使用的传统工艺相比相对低的成本获得聚酯。
发明内容
根据本发明，通过酶催化至少一种单体的聚合或缩聚生产聚酯的方法达到此类目的，其特征在于，所述方法包括：使包括所述至少一种单体和所述酶的薄的动态湍流层形式的混合物与保持在预定温度的壁接触。
在一个优选实施方式中，根据本发明的方法包括如下步骤：
-制备包含至少一种单体和酶的混合物，
-使薄的动态湍流层形式的所述混合物与保持在预定温度的壁接触至少一次，获得包含聚酯的聚合物产品。
在另一个优选实施方式中，根据本发明的方法包括如下步骤：
-制备包含至少一种单体和固定化酶的混合物，
-使薄的动态湍流层形式的所述混合物与保持在预定温度的壁接触至少一次，获得包含低聚物的混合物，
-将所述固定化酶从所述包含低聚物的混合物中基本分离，
-将包含低聚物且基本上不含所述固定化酶的、薄的动态湍流层形式的所述混合物与保持在预定温度的壁接触至少一次，获得包含聚酯的聚合物产物。
本说明书中，术语“单体”是指后文定义的物质中的任何一种，其分子具有能够与其它相同或反应性互补分子偶联(combine recursively)以形成聚酯的官能团。
术语“聚酯(polyester或polyesters)”是指根据本发明的方法制造出的、得自大量单体或下文定义的反应性互补分子的化合的聚合材料。
术语“低聚物(oligomer或oligomers)”是指在本发明工艺进行期间产生的、来自于限定的或有限的数量的单体或下文定义的反应性互补单体分子的分子化合的中间产物。根据本发明的方法进行中获得的低聚物可例如为二聚物，三聚物，四聚物，五聚物等。这些术语表示低聚物中的单体单元总数。
本说明书中术语“薄的动态湍流层”是指原料(反应混合物)的层或薄层，该层或薄层具有优选为介于1mm～20mm之间的厚度及以湍流态运动，与保持在预定温度(加热或冷却)的壁接触。
术语“固定化酶”是指在其中酶与载体偶联或没有载体时酶分子相互偶联以形成基本为固体的集合体、或者酶聚体轮流与载体偶联的任何材料。该偶联可由物理相互作用(例如吸附或离子键)和优选为通过共价键的化学相互作用组成。
在根据本发明的方法中，酶固定化优选为以共价方式进行且可选为在惰性载体(聚合物载体)上，即通过在酶分子间的分子间共价键和/或酶和载体间的共价键的形成。
共价方式的酶固定化可以以不同的方式进行，其中以下以指示的方式说明，而不是限制：
-通过酶和载体各自的官能团间的共价键将酶固定在载体上(后者预先用合适的官能团可选择地功能化)，
-通过能够在酶分子和载体间创建净共价键(交联)的双官能试剂(例如，戊二醛)将酶固定在载体上，以使酶保持稳定地附着在载体上，
-通过能够在酶分子间创建共价键(交联)的双官能试剂形成酶聚体，以在没有固态载体时形成固态形式的生物催化剂。
在根据本发明的方法中，在包含至少一种预定单体和酶向低聚物的转化中，或在所述混合物直接向聚合物最终产物的转化中，与所述混合物的所述薄的动态湍流层接触的壁保持在至少35℃，优选为在45℃～130℃之间。
而在包含低聚物、不含固定化酶、且为薄的动态湍流层形式的混合物向聚酯的转化中，与该混合物接触的壁的温度至少为50℃，优选为在90℃～300℃之间。
借助于称为涡轮反应器的装置，可方便进行根据本发明的方法，该装置包括圆筒状主体，该圆筒状主体具有加热套，由底部在两端封闭，具有至少一个输入口和至少一个输出口，且同轴的装有叶片的转子可旋转支撑在所述管状主体内。
在这种情况下，根据本发明的方法中可使用如上涡轮反应器，其中，起始单体或多种单体向最终产物(聚酯)转化的整个过程是在酶的存在下进行的，或其中仅起始单体或多种单体向低聚物的转化是在酶的存在下再次进行。
对于后者，随后的低聚物向聚酯的转化可在酶去除后进行，优选为在上文定义的第二涡轮反应器或功能相同的反应器中进行。通过使用如上反应器，根据本发明的方法可包括如下步骤：
-将包含至少一种单体和酶的混合物的连续流通过所述至少一个输入口输入所述涡轮反应器，或将包含至少一种单体的混合物的连续流和分开的包含酶和可选的至少一种单体的连续流通过各自的输入口输入所述涡轮反应器，以在所述涡轮反应器内形成所述混合物，所述涡轮反应器的所述壁的温度至少为35℃，优选为在45℃～130℃之间，
-使所述混合物至少经受一次装有叶片的转子的机械作用，所述装有叶片的转子设定以至少150转/分钟的速度旋转，随后将所述混合物相对所述加热的壁离心分离并形成薄的动态管流层，其中，所述混合物通过所述装有叶片的转子的叶片被以机械方式保持在湍流状态，
-使所述薄的动态湍流层朝向所述涡轮反应器的所述至少一个输出口向前移动，
-从所述涡轮反应器的所述至少一个输出口连续排出包含低聚物的混合物流，
-可选地从包含聚酯的所述混合物中分离所述酶。
优选将所述酶从所述聚合物最终产物(聚酯的混合物)分离，该分离可相对容易地进行，例如在使用具有单独回收的可能性的固定化酶的情况下，下文将做出更好的解释。但在其它情况下，由于例如考虑到酶的成本和/或分离的复杂度及成本，酶可能被留下，未从聚合物最终产物分离。
通过如上依次使用两个涡轮反应器，根据本发明的方法可以包括如下步骤：
-将包含至少一种单体和固定化酶的混合物的连续流通过所述至少一个输入口输入所述第一涡轮反应器，或将包含至少一种单体的连续流和分开的包含固定化酶和可选的至少一种单体的连续流通过各自的输入口输入所述涡轮反应器，以在所述涡轮反应器内形成所述混合物，所述第一涡轮反应器的壁的温度至少为35℃，优选为在45℃～130℃之间，
-使所述混合物至少一次经受所述第一涡轮反应器的装有叶片的转子的机械作用，所述装有叶片的转子设定以至少150转/分钟的速度旋转，随后将所述混合物相对所述加热的壁离心分离并形成薄的动态湍流层，其中，所述混合物通过所述装有叶片的转子的叶片被以机械方式保持在高湍流状态，
