CN107207399A - 乳酸盐纯化方法 - Google Patents

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Abstract

一种由包含脂肪酸、相应的酰基乳酸盐和乳酸的混合物中分离脂肪酸的方法，所述方法包括如下步骤：a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；b)调节所述分散体混合物至pH为5‑9；和c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的溶剂中，从而获得脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液。所述极性载体以其重量计包含70‑100wt％的水和0‑30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。所述含水萃余液可以通过如下过程进一步处理：i)酸化所述萃余液至pH为0‑3；和ii)a)使所述酸化后的萃余液分为两层和使下层的含水层与剩余的酰基乳酸盐层分离，或者ii)b)将脂肪酸乳酸盐从酸化的萃余液中萃取入与所述含水萃余液不混溶的第二溶剂中，从而获得酰基乳酸盐溶液。

Description

乳酸盐纯化方法
技术领域
本发明涉及合成的酰基乳酸盐(也称为脂肪酸乳酸盐)的分离和纯化方法。更特别地，本发明涉及用于从包含酰基乳酸盐、脂肪酸和乳酸的混合物中独立地分离和纯化酰基乳酸盐和相应的脂肪酸的方法，其中所述方法包括用有机溶剂萃取。
背景技术
术语"酰基乳酸盐"指具有与一个(单乳酸盐)或几个乳酸分子(二乳酸盐和更高级乳酸盐)连接的来自脂肪酸的酰基和与终端羧酸根连接的质子(H+)或其它阳离子的化合物。代表性的酰基乳酸盐可以具有如下通用结构：
RCO-(O-CHCH3-CO)n-OH
其中RCO为脂肪酸的酰基，R通常具有3-35个碳原子，和n为1-10的整数。烃链(R)可以为直链或支链、可以饱和或不饱和被一个或多个羟基取代。
这种乳酸盐是常用的食品添加剂：几种类型的乳酸盐在食品制品如烘烤食品、谷类食品、口香糖和甜点中起到乳化剂或湿润剂的作用。这种用途的实例在Boutte等人的Stearoyl-2-lactylates and oleoyl lactylates,第206-225页,Emulsifiers in FoodTechnology,R.J Whitehurst编辑，Blackwell Publishing Ltd.Oxford,UK(2004))中公开。
其它乳酸盐在个人护理应用中可用作表面活性剂、粘度调节剂、乳化剂、泡沫促进剂和稳定剂：酰基乳酸盐可用于改进肤感、皮肤柔性和保湿，和在施用产品后由湿变干的过程中减小粘性。
Osipow等的Fatty Acid Lactylates第1-12页(1969)描述了硬脂酰乳酸及其钠盐作为化妆品胶凝剂的用途。有意思的是该文献还教导了己酰乳酸盐和月桂酰乳酸钠是无毒的和可以表现出抗微生物活性。由该概念出发，EP 2082739A1(Purac Biochem BV)描述了乳酸盐在预防或处理动物中由革兰氏阳性菌造成的感染的用途。
为了在受管控的应用如化妆品和功能性保健品中应用，很明显酰基乳酸盐需要具有高纯度。本申请涉及合成的酰基乳酸盐的纯化。
美国专利US 2,733,252(Thompson等)描述了酰基乳酸盐的制备方法，其中在碱性催化剂存在下在100-250℃的温度下使乳酸和脂肪酸直接酯化。
美国专利US 2,789,992(Thompson等)描述了通过使乳酸与脂肪酸的酰基氯反应而合成酰基乳酸盐的方法。WO 2014/167069(Purac Biochem BV)描述了尤其是乳酸的脂肪酸酯盐的制备方法，其包括将包含与催化剂和乳酸盐混合的脂肪酸三甘油酯的油加热至乳酸的熔点温度或以上和使所述混合物进行酯交换。
通过上述方法获得的反应产品通常包含相当大量的衍生自原料的乳酸和脂肪酸以及想要的乳酸脂肪酸酯。因此反应的最终产品可以被视为所需产品酰基乳酸盐、更高级的乳酸盐、乳酸和游离脂肪酸或它们的盐的混合物。这些物质可以作为盐(通常为碱金属、铵或胺盐)存在于混合物中。
提供这种混合物明显与针对较高纯度的酰基乳酸盐产品的工业要求不一致。因此本发明的一个目的是提供可以分离这些混合物的组分的工业上可行的方法。
有问题的是，脂肪酸和酰基乳酸盐都拥有相同长度的强疏水性的脂肪酸链。因此预期是通过液-液萃取过程不能分离这些产品和特别是具有较大酰基的产品：典型的液-液萃取的原理是两种化合物在两个不共混的不同相中的溶解度不同。
另外，已知脂肪酸和酰基乳酸盐的混合物具有强的乳化性。本领域普通技术人员认为这些性能使其很难在液-液萃取过程中分离各相。
发明内容
按照本发明的第一个方面，提供一种从包含脂肪酸、相应的酰基乳酸盐和乳酸的混合物中分离脂肪酸的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-9；和
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的溶剂中，从而获得脂肪酸溶液，
其中所述极性载体以其重量计包含70-100wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
这种方法意外地能够应用简单的液-液萃取过程从还包含带有相同疏水性酰基的酰基乳酸盐的混合物中脱除脂肪酸。
通过按多级萃取来实施步骤c)可以改进在从初始混合物中萃取脂肪酸时步骤c)的效力。在工业或商业规模上，优选逆流多级萃取。
必要时，可以进一步处理得到的脂肪酸溶液以从中回收脂肪酸。可以有利地将至少一部分和任选所有通过精馏等方法从脂肪酸溶液脱除的任何溶剂循环至萃取步骤c)。脂肪酸本身可以在形成相应的酰基乳酸盐中作为反应物而再利用。因为脂肪酸的成本(其由酸的原料价格驱动)可能较高且具有挥发性，这一点在生产酰基乳酸盐中表现出重要的经济优势。
按照本发明的第二个方面，提供一种从包含酰基乳酸盐、相应的脂肪酸和乳酸的混合物中分离酰基乳酸盐的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-9；
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的第一溶剂中，从而获得脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液；
d)酸化所述萃余液至pH为0-3；和
e)使所述酸化后的萃余液分为两层和使下层的含水层与剩余的酰基乳酸盐层分离，
其中所述极性载体以其重量计包含70-100wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
如上所述，通过按多级萃取来实施步骤c)可以改进在从初始混合物中萃取脂肪酸时步骤c)的效力。
按照本发明的第三个方面，提供一种从包含酰基乳酸盐、相应的脂肪酸和乳酸的混合物中分离酰基乳酸盐的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-9；
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的第一溶剂中，从而获得脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液；
d)酸化所述萃余液至pH为0-3；和
f)将脂肪酸乳酸盐从酸化的萃余液中萃取入与所述含水萃余液不混溶的第二溶剂中，从而获得酰基乳酸盐溶液；