-使所述薄的动态湍流层朝向所述涡轮反应器的所述至少一个输出口向前移动，
-从所述第一涡轮反应器的所述至少一个输出口连续排出包含低聚物的混合物的流，
-将所述固定化酶从包含聚酯的所述混合物中分离，获得基本不含所述固定化酶的低聚物的混合物，
-将基本不含所述固定化酶的所述低聚物的混合物的连续流通过所述至少一个输入口输入所述第二涡轮反应器，所述壁的温度至少为50℃，优选为在90℃～300℃之间。
-使基本不含所述固定化酶的低聚物的所述混合物经受装有叶片的转子的机械作用，所述装有叶片的转子设定以至少150转/分钟的速度旋转，随后将所述混合物相对所述加热的壁离心分离并形成薄的动态湍流层，其中，所述混合物通过所述装有叶片的转子的叶片被以机械方式保持在高湍流状态，
-使所述薄的动态湍流层朝向所述第二涡轮反应器的所述至少一个输出口向前移动，
-从所述第二涡轮反应器的所述至少一个输出口连续排出聚酯的混合物流。
令人惊奇地发现，由于例如通过设定为高速旋转的装有叶片的转子的作用及与该层接触的壁的控制温度以及向低聚物或聚合物的转化的效率和产率的整体优势，形成了管状的、薄的、动态的和湍流的层，建立了质量(mass)和热传递的最佳条件。
更特别地，令人惊奇地发现，例如由装有叶片的转子对反应混合物的分离和离心机械作用创造了生物催化剂与物料(mass)之间接触的最佳条件来进行催化，而且，在不确定由于机械作用对特别是生物催化剂固定在载体上(优选为以共价键的方式)的生物催化剂的实质破坏时，它在形成中的低聚物或聚合物上施加最佳剪切力。
然后，生物催化剂可以在生产周期结束时被回收并同时有利地再用于保持合适催化效率的进一步的生产周期，这显然转化为生产成本的大大节约，尤其对于工业应用。这在在本说明书下文中记载的实施例2中特别加以说明。
同时，混合物的薄层以湍流形式向前移动并与在恒定温度下的一个部件连续接触，这一事实有利地允许将蒸汽形式的反应副产物(主要是水、但也例如为，醇类)从反应混合物中有效且连续地去除，其阻止水解作用的竞争性反应，然后缩聚过程最大化以形成低聚物或聚合物。
应该另外指出的是，在根据本发明工艺条件下及从反应混合物中连续除去水(以蒸汽形式)，也有能够利用水的蒸发热及可选的缩聚反应的负焓的有益效果。这有利地允许将形成中的高分子链经受的温度保持在低于与此高分子链接触的壁的预定温度的水平，因此，保持在安全且连续可控的温度范围内。
尤其是，根据要求的最终产物(低聚物或聚合物)的高分子链的长度范围，本领域中的专家可正确地设定和连续控制形成中的高分子链的停留时间和温度。
在根据本发明的方法中，装有叶片的转子的转速优选为包括在150～700转/分钟之间。
当涡轮反应器具有350毫米～420毫米之间的直径时，包含至少一种单体和酶的混合物输入第一涡轮反应器的输入流量或不含酶的低聚物的混合物输入第二涡轮反应器的输入流量通常包括在50～500千克/小时之间。
包含至少一种单体和酶的混合物或基本上不含酶的低聚物的混合物在相应的涡轮反应器中平均停留时间通常在5分钟～30分钟之间，且平均停留时间的选择取决于试剂的化学反应性和稳定性、生物催化剂、中间体和/或最终产物及要求的最终产物的平均分子量。
此外，可以与包含至少一种单体和酶的混合物的所述流并流，并通过各自的输入口向所述涡轮反应器或第一涡轮反应器中注入惰性气体(如氮气)和/或合适的添加剂的连续流至反应混合物中。
这种添加剂可以包括(仅为指示而不是限定)链改性剂和/或增塑剂，将其加入到含有至少一种单体和酶的反应混合物中可具有以下有益效果：
-防止或减少至少一种单体对酶失活的可能影响，从而促进酶催化和/或
-至少一种单体被酶催化的同时进行“化学”转化的反应。
另外，也可以在该混合物形成期间，即在本发明的反应条件下(薄的湍流层沿预定温度的壁向前移动)处理混合物之前的混合步骤将上述添加剂添加到该反应混合物中，进行处理，例如，在上述涡轮反应器中。
而惰性气体(特别是氮气，优选为预热到80℃～150℃之间的温度)的添加具有阻止对形成中的高分子链可能的附带氧化反应的优点，如果必要的话。
此外，在形成低聚物的聚合反应期间和(随后的)形成最终产物的聚合反应期间，允许通过所述至少一个输出口从涡轮反应器释放反应副产物(主要是水和/或醇)的蒸汽可能是方便的。如果必要的话，这样的蒸气释放可选为被强制的，例如通过在涡轮反应器内应用减压，优选为等于或低于700毫米汞柱(93.3千帕)。
在依次使用两个涡轮反应器的情况下(如上文定义)，从第一涡轮反应器出来的低聚物的混合物的输出流在被送入前第二涡轮反应器前进行与固定化酶的分离步骤，优选为连续地进行。
此分离步骤可以根据任何常规方法进行，并优选通过过滤或离心分离进行。
过滤可以进行例如迫使低聚物的混合物流通过设置在第一涡轮反应器和第二涡轮增压器之间并与二者流体流动连通的合适的过滤单元分子筛。而在离心分离的情况下，低聚物的混合物流能在离心萃取器(滗析器)中进行连续的离心分离，离心萃取器也设置在第一涡轮反应器和第二涡轮增压器之间并同样与二者流体流动连通，在离心萃取器的头部区域回收生物催化剂(固定化酶)。
总之，分离的生物催化剂可被有利的回收和再利用(再循环)用于单体或多种单体向低聚物或聚酯转化的进一步的聚合周期。
应当指出的是，在某些情况下，起始一种单体或多种单体向低聚物的转化(低聚反应)开始后去除生物催化剂是有利的，以防止随后向聚酯的转化步骤中生物催化剂被机械作用破坏。事实上，随着反应向最终产物的形成进行，反应混合物的粘度增加，所以通常要求增加剪切力从而以有效的方式振动并移动反应混合物。如果低聚步骤后该剪切力仍存在于反应混合物中，在某些情况下，它可能会破坏生物催化剂。