其中所述极性载体以其重量计包含70-100wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
在本发明的第三个方面中应用的第一和第二溶剂可以相同或不同，但优选为相同。另外，在这里优选的是步骤c)和/或步骤f)和最优选两个步骤都为多级萃取。在后一种实施方案中，可以针对步骤c)和f)中的每一个独立地选择用于多级萃取的具体过程。
在本发明的上述各方面中，优选与极性载体(步骤c))和含水萃余液(步骤f))不混溶的溶剂在常压下的沸点小于120℃。这减少了蒸发这些溶剂以分别由溶液中回收脂肪酸和酰基乳酸盐的能量成本。由各溶液精馏出的溶剂可以按需循环至步骤c)和f)。
本发明在从混合物中分离具有8-24个碳原子的酰基的饱和或不饱和脂肪酸时以及当可用时随后从包含所述乳酸盐和乳酸的萃余液中分离相应的酰基乳酸盐时特别有用。这种脂肪酸的烃链可以为直链或支链和可以被一个或多个羟基取代。
当指具有8-24个碳原子的酰基的饱和或不饱和脂肪酸以及相应的乳酸盐时，对于所述酰基中的各链长或碳原子数的子范围不做限定。例如，酰基可以具有下限为8、10或12个碳原子至上限为24、22、20、18、16、14或12个碳原子的链长。示例性的范围包括8-18个碳原子、8-16个碳原子和10-14个碳原子。当用C8-C18脂肪酸、特别是C12-C14脂肪酸和更特别为C12即月桂酸时已取得了良好结果。
为完整起见，提到的脂肪酸例子包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸、蓖麻油酸、岩芹酸、花生酸和山萮酸。
本发明还涉及由上文定义的方法获得的分离和纯化产品。在如下本发明的第二和第三个方面中，由以其重量计包含10-40wt％的脂肪酸、30-70wt％的相应酰基乳酸盐和10-30wt％乳酸的混合物开始，可以制备纯度至少为90％和通常为至少95％的脂肪酸乳酸盐。
定义
这里应用的术语“包括”应理解为指的是后面所列并非穷举，和可以包括或可以不包括任何其它附加的合适项，例如合适时的一个或多个其它特征、组分、成分和/或取代基。
不打算限制等价原则对权利要求范围的适用，这里提到的表示温度、pH和组分量的每个数值均应至少以记录的有效数字的数值和通过应用通用的圆整技术来理解。
正如这里所应用，如果不特别指出，术语"酰基乳酸盐"、"脂肪酸"和“乳酸"的应用包括其碱金属、铵或胺盐。对于酰基乳酸盐、脂肪酸和乳酸的相关酸部分，优选的是其至少部分被中和，和在这方面钠(Na+)和钾(K+)是优选的阳离子。在最初提供的混合物中可以存在盐。替代或附加地，可以在形成分散体(步骤a))时向混合物中加入盐如NaCl、KCl、Na2SO4或K2SO4。
在这里用作(助)溶剂或载体的水意指本领域普通技术人员所理解的低固体含量的水。例如所述水可以为蒸馏水、脱盐水、去离子水、反渗透水、锅炉冷凝水或超滤水。在某些情况中自来水也可以。
在这里应用的“溶剂”按German Technical Rules for Dangerous Substances(TRGS)610定义为在常压下沸点低于200℃和用于溶解其它物质的化合物。术语“醇类溶剂”包括在常压下在25℃下为液体的任何水溶性一元醇、二元醇或多元醇的溶剂。
正如这里所应用，“不混溶”指两种流体物质，当其相互接触时形成一个界面，在所述界面的每一侧具有组成不同的相。不受其限制，界面能通常可以为0.2-30mN/m。
如果有机液体产品具有沸程，则在常压下沸程的起点(最低温度)被当作是名义沸点。必要时，物质初沸点的任何测量均应按标准测试方法ASTM D1078-95或其最新版本进行。
具体实施方式
本发明涉及从包含酰基乳酸盐、相应的脂肪酸和乳酸的混合物中分离脂肪酸乳酸盐(酰基乳酸盐)。如上所述，这种混合物通常以制备酰基乳酸盐的现有技术方法的直接产品产生。在这种混合物中存在有较高量级的乳酸盐是常见的和对本发明无害。另外，本发明适用于包含多种脂肪酸和多种相应的酰基乳酸盐的混合物，能使所述酸和乳酸盐分离。
在美国专利US 2,733,252和2,789,992(两者均属于Thompson等)中获得的混合物是类脂或糊状的。为了驱使每种公开的反应完成，当适用时均施用高温，将水蒸馏出来或使氯化氢挥发掉。
可由上述技术得到的示例性混合物可以具有以下特征：按混合物重量计包含10-40wt％的脂肪酸、30-70wt％的相应酰基乳酸盐和10-30wt％的乳酸。
步骤a)和b)
上面描述的方法的步骤a)到c)阐述了由所提供的混合物中分离组分脂肪酸。
在步骤a)中应用的极性载体以其重量计包含至少70wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。在本发明的一个优选的实施方案中，所述极性载体以其重量计包含至少80wt％、优选至少90wt％和更优选至少95wt％的水。只由水组成的极性载体也可以使用。
当在极性载体中包括可混溶助溶剂时，在25℃和常压下确定的每一种添加的助溶剂的Hansen总溶解度参数(δt)的极性组分(δp)和/或所添加的助溶剂混合物的Hansen总溶解度参数(δt)的重均极性组分(δp)应该≥5MPa 1/2。Hansen Solubility Parameters,AUser's Hand book，第二版,Charles M.Hansen,CRC Press(2007)中的公开在这里作为参考引入。替代或附加地，所添加的可混溶极性助溶剂的特征是在常压下具有25-190℃的沸点。
合适的可混溶极性助溶剂包括但不限于:醇类溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇、1,2-己二醇、丙二醇和甘油；聚二醇如聚乙二醇；甲酰胺类如甲酰胺、正-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、硝酸乙铵；甘油酯如三乙酸甘油酯(三醋精)、三丙酸甘油酯(三丙精)和三丁酸甘油酯(三丁精)；碳酸亚乙酯；苯胺；四氢呋喃(THF)；丙酮；乙腈；乙酸；乙二胺；磷酸三甲酯；二甲亚砜；和它们的组合。设想的是具有与上述溶剂相似的Hansen极性组分(δp)的其它极性溶剂也是合适的。
按照本发明的分离方法，首先通常在搅拌或搅动下将酰基乳酸盐、相应的脂肪酸和乳酸的混合物分散于极性载体中。每千克粗混合物的极性载体的量只需要足够形成分散体。对于每千克粗混合物，极性载体的量通常为0.5-100升和优选为5-15升，以确保所述分散体具有可易于泵送的粘度。
然后通过向其中加入酸和/或碱调节所形成的分散体的pH为5-9、优选5-8或5-7。合适的酸包括无机酸如HCl和合适的碱包括碱金属氢氧化物、碳酸盐和氢碳酸盐例如NaOH。适合调节分散体pH的其它化合物对本领域普通技术人员来说很明显。具体地，对于含C10或C12-C14酰基乳酸盐的混合物来说，具体地，分散体的最终pH优选为5.5-6.5,例如6。
当降低pH值时，分散体变浑浊。
步骤c)
在步骤c)中，将步骤b)的分散体中存在的脂肪酸萃取入不混溶溶剂中，从而形成作为萃取液的脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液。在萃取步骤c)中引入的溶剂或溶剂混合物必须与极性载体不混溶，和必须是脂肪酸的溶剂。不混溶溶剂以其重量计应该能够溶解至少5wt％和优选至少10wt％的脂肪酸。