在根据本发明的方法中，可以通过如下文所述的一种或多种单体的聚合或缩聚获得。
根据一个实施方式，聚酯可以通过根据本发明的方法由选自至少一种羟基羧酸或其羧酸衍生物(例如，酯或内酯)的单体获得，因此这类聚酯包括重复单元，该重复单元包括所述单体的残基。
适用于根据本发明的方法的羟基羧酸包括的那些具有下式：
HOCH2-Rl-CO2H
其中，其中R1是键或优选为C1～C12二价烷基，或二价芳基。
根据另一个实施方式，可以通过本发明所述的方法由下述单体的分子化合获得聚酯：1)至少一种二元羧酸或其羧酸衍生物，2)至少一种hydroxylarnine、二元醇、多元醇、糖或其衍生物，和可选的3)至少一种羟基羧酸或其羧酸衍生物。因此所得聚酯呈现由所述单体的残基组成的重复单元。
本发明中可使用二元羧酸(或二元酸)，应该是指出现至少两个羧基的分子。尤其是，合适的二元羧酸包括的那些具有下述分子式：
HO2C-R2-CO2H
其中R2是如上文对R1定义的键或二价基。
合适的二元醇包括的那些具有下式：
HOCH2-R3-CH2OH
其中R3是如上文对R1定义的键或二价基。
合适的多元醇包括的那些具有下式：
HOCH2-R4-CH2OH
其中R4是如上文对R1定义的具有至少一个羟基取代基的二价基。
适于本发明所述方法的糖包括单糖、二糖、三糖和寡糖。合适的糖的例子包括但不限于：葡萄糖、甘露糖和果糖(单糖)；蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖(二糖)；棉子糖(三糖)。特别优选为蔗糖和果糖。
糖衍生物包括但不限于糖苷和氨基糖。糖苷优选为依次出现烷基，烷基优选为1～8个碳原子，例如甲基糖苷，丁基糖苷。氨基糖的实例包括谷氨酰胺。合适的羟胺包括的那些具有结构式：
R5HNCH2-R6-CH2OH
其中R6是如上文对R1定义的键或二价基团，R5是氢或C1～C12烷基。
上述各基团可以是取代的或未取代的，并且在为烷基的情况下，它可以是环状的，具有直链或支链，可选为在顺式或反式构型中具有至少一个碳-碳双键，并且可选为具有至少一个碳-碳三键。当烷基具有一个以上双或三碳-碳键时，该键可以是共轭或非共轭的。每个烷基或芳基可选为被一个或多个取代基(两个或两个以上取代基的情况下，取代基可以是相同的或不同的)取代，每个取代基选自卤素原子(如氟、氯或溴)、羟基、环氧基、-NHR7(其中R7优选为氢或C1～C12烷基)、-OR8(其中R8优选为氢或C1～C12烷基)、羰基、-CO2R9(其中R9优选为氢或C1～C12烷基)、-SR(其中R优选为氢或C1～C12烷基)。
二醇优选为有2～14个碳原子，并且是a,ω-二醇，如1,4-丁二醇、二乙二醇、乙二醇、丙二醇、戊二醇、己烷-1,6-二醇或十二烷-1，12-二醇，最优选为1,4-丁二醇。优选地，二元酸具有2～14个碳原子，如草酸、琥珀酸、富马酸、柠檬酸、苹果酸、丙二酸、马来酸或己二酸。特别优选的是己二酸。
羟基羧酸优选具有2～14个碳原子，例如羟基乙酸、乳酸、2-羟基丁酸、2-羟基异丁酸、2-羟基己酸、2-羟基异己酸、柠檬酸或苹果酸。
合适的芳族二羧酸包括但不限于：邻苯二甲酸(1,2-苯二甲酸)，间苯二甲酸(1,3-18苯二甲酸)和对苯二甲酸(1,4-苯二甲酸)。
合适的氨基羧酸的例子包括但不限于：4-氨基丁酸、6-氨基己酸、12-氨基月桂酸或7-氨基庚酸。在本说明书中，术语“羧酸衍生物”指的是酯、酸的酰胺和羧酸、内酯和腈类。二元酸的酯可以是单酯或二酯，例如单烷基或二烷基酯。优选的，每个烷基具有1～4个碳原子，最优选的衍生物是甲基或乙基酯或二酯，最优选的是己二酸二甲酯。
多元醇具有至少三个羟基，其中至少有两个优选为无位阻的伯或仲羟基。合适的多元醇包括季戊四醇和三醇(特别是甘油)、以及含5～12个碳原子的糖醇(例如山梨醇及甘露醇)以此糖醇的衍生物，例如异山梨醇(山梨糖醇双脱水产物)。
根据本发明的方法生产的聚酯可以是直链或支链的，这取决于所选择的单体和反应条件，该聚酯可以用官能团(例如羟基)获得用于进一步转化成其它的聚合物，例如聚氨酯。
根据一个优选实施方式，通过本发明的方法生产的聚酯可以包括或由重复单元组成，重复单元为一个二元酸与一个二元醇；一个二元酸与一个多元醇；一个二元酸、一个二醇和一个多元醇；一个二元酸、一个二醇和一个羟基酸；一个二元酸，一个多元醇与一个羟基酸；一个二元酸、一个多元醇与一个羟基酸；一个二元酸、一个二醇、一个多元醇及一个羟基酸；一个二元酸、一个二元醇和一个羟基胺，或其它可能的单体的组合，如其中二元酸由甲酯或乙酯及其衍生物替代的组合。
优选的单体组合为：己二酸/丁二醇/乙醇胺、己二酸二甲酯/1,4-丁二醇、己二酸/甲基乙醇胺、乙醇胺/己二酸、二乙醇胺/己二酸、乙醇胺/己二酸二甲酯、N-甲基乙醇胺/己二酸二甲酯、二乙醇胺/己二酸二甲酯、己二酸/甘油、己二酸/1,4-丁二醇、己二酸二乙二醇、己二酸/二甘醇/甘油、己二酸/二甘醇/三羟甲基丙烷、二甘醇/己二酸/二甲基丙烷、己二酸/1，6-己二醇。
通常存在基本上相同数量的试剂的反应性羧基和反应性胺和羟基。然而，也可以进行有配比缺陷的聚合反应，即使这通常产生与用等摩尔量的试剂相比具有较低数均分子量的产物。在某些情况下，也可以调整试剂的相对量，以便最终的聚酯具有末端的酸基(terminal acid)、羟基、硫醇或胺官能团，以允许对最终聚酯的进一步的转化或在其他产品中的使用。例如，具有酸末端官能团的聚酯是在各种涂料组合物中是有用的，同时具有羟基末端的官能团的聚酯可作为试剂用于聚氨酯生产。
在根据本发明的方法中，没有在聚合的中间步骤中提供酶的分离时(单步法)，酶可以是游离或固定化的形式，而在聚合的中间步骤提供酶的分离时，酶需要被固定(两步法)。
酶固定化优选为以共价方式和可选地在惰性载体(聚合物载体)上进行，即通过酶分子间的共价键和/或酶和载体间的共价键形成。
例如，在聚合物载体上的酶固定化可以通过各自合适的官能团(可选地在载体上引入合适的官能团)间的共价键或通过使用能够在酶分子间形成共价键(交联)的双官能试剂(例如戊二醛)发生，这使酶分子保持附着在载体上。可选地，酶分子可通过双官能试剂联系在一起，没有载体时该双官能试剂能创建共价键(交联)以形成生物催化剂的固体形态。
优选地，在本发明的方法中，使用了共价固定在聚合物载体上的酶。
在这种情况下，其中使用了固定在载体上的酶，应当注意的是，可以容易地将酶从反应混合物除去而无需采用复杂的纯化过程，例如，通过过滤或离心分离除去。有利的是，从反应介质中回收的酶可以再循环用于进一步的聚合周期，如前述。
在本发明所述的方法中，酶可以存在于反应混合物中，直到反应本身完成。或者，酶可以被固定化，并在初始低聚步骤完成后从反应混合物中除去，例如通过过滤或离心分离。对于后者，进行没有固定化酶出现的后续聚合步骤，优选连续除去水或其他反应副产物(例如醇)，以引导聚合反应向形成产物进行。
另外，在没有固定化的酶情况下的随后的聚合步骤可以通过提高温度(与有酶的存在下使用的比较)有利地加速，至少到50℃，优选为在90℃～300℃之间，最优选为90℃～180℃之间。
优选地，本发明所述的方法中，酶包括能够催化聚酯反应的水解酶，最优选为脂肪酶。
优选地，本发明所述的方法中使用的酶包括以游离的形式或优选为固定在惰性载体上的来自于南极假丝酵母(以下也称为CALB)的脂肪酶。
这种酶是市场上可买到的，具有可通过基因重组技术或通过从包含它的生物体提取获得的脂肪酶。
根据一个特别优选的实施方式，本发明所述的方法中使用的酶包括共价固定化在疏水性中间载体上的CALB，特别是用环氧基功能化的丙烯酸树脂。就这一点而言，特别优选的是采用CALB固定在载体上的材料，该材料根据Sprin S.p.A.和的里雅斯特大学(Università degli Studi di Trieste)于2010年12月23日10提交的申请号为PD2010A000392的意大利专利申请中的描述的固定化技术获得。在此，该申请作为参考被包括在内，其涉及其中描述的包括固定化在载体上的CALB的材料及在此载体上的相应的酶固定化技术。
共价固定化在载体上的酶的采用，尤其是包括如申请号为PD2010A000392的所述专利申请中描述的固定化在载体上的CALB的材料的采用，结果在本发明描述的方法中特别有利，因为该酶或生物材料增加了生物催化剂在反应混合物的薄的湍流层沿保持在预定温度的壁运动期间的稳定性，避免机械破坏(如，装有叶片的转子的作用)。以这种方式，有利地发现，从载体分离(滤去)酶及随后的释放(和损失)被阻止。
本发明所述的方法中所使用的酶的量可以根据需要，特别是根据所表达的催化活性、转化率和反应速度、以及降低生产成本方面的考虑来确定。通过在本发明描述的方法中使用CALB，优选使用单体总重的0.1％～20％重量百分比的生物催化剂(意味着游离形式的酶和固定化酶的量)。
根据本发明的方法可以在大气压或减压下进行。无论如何应当指出，根据本发明，形成的薄的动态湍流层形式的、与加热的壁接触的反应混合物流的事实已允许从反应混合物本身有效的除去水和/或其它反应副产物(例如醇)。无论如何，在某些情况下，可以以强制方式方便地除去水和/或其它反应副产物，特别是降低反应进行的压力。在这种情况下，压力可减小到等于或低于700毫米汞柱(93.3千帕)，优选为介于650毫米汞柱(86.6千帕)～700毫米汞柱(93.3千帕)之间。减压既可以应用在低聚步骤也可以应用在随后的低聚物的聚合步骤中。
根据本发明的方法允许生产高重均分子量(Mw)的聚酯和聚酰胺酯。特别是，该重均分子量最小为200Da，优选为在1500Da～15000Da之间或更高。
重均分子量可根据常规方法本身测定，例如凝胶渗透色谱法(GPC)，核磁共振(NMR)和粘度测量法来测定。
此外，根据本发明的方法获得的聚酯和聚酰胺酯，有利地具有低的多分散指数(PDI)，意味着重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之间的比例。这个指数可以用常规方法本身测定，并且有利地低于1.5，优选为在1.1～1.4之间。
根据本发明的方法可以在溶剂的存在下或优选为在没有溶剂的条件下进行。术语“溶剂”应指任何在本发明描述的方法的反应条件下基本上是惰性的液体。
起始单体、生物催化剂及如上述的可选的溶剂和/或添加剂优选为在本发明的反应条件下处理混合物(使薄的湍流层沿预定温度的墙壁前进)前在一个或几个混合步骤预混合，以构成反应混合物，例如在如上述的涡轮反应器中。
然而，也可以将各试剂或它们的一部分(例如添加剂)和可选的溶剂分别引入到反应容器中(例如上述涡轮反应器)，以在原地形成反应混合物。
上述披露中指出，根据本发明的方法通过借助提高的质量和热传递和改进的扩散过程实现了高转化率。
此外，同样由于生物催化剂可以回收并用于不同的生产周期的事实，该方法能显著降低生产时间和成本，在不同的生产周期中生物催化剂保持合适的催化效率。这在例2中特别说明，在本说明书的下文中有记录。
因此，本发明的方法适合工业规模的应用。为此，应另外指出，本发明的方法致力于减少能量消耗并允许每小时生产率和时间的优化的连续处理。
根据本发明的方法的进一步的优势和特点将在其实施方式的描述中更加明显，下文参照附图所做的说明仅是示例方式的，而不是对本发明的限制。
附图说明
图1显示了执行根据本发明的方法的装置的原理图；