合适的不混溶溶剂的例子包括但不限于：戊烷；己烷；庚烷；环己烷；二氯甲烷；1,2-二氯乙烷；三氯甲烷；四氯甲烷；乙酸乙酯；乙酸丁酯；甲基乙基酮(MEK)；甲基-异丁基-酮；二乙醚；甲基叔丁基醚；二-异-丙醚；芳烃如苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、氯苯和硝基苯；和它们的组合。石油醚也可以作为这种不混溶溶剂的示例性组合而被提及。优选的是所述溶剂或溶剂混合物在常压下的沸点小于120℃。特别地，当不混溶溶剂选自二氯甲烷、戊烷、己烷和它们的组合时已获得了良好结果。
为了在两种液体之间进行传质，通常在混合或搅动下在合适的萃取塔中使不混溶溶剂与极性载体接触。正如现有技术中已知，加入和从萃取塔脱除的任何液体的量均可以按体积或重量进行监控。按体积，不混溶溶剂和极性载体的接触量通常相等。接触后，使各相聚集和分离，然后将含酰基乳酸盐和乳酸的含水萃余液与在不混溶溶剂中溶解有脂肪酸的萃取液分离开来。
步骤c)的目的是最大化脂肪酸在萃取液中的分配。更特别地，其目的是最大化按[FA]萃取液/[FA]萃余液定义的脂肪酸(FA)分配系数。除了分散体混合物的pH外，应认识到极性载体中助溶剂的选择、不混溶溶剂的选择、萃取塔中的萃取温度和停留时间等均可以有效地导致给定脂肪酸的DFA最大化，本领域普通技术人员可以调节这些参数。为了降低能量成本，萃取过程c)通常应该在20-40℃的温度下实施。
除了上述段落外，应认识到单个萃取过程(即单个步骤c))可能不能在所有的情况下均足以产生脂肪酸与酰基乳酸盐的所需分离。
因此，在本发明的一个实施方案中，可以通过重复前面的分散和有机溶剂萃取步骤来进一步纯化酰基乳酸盐萃余液。更特别地，可以将萃余液再次分散于水(a)中，将分散体的pH调节至5-9(b)，并与不混溶溶剂接触(c)，其中所述溶剂可以与以前采用的溶剂相同或不同。该萃取步骤的萃余液因而含有较少污染的游离脂肪酸，其再一次进入萃取液以被抽出或被吸取。当萃余液中游离脂肪酸的浓度仍被认为太高时，可以再次重复这些步骤。
替代地，步骤c)可以由多级萃取构成。更特别地，多级萃取过程如逆流分配(CCD)、薄层逆流分配、强化的重力逆流分配、柱分配色谱、逆流色谱、离心液-液萃取塔、多级错流萃取塔和逆流萃取塔均可以应用。在这方面指导性的公开包括：Walter等人的The Theoryand Practice of Cross-current and Counter-current Extraction in LiquidExtraction,R.Treybal Ed.McGraw Hill,1963和Schweitzer P.A.Handbook ofSeparation Techniques for Chemical Engineers,Third Edition,McGraw-Hill，1997。
然后可以将包含在不混溶溶剂中溶解的脂肪酸的萃取液进一步处理，以分离脂肪酸。在某些实施方案中，不混溶溶剂可以在合适的温度和压力条件下从溶液中简单地蒸馏出来，并任选地进行循环。替代地，所述溶液可以经受一个或多个加热周期以通过蒸发部分溶剂而浓缩溶液，随后冷却以使脂肪酸沉积。后一种技术可能是合适的，例如当脂肪酸的酰基不饱和时(因为可以避免顺-反转化)，或当还想从溶液中分离饱和、单不饱和和二不饱和脂肪酸时。在Ki rk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,3rd Edition,Vol.4,Page 827(1978)中给出的表可以在这里用作指导，因为其中给出了各种脂肪酸在不同温度下在甲苯和正庚烷中的溶解度差异。
可以将所获得的脂肪酸循环至酰基乳酸盐的合成中。
步骤d)
包含在极性载体中的酰基乳酸盐的分离后的水相或萃余液应用硫酸、磷酸或优选盐酸的溶液进行酸化。实施这种酸化得到0-3的pH，优选为0.5或1.5，酸化通常在10-90℃、优选20-60℃的温度下实施。
酸的浓度和量必须足以转化酰基乳酸盐为其游离酸形式，但应该低于可能导致正常平衡反应产品炭化或分解的浓度和量。通常，含水的盐酸、硫酸或磷酸包含10-40wt％的相应酸。