图2显示了根据本发明的方法进行的3个周期的转化结束时回收的生物催化剂样品放大100倍的扫描电镜照片。
具体实施方式
参照图1，用于根据本发明的方法的用于生产聚酯的装置包括：第一涡轮反应器A，第二涡轮反应器B及流体流动连通二者的分离器C。
具体地，分离器C被插入涡轮反应器A和B之间，并通过相应的管路10和20与它们流体流动连通。
术语“管路(flow lines)”通常应是指流体输送连接管或传热连接管(connection pipe or tubing)，常规是如此，可沿其设置合适的功能器件(例如泵)以用于材料从根据本发明的装置的一个单元到下一单元的输送。
在本实施例中，第一涡轮反应器A用于试剂(上文定义的单体或单体的组合)在生物催化剂存在下、在根据本发明的方法的反应条件下向低聚物的转化(低聚步骤)。
而第二涡轮反应器B用于从第一涡轮反应器A出来的低聚物的混合物在本发明的方法的反应条件下向聚酯的转化，通过分离器C清除生物催化剂。
涡轮反应器A和B优选为由VOMM Impianti e Processi,Rozzano公司,米兰(意大利)制造。
更特别地，涡轮反应器A基本包括圆筒状主体1，圆筒状主体1的两端由底部2、3封闭且具有同轴的加热或冷却套4(根据需要)，加热或冷却套4内部预定要流动热流体，例如透热油、水蒸汽或温水或过热的水或冷却流体，以将主体1的内壁保持在预定温度。
管状主体1上设置有至少一个第一输入口5(为简单起见，图1中显示出一个单个的输入口5)，以向管状主体1内输入包含至少一种单体、生物催化剂和可选的溶剂的反应混合物；和至少一第二输入口6(为简单起见，图1中显示出一个单个的输入口6)，用于将如前面定义的惰性气体和/或添加剂通过所述至少一个第一开口5加入正在进入涡轮反应器B的反应混合物。
由于技术附带原因，涡轮反应器A显然可具有不止一个输入口，例如为了分别供给试剂(至少一种单体)、生物催化剂(优选为与至少一种单体预混)、可选的溶剂、惰性气体和/或可选的添加剂，以在涡轮反应器B中直接在原地形成反应混合物。在种情况下，优选的是，生物催化剂与至少一种试剂或与可选的溶剂预混。
装有叶片的转子8被可旋转地支撑在管状本体1内。该转子的叶片9设置成螺旋形式并在某种程度上朝向离心机，且同时使正经受处理的反应混合物以薄的动态湍流层的形式、与加热或冷却的管状主体1的内壁15接触着向出口移动。电机M提供了转子8在150～700转/分钟之间的转速，优选为350转/分钟。
管状主体1还设有用于在第一涡轮反应器A内形成的反应产物(低聚物+生物催化剂的混合物)的第一输出口7和用于将可选的惰性气体引入涡轮反应器A和/或用于对反应混合物的处理期间形成的蒸汽的第二输出口11(排气口)，蒸汽主要是以汽态从其自身除去的水和/或其它反应副产物。
由于技术的附带原因，显然涡轮反应器A可具有不止一个用于反应产物的输出口，和/或作为蒸汽的排气孔。
在一些情况下，第二输出口11可与一个装置连接以产生真空，常规如此，以便在涡轮反应器A中应用减压，以有利于除去水和/或其它反应副产物，使低聚反应的平衡向产物的形成移动。
第二涡轮反应器B与第一涡轮反应器A完全相同，因此不再进一步描述。涡轮反应器B的那些在结构和/或功能上与涡轮反应器A相应部件等同的部件在图1中用与用于第一涡轮反应器A的标号相同的标号数字表示，只是数字增加了100。
根据本发明的方法，试剂(至少一种单体)与生物催化剂在混料器中混合在一起以形成混合物，优选为以连续的方式混合。生物催化剂既可以是“新加的”也可以是来自生产周期的，只要保持适当的催化活性的回收的，或者是两者的混合物。
搅拌器可以是任何常规装置，如这些具有合适的搅拌器且可选的被加热以允许试剂和生物催化剂适当混合直至反应混合物尽可能均匀，并适合被转移(例如在泵的帮助下)进入根据本发明形成的装置的下一单元的装置。
可选地，如果必要或适当，生物催化剂可在输入所述混料器之前与试剂之一预混或悬浮于其中。
将从混料器出来的反应混合物通过第一输入口5连续地注入到第一涡轮反应器A中。
如上文定义的添加剂流或惰性气体流(如氮气)同时或随后通过第二输入口6连续且并流注入涡轮反应器A中。显然，在不需要使用添加剂和惰性气体的情况下，第二开口6可以省略。
在涡轮反应器A中，包含至少一种单体、生物催化剂及可选的具有至少一种添加剂的反应混合物自进入涡轮反应器A后，经转子8的叶片9的机械作用被分开并相对于内壁15被离心分离，以形成薄的湍流层，该层由于所述叶片9的螺旋倾角同时朝向输出口7移动。
有利地，内壁15保持在基本恒定的温度，优选为用流经夹套4的热流体保持在45℃～130℃之间。
由于凭借设定高速旋转的装有叶片的转子的作用及与该层接触的壁的控制温度形成了管状的、薄的、动态的和湍流的层，以及低聚物或聚合物的转化的效率和产率的整体优势，建立质量和热传递的最佳条件。
更特别地，令人惊奇地发现，装有叶片的转子操作的反应混合物的分离和离心机械作用允许生物催化剂与物料(mass)之间接触的最佳条件来催化，而且，在不确定机械作用对特别是生物催化剂固定在载体上(优选为以共价键的方式)的生物催化剂的实质破坏时，它在形成中的低聚物或聚合物上施加最佳剪切力。
同时，混合物的薄层以湍流形式向前移动并与在恒定温度下的一个部件连续接触的事实，有利地允许将蒸汽形式的反应副产物(主要是水、但也例如为，醇类)从反应混合物中有效且连续地去除，从而促进缩聚反应，以形成低聚物或聚合物。
有利的是，蒸汽状态的水和其它可能的副产物通过第二输出口11从涡轮反应器A中除去，第二输出口11优选为与一个装置(图未示出)连接以在涡轮反应器A内制造真空。
应该另外指出的是，在根据本发明工艺条件下及从反应混合物中连续除去水(以蒸汽形式)，也有能够利用水的蒸发热及可选的缩聚反应的负焓的有益效果。这有利地允许将形成中的高分子链经受的温度保持在低于涡轮反应器B的内部部分15的预定温度的水平，因此，保持在安全且连续可控的温度范围内。
在涡轮反应器A中6～30分钟之间的停留时间后，包含混合物的产物通过第一输出口7连续地排出，该混合物包含低聚物和生物催化剂。
可选地，如果需要，包含低聚物和生物催化剂的、从涡轮反应器A出来的混合物，可在同一涡轮反应器A中回收一次或几次，通过第一输入口5进行转化的进一步循环，以便获得链长在期望范围的最终产物(低聚物)。
可选地，包含低聚物和生物催化剂的、从涡轮反应器A出来的混合物通过管路10输入分离器C。分离器C是常规的且可以是例如提供生物催化剂从低聚物的混合物分离的过滤装置或离心分离器。
从低聚物的混合物中分离出的生物催化剂通过管路30从分离器C出来，并可被有利地回收用于新的缩聚周期，以优化本发明的方法的效率并降低相关成本。
而包含低聚物且不含生物催化剂、通过管路30从分离器C出来的混合物通过其第一开口105输入第二涡轮反应器B中。
该混合物以类似于上述关于第一涡轮反应器A的方式在第二涡轮反应器B中被处理，以获得低聚物向获得上述相同优点的最终聚酯的转化。
然而，在涡轮反应器B中存在经受处理的、不含生物催化剂的混合物，内部部分115的温度可适当地增加至比第一涡轮反应器A的这些壁15的温度高的值。这个温度优选为介于90℃～180℃之间。
而涡轮反应器B中的反应混合物的停留时间优选为介于5～20分钟之间。
处理结束时，将反应产物(聚酯的混合物)通过第二输出口107从涡轮反应器B排出并回收，以用于进一步的处理，进一步的处理可包括例如纯化步骤(如果需要)、和/或向其它产品(如聚氨酯)的转换。
下文中，通过指示而非限制的方式报告了实现根据本发明的方法的一些例子。
实施例1
在本实施例中，说明了根据本发明的方法实现的二元醇和二元酸的缩聚反应。
二元醇包括1,4-丁二醇，二元酸包括己二酸和包含催化材料的生物催化剂(酶)，该催化材料由公司Sprin S.p.A，的里雅斯特(意大利)提供，并且包括以共价方式固定在有机多孔丙烯酸类聚合物上的、用环氧基功能化的CALB。
该催化材料根据引用的专利申请号为PD2010A000392的意大利专利申请中描述的方法(尤其是根据实施例18)获得。在本实施例中，使用了具有300U/g催化活性的催化材料。
催化活性表示为在下述条件下对底物三丁酸甘油酯的水解活性：
将2ml pH为7.0的0.1M Kpi缓冲液(磷酸氢二钾/磷酸二氢盐)加入30毫升乳液(100毫升乳液用5毫升三丁酸甘油酯、17毫升0.3M的NaCl溶液、6％的阿拉伯树胶/甘油(54％V/V)及78毫升超纯水制备)形式的底物中。pH值稳定后，加入30～50毫克固定化酶制剂，且释放的丁酸用0.1M的NaOH溶液滴定。水解活性取决于下面的试验，其使用pH自动恒定系统(梅特勒-托利多T50)测定。一个单位相当于酶的在30℃一分钟内水解1微摩尔三丁酸甘油酯的酶的量。
使用上述按图描述的设备及按照本发明的方法，流量为32kg/h的己二酸通过第一输入口5、同时流量为26kg/h的混合物通过另一个第一输入口5输入第一涡轮反应器A，该混合物包含生物催化剂和1,4-丁二醇(在常规的带式混合器中以这样的比例混合在一起，以获得混合物中的生物催化剂+二醇的混合物重量的21％重量百分比的生物催化剂)。供给涡轮反应器被并在其中混合的成份，具有二元酸/二元醇摩尔比等于约1:1.05且生物催化剂的含量等于包括生物催化剂加试剂(单体)的全部混合物的约9％重量百分比。
该涡轮反应器A具有350毫米的直径，以58公斤/小时的生产量工作并且没有用于添加剂和/或惰性气体的第二输入口6。
内壁15的温度保持在约86℃，这涉及约60℃的反应混合物的实际温度。装有叶片的转子8的转速保持恒定在350转/分钟，在这种特定情况下，反应是在大气压力下进行的。
在涡轮反应器A内12分钟的平均停留时间后，包含混合物的流通过第一输出口7连续排出，该混合物包含低聚物和生物催化剂，该混合物在涡轮反应器内被回收和再循环以在与上述相同的条件下用于两个进一步和随后的处理周期，但每个循环在涡轮反应器A内的平均停留时间为16分钟。
在涡轮反应器A中处理的三个全部循环的最后，包含低聚物和酶、从第二输出口7出来的所得混合物被转移至分离器C，在此特定情况下为过滤装置。
在分离器C中，来自涡轮反应器A的混合物被强制通过具有孔的平均尺寸介于80μm～100μm之间的筛，使生物催化剂从低聚物的混合物中分离。
生物催化剂被回收，并可以再循环用于第一涡轮反应器A内的进一步的处理周期。有利地，从图2中可以注意到，涡轮反应器A中所述三个周期后回收的生物催化剂颗粒表现出基本整齐的外形(与原来的相同)，从而表明，生物催化剂没有被本发明的反应条件下的机械作用明显破坏。
而从分离器C出来的滤液(基本不含生物催化剂的低聚物的混合物)，通过输入口105被注入基本上与第一涡轮反应器A相同的第二涡轮反应器B并在那里经处理以将低聚物转化成聚合物最终产物。
第二涡轮反应器的操作条件如下：
-壁115的温度：约110℃，对应于反应混合物约90℃的实际温度；
-装有叶片的转子108的速度：350转/分钟；
-平均停留时间：10分钟。
在第二涡轮反应器中的处理结束时，聚合产物(聚酯)以基本上为透明液体的形态被排出。
缩聚过程的结果列于下表1中。
表1
*占单体总重的重量百分比(己二酸/1-4丁二醇)