步骤e)
在第一个替代的实施方案中，可以简单地使步骤d)所得的酸化混合物分为两层。可以抽出或吸取出下层或水层(萃取相)，留下酰基乳酸盐的剩余层。然后例如通过在1-8wt％的弱硫酸钠水溶液中搅拌而洗涤酰基乳酸盐，随后沉降并抽出和倾析掉洗涤溶液，和如果需要用新鲜溶液重复进行。替代地，可以应用0.05-0.1wt％的弱硫酸溶液来洗涤。
步骤f)
在一个替代实施方案中，通过在合适的萃取塔中和通常在混合或搅拌下使步骤d)获得的酸化后反应混合物和与含水萃余液(即水)不混溶但酰基乳酸盐的游离酸形式可溶的溶剂接触而使所述混合物经受萃取步骤。该溶剂可以与所述萃取步骤c)中或每个萃取步骤c)中采用的溶剂相同或不同。不混溶溶剂以其重量计应该能够溶解至少5wt％和优选至少10wt％的酰基乳酸盐。
合适不混溶溶剂的例子包括但不限于：戊烷；己烷；庚烷；环己烷；二氯甲烷；1,2-二氯乙烷；三氯甲烷；四氯甲烷；石油醚；乙酸乙酯；乙酸丁酯；甲基乙基酮(MEK)；甲基-异丁基-酮；二乙醚；甲基叔丁基醚；二-异-丙醚；芳烃如苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、氯苯和硝基苯；和它们的组合。石油醚也可以作为这种不混溶溶剂的示例性组合而被提及。更优选的是所述溶剂或溶剂混合物在常压下的沸点小于120℃。
正如前面所提到的，加入和从萃取塔脱除的酸化萃余液和不混溶溶剂的量可以按体积或重量进行监控和由本领域普通技术人员适当调节。接触后，使水相和有机相凝聚和分离，然后将含乳酸的含水萃余液与在不混溶溶剂中溶解有酰基乳酸盐的萃取液分离开来。为了获得酰基乳酸盐，不混溶溶剂可以在合适的温度和压力条件下从溶液中简单地蒸馏出来。替代地，所述溶液可以经受一个或多个加热周期以通过蒸发部分溶剂而浓缩溶液，随后冷却使酰基乳酸盐沉积。
本发明不排除萃取步骤f)为多级萃取。另外，可以通过包括但不限于洗涤、重结晶、过滤、抽吸或萃取的其它方法进一步使所得到的酰基乳酸盐纯化。
本发明的示例性实施方案
本发明特别优选的实施方案从包含一种或多种C12-C14酰基乳酸盐、相应的C12-C14脂肪酸和乳酸的混合物中分离出所述乳酸盐，所述分离方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-7；
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的第一溶剂中，从而获得脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液；
d)应用硫酸、磷酸或优选盐酸的溶液酸化所述萃余液至pH为0.5-1.5；
f)将脂肪酸乳酸盐从酸化的萃余液中萃取入与所述含水萃余液不混溶的第二溶剂中，从而获得酰基乳酸盐溶液；和
g)蒸馏所述酰基乳酸盐溶液以回收所述酰基乳酸盐，并将至少部分从所述酰基乳酸盐溶液中蒸馏出的第二溶剂循环至步骤f)；
其中在所述方法中:
所述极性载体以其重量计包含80-100wt％的水和0-20wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
所述第一溶剂和所述第二溶剂相同或不同，但每种在常压下的沸点均小于120℃；和
步骤c)和/或f)包括多级逆流萃取。
附图说明
图1描述了本发明的一个实施方案，其中将月桂酸从初始混合物中分离出来，所述初始混合物还包含月桂酰乳酸钠和更高级的其它乳酸盐、月桂酸钠和乳酸盐。
附图2描述了本发明的一个实施方案，其中采用了多级逆流萃取过程。
所附的附图2描述了本发明优选实施方案的方法，其中实施了两个萃取步骤(c)和f)，并且这些萃取步骤独立地由多级逆流萃取方案组成。这种方法可以有利地在商业或工业规模下容易地操作。