**1,4-丁二醇和生物催化剂的混合物
***通过测定粗产物的1H-NMR谱中δ4.08～δ3.53处信号(峰)的比值估算Mn，即δ4.08(t,2H,-CH 2OC(O))处信号(对应于酯的形成)与由游离的即未聚合的1,4-丁二醇引起的δ3.53(t,2H,-CH2-CH 2-OH)处信号的比值的增加
****由使用高压色谱系统的凝胶渗透色谱法测定，高压色谱系统与Waters 150C高温凝胶色谱仪(GPC Waters 150C detector)、“蒸发光散射”检测器及7.5mm长多孔菌柱(洗脱液THF(30℃下流速1毫升/分钟))连接。使用9个聚苯乙烯样品被用作标准(Mn 680、1060、1100、2450、5050、7000、11600、22000、66000)。每个分析中，将约7mg的样品溶解在四氢呋喃(THF)中并在未经预处理的情况下进行分析。从上述说明中可以注意到获得了表现出高Mn值和低PDI值的聚合物产品。
实施例2
在本实施例中，说明了根据本发明的方法实现的二元醇和二酸二酯的缩聚反应。
二元醇包括1,4-丁二醇，二酸二酯包括己二酸二乙酯和生物催化剂(酶)，该生物催化剂包括与实施例1中报告的相同的催化材料。
使用上述按图描述的设备及按照本发明的方法，流量为44kg/h的己二酸二乙酯通过第一输入口5、同时流量为21.7kg/h的混合物通过另一个第一输入口5输入第一涡轮反应器A，该混合物包含生物催化剂和1,4-丁二醇(在常规的带式混合器中以这样的比例混合在一起-20.6kg/h的己二酸二乙酯和1.1kg/h的生物催化剂)。供给涡轮反应器并在其中混合的成份具有二元酸/二元醇等于约1:1.05的摩尔比且生物催化剂的含量等于包括生物催化剂加试剂(单体)的全部混合物的约1.7％重量百分比。该涡轮反应器A具有350毫米的直径，以65.7公斤/小时的生产量工作并且没有用于添加剂和/或惰性气体的第二输入口6。
内壁15的温度保持在约70℃，这意味着反应混合物的实际温度约50℃。装有叶片的转子8的转速保持恒定在350转/分钟，在这种特定情况下，反应是在大气压力下进行的。
在涡轮反应器A内12分钟的平均停留时间后，包含混合物的流通过第一输出口7连续排出，该混合物包含低聚物和生物催化剂，该混合物在涡轮反应器内被回收并被转移至分离器C，在此特定情况下为过滤装置。
在分离器C中，来自涡轮反应器A的混合物被强制通过具有孔的平均尺寸包括在80μm～100μm之间的筛，使得生物催化剂从低聚物的混合物分离。然后根据实施例1中描述的过程分析低聚物且结果为Mn＝2000和PD＝1.35。
分离器C中回收的生物催化剂在涡轮反应器A内根据上文描述的过程再循环8个处理周期。在每个反应周期后，采用等于约30～50毫克的载体酶试样，并根据实施例1中描述的方法评价酶的活性。
生物催化剂样品在所有的情况下表现出至少等于原始生物催化剂表现出的活性的85％，这证明了生物催化剂的可循环使用性和其活性的保留。
实施例3
在本实施例中，说明了根据本发明的方法实现的二元醇和二酸二酯的缩聚反应。
二元醇包括1,4-丁二醇，二酸二酯包括己二酸二乙酯和生物催化剂(酶)，该生物催化剂包含市售的酶制剂诺维信脂肪酶435(Novozym 435)，诺维信脂肪酶435包括来自南极假丝酵母的、吸附在丙烯酸固态载体上的脂肪酶。
在分离器C中，来自涡轮反应器A的混合物被强制通过具有孔的平均尺寸包括在80μm～100μm之间的筛，获得生物催化剂从低聚物的混合物的分离。然后根据实施例1中描述的过程分析低聚物且结果为Mn＝2400和PD＝1.41。
分离器C中回收的生物催化剂在第一涡轮反应器A内根据上文描述的过程再进一步循环8个处理周期。每个反应周期后，采用等于约30～50毫克的载体酶试样，并根据实施例1中描述的方法评价酶的活性。
经过1个周期后，催化剂最终保留了其原始活性的约60％，3个周期的缩聚反应后催化剂保留了其原始活性的40％，表明吸附在固态载体上的酶制剂不适合于用上述过程中，因为酶分子从如在C.Korupp；R.Weberskirch；J.J.Müller；A.Liese；L.Hilterhaus,Organic ProcessResearch&Development(有机工艺研究和发展)2010,14,11 18-1124中描述的载体上分离。

Claims (15)

1.通过由酶催化至少一种单体的聚合或缩聚生产聚酯的方法，其特征在于，所述方法包括：使包括所述至少一种单体和所述酶的混合物与保持在预定温度的壁接触，其中所述混合物为湍流及动态的薄层形式。
2.根据权利要求1所述的方法，包括如下步骤：
-制备包含至少一种单体和酶的混合物，
-使湍流及动态的薄层形式的所述混合物与保持在预定温度的壁接触至少一次，获得包含聚酯的聚合物产品。
3.根据权利要求1所述的方法，包括如下步骤：
-制备包含至少一种单体和固定化酶的混合物，
-使湍流及动态的薄层形式的所述混合物与保持在预定温度的壁接触至少一次，获得包含低聚物的混合物，
-将所述固定化酶从包含低聚物的所述混合物中基本分离，
-将包含低聚物且基本上不含所述固定化酶的、湍流及动态的薄层形式的所述混合物与保持在预定温度的壁接触至少一次，获得包含聚酯的聚合物产物。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，在对包含所述至少一种单体和(可选为固定化的)所述酶的所述混合物的处理中，所述壁保持在至少35℃的温度，优选为在45℃～130℃之间，或在对包含低聚物且不含所述固定化酶的所述混合物的处理中，所述壁保持在至少50℃的温度，优选为在90℃～300℃之间。
5.根据权利要求1或2所述的方法，包括如下步骤：
-提供包括圆筒状主体(1)的涡轮反应器(A)，所述圆筒状主体(1)具有加热或冷却套(4)，由底部(3、4)在两端封闭，具有至少一个输入口(5、6)和至少一个输出口(7、11)，且同轴的装有叶片的转子(8)可旋转支撑在所述圆筒状主体(1)内，