本发明方法的步骤c)可以描述为n级(St1、St2、St3...、Stn)，其中与极性载体(这里为水)不混溶的有机溶剂进入萃取塔的离酸化后水分散体进料点(St1)最远的(Stn)级或一端：然后水相和有机相相互逆流通过。目的是将脂肪酸从含水原料分散体中提取到有机相中。
使离开第n级的含水萃余液酸化并进入m级(W1...Wm)的逆流萃取过程，在其上应用与所述萃余液不混溶并在Wm级进入萃取塔的有机溶剂进行实施。水相和有机相再次相互逆流接触，使酰基乳酸盐从酸化后的含水萃余液被提取到有机相中。
取决于最终产品的所需纯度和产率:n通常为1-20和更通常为3-10；和m通常为1-10和更通常为2-5。附图2的每个框图(St1-n；w1-m)可以独立地由选自如下的设备构成:混合器；沉降器；塔式接触器；离心接触器如CINC接触器；和Podbielniak接触器。
使在St1-n级的有机相循环中脱除的脂肪酸萃取液进行精馏，而将所获得的不混溶溶剂循环至n(Stn)级。类似地，在这里使酰基乳酸盐进行精馏，以使分离后的溶剂循环至W1-m级。
通过如下实施例进一步描述本发明，但本发明不限于此。
实施例：
实施例1:月桂酰乳酸钠(SLL)的合成
将乳酸(88％；80g)和月桂酸(140g)放入配备有蒸馏装置的反应容器中。逐滴加入NaOH(50％；55g)，并升温至回流条件。蒸馏出水并升温至190℃。当酸值为约70mg KOH/g时，使反应冷却至室温，产生灰白色浆糊(210g)。
所产生的物质(下文称为SSL)为月桂酰乳酸钠(42％)与高级乳酸盐(5％)和合成原料即月桂酸钠(33％)和乳酸盐(18％)的混合物。
实施例2:月桂酰乳酸钠的纯化
制备两组储备溶液。首先，将按实施例1制备的SLL分散于水中(100mg/10mL)，所得的分散体的pH为6.5。其次，为了提供内标，将月桂酸甲酯(ML)溶解于二氯甲烷(dcm)中(100mg/10mL)。
以等体积量(2/2mL)将SLL储备溶液与庚烷搅拌混合。搅拌30分钟后，静置并分层。在真空中蒸发有机层，和得到主要为脂肪酸的产品。
用0.5mL 1N HCl(水溶液)使水层酸化至pH为1.0，随后发生沉淀。该悬浮液用ML/dcm储备溶液萃取，和对所得的溶液进行气相色谱分析。
分析表明最终产品包含95wt％以游离酸形式计的乳酸盐。主要的杂质为脂肪酸(4％，GC面积百分比)。
实施例3:月桂酰乳酸钠的纯化
通过在摇动下在水中分散实施例1制备的三种SLL样品(100mg/10mL)而制备三种储备溶液。按下表1所记录，应用乳酸或氢氧化钠将所得分散体的pH分别调节为6.5、5.8和5.8。
以等体积量(2/2mL)独立地将三个SLL储备溶液与庚烷搅拌混合。搅拌30分钟后，静置并分层。向每个样品中加入少量氯化钠，然后应用Beckman Coulter Avanti JECentrifuge将每个样品在8000rpm下离心1小时，以促进相分离。在真空中使三个样品每一个的有机层蒸发，得到主要为脂肪酸的产品和对其进行气相色谱分析。基于定义100*(脂肪酸的wt％)/(脂肪酸的wt％+乳酸盐的wt％)在下表1中给出了所回收的脂肪酸的纯度，其中乳酸盐的wt％以游离酸形式计。
用1N HCl(水溶液)酸化三个样品每一个的水层至下表1所示的pH值，随后发生沉淀。这些悬浮液以1:1的体积比与二氯甲烷接触，并在室温下搅拌30分钟，随后静置并分离。对每个样品的二氯甲烷层进行气相色谱分析。基于定义100*(乳酸盐的wt％)/(脂肪酸的wt％+乳酸盐的wt％)在下表1中给出了所回收的乳酸盐的纯度，其中乳酸盐的wt％以游离酸形式计。
分析结果在下表1中给出。当适用时，所萃取的乳酸盐中的主要杂质为脂肪酸。
表1
实施例4:大规模萃取月桂酰乳酸钠