-将包含至少一种单体和酶的混合物的连续流通过所述至少一个输入口(5)输入所述涡轮反应器(A)，或将包含至少一种单体的混合物的连续流和另外的包含酶和可选的至少一种单体的连续流通过各自的输入口(5)输入所述涡轮反应器(A)，以在所述涡轮反应器(A)内形成所述混合物，所述涡轮反应器(A)的所述壁的温度至少为35℃，优选为在45℃～130℃之间，
-使所述混合物至少经受一次装有叶片的转子(8)的机械作用，所述装有叶片的转子(8)设定以至少150转/分钟的速度旋转，随后将所述混合物相对所述加热的壁离心分离并形成薄的动态管流层，其中，所述混合物通过所述装有叶片的转子(8)的叶片(9)以机械方式保持在湍流状态，
-使所述薄的动态湍流层朝向所述涡轮反应器(A)的所述至少一个输出口(7)向前移动，
-从所述涡轮反应器的所述至少一个输出口(7)连续排出包含低聚物和/或聚酯的混合物流，
-可选地从包含聚酯的所述混合物中分离所述酶。
6.根据权利要求3所述的方法，包括如下步骤：
-提供第一涡轮反应器(A)和第二涡轮反应器(B)，每个反应器包括圆筒状主体(1；101)，所述圆筒状主体(1；101)具有加热或冷却套(4；104)，由底部(3、4；103、104)在相对端封闭，具有至少一个输入口(5、6；105、106)和至少一个输出口(7、11；107、111)，且同轴的装有叶片的转子(8；108)可旋转地支撑在所述圆筒状柱体(1；101)内，
-将包含至少一种单体和固定化酶的混合物的连续流通过所述至少一个输入口(5)输入所述第一涡轮反应器(A)，或将包含至少一种单体的连续流和另外的包含固定化酶和可选的至少一种单体的连续流通过单独的输入口(5)输入所述涡轮反应器(A)，以在所述涡轮反应器(A)内形成所述混合物，所述第一涡轮反应器(A)的壁的温度至少为35℃，优选为在45℃～130℃之间，
-使所述混合物至少经受一次装有叶片的转子(8)的机械作用，所述装有叶片的转子(8)设定以至少150转/分钟的速度旋转，随后将所述混合物相对所述加热的壁离心分离并形成薄的动态管流层，其中，所述混合物通过所述装有叶片的转子(8)的叶片(9)以机械方式保持在湍流状态，
-使所述薄的动态湍流层朝向所述涡轮反应器(A)的所述至少一个输出口(7)向前移动，
-从所述第一涡轮反应器(A)的所述至少一个输出口(7)连续排出包含低聚物的混合物的流，
-将所述固定化酶从所述包含低聚物的混合物中分离，获得基本不含所述固定化酶的低聚物的混合物，
-将基本不含所述固定化酶的低聚物的所述混合物的连续流通过所述至少一个输入口(105)输入所述第二涡轮反应器(B)，所述壁的温度至少为50℃，优选为在90℃～300℃之间，
-使基本不含所述固定化酶的低聚物的所述混合物经受装有叶片的转子(8)的机械作用，所述装有叶片的转子(8)设定以至少150转/分钟的速度旋转，随后将所述混合物相对所述加热的壁离心分离并形成薄的动态湍流层，其中，所述混合物通过所述装有叶片的转子(108)的叶片(109)被以机械方式保持在高湍流状态，
-使所述薄的动态湍流层朝向所述第二涡轮反应器(B)的所述至少一个输出口(107)向前移动，
-从所述第二涡轮反应器(B)的所述至少一个输出口(107)连续排出聚酯的混合物流。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述涡轮反应器(A)或所述第一涡轮反应器(A)及所述第二涡轮反应器(B)的装有叶片的转子(8；108)的转速介于150～700转/分钟之间。
8.根据权利要求5～7任一项所述的方法，其中所述包含所述至少一种单体和酶的混合物、或所述基本不含酶的低聚物的混合物在各自的涡轮反应器(A)中的停留时间介于5分钟～30分钟之间。
9.根据权利要求5～8任一项所述的方法，还包括步骤：
通过所述至少一个输入口(6、106)向所述涡轮反应器(A)或向所述第一涡轮反应器(A)和第二涡轮反应器(B)中的一个或两个内输入惰性气体和/或添加物的连续流，所述惰性气体和/或添加物的连续流与所述包含所述至少一种单体和酶的混合物流和/或所述不含酶的低聚物流并流。
10.根据权利要求5～9任一项所述的方法，其中，在所述涡轮反应器(A)内或在所述第一涡轮反应器(A)和所述第二涡轮反应器(B)中的一个或两个内应用700mmHg(93.3kPa)或以下的减压，优选为介于650mmHg(86.6kPa)～700mmHg(93.3kPa)之间的减压。
11.根据权利要求3或权利要求6～10任一项所述的方法，其中，固定化酶的所述分离步骤通过过滤或离心分离进行。
12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述至少一种单体包括二元醇或二元酸或它们的衍生物，优选为二酯或内酯。
13.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述酶包括水解酶，优选为脂肪酶，更优选为来源于游离或固定化形态的南极假丝酵母(CALB)的脂肪酶。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述酶包括以共价方式固定化的CALB，优选为在惰性载体上。
15.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述游离或固定化形态的酶的量介于所述至少一种单体的整体重量的0.1％～20％重量百分比之间。
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