将乳酸(88％、14.0kg)装入反应器中。随后，加入NaOH(4.4kg)和月桂酸(约11.5kg)。逐步将反应混合物加热至190℃，同时蒸馏掉水。在反应充分进行之后，将混合物冷却至室温和收集灰白色固体(22kg)。
向反应容器装入2.5kg月桂酰乳酸钠/脂肪酸的混合物。加入水(30L)和石油醚50-70(25L)。机械搅拌混合物并形成分散体。测量分散体的pH为5.9。加入50％的NaOH(水溶液，60g)，和测量其pH为6.3。搅拌分散体1小时，并使其静置直到形成两层。分离所述层，和为了回收目的蒸发所述有机层。
使水层经受四次重复的pH调节和萃取过程。随后，向水层中加入一批次石油醚(25kg)。搅拌混合物，并加入37％的HCl(水溶液，1L)以达到1.0的pH。搅拌分散体1小时，并使其静置直到形成两层。收集顶层并蒸发至干燥，得到作为黄色油的乳酸盐。气相色谱法表明该油具有94％的纯度。
实施例5:己酰乳酸钠的纯化
作为己酰乳酸钠(<50wt％)与高级乳酸盐和合成原料即己酸钠和乳酸盐的混合物提供己酰乳酸钠。
通过在10mL水中独立地分散100mg SCL而制备两种储备溶液。按下表2所记录，应用乳酸或氢氧化钠将所得分散体的pH分别调节为4.8和6.6。
以等体积量(2/2mL)独立地使两种SCL储备溶液与庚烷搅拌混合。搅拌30分钟后，静置并分层。在真空中使两个样品每一个的有机层蒸发，得到主要为脂肪酸的产品和对其进行气相色谱分析。
用1N HCl(水溶液)酸化两个样品每一个的水层至如下表2所示的pH值，随后发生沉淀。这些悬浮液以1:1的体积比与二氯甲烷接触，并在室温下搅拌30分钟，随后静置并分离。对每个样品的二氯甲烷层进行气相色谱分析。
分析结果在下表2中给出。当适用时，萃取的乳酸盐中的主要杂质为脂肪酸。
表2
实施例6:棕榈酰乳酸钠的纯化
作为棕榈酰乳酸钠(<50wt％))与高级乳酸盐和合成原料即棕榈酸钠和乳酸盐的混合物提供棕榈酰乳酸钠(SPL)。
通过在摇动下在水中独立地分散所提供的两种SPL样品(100mg/10mL)而制备两种储备溶液。按下表3所记录，应用乳酸或氢氧化钠将所得分散体的pH分别调节为7.5和6.5。
以等体积量(2/2mL)独立地使两种SPL储备溶液与庚烷搅拌混合。搅拌30分钟后，静置并分层。向每个样品中加入少量氯化钠，然后应用Beckman Coulter Avanti JECentrifuge将每个样品在8000rpm下离心1小时，以促进相分离。在真空中使两个样品每一个的有机层蒸发，得到主要为脂肪酸的产品和对其进行气相色谱分析。
用1N HCl(水溶液)酸化两个样品每一个的水层至如下表3所示的pH值，随后发生沉淀。这些悬浮液以1:1的体积比与二氯甲烷接触，并在室温下搅拌30分钟，随后静置并分离。对每个样品的二氯甲烷层进行气相色谱分析。
分析结果在下表3中给出。当适用时，萃取的乳酸盐中的主要杂质为脂肪酸。
表3
对本领域的普通技术人员来说很明显的是在考虑本说明书时，在不偏离本发明范围的条件下可以对所公开的实施方案进行各种调整。因此，应认为所述实施方案和实施例只是示例性的，本发明的真正范围由如下权利要求给出。

Claims (15)

1.一种由包含脂肪酸、相应的酰基乳酸盐和乳酸的混合物中分离脂肪酸的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-9；和
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的溶剂中，从而获得脂肪酸溶液；
其中所述极性载体以其重量计包含70-100wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
2.权利要求1的方法，其中所述不混溶溶剂在常压下的沸点小于120℃。
3.权利要求1或2的方法，其中所述不混溶溶剂以其重量计应该能够溶解至少5wt％和优选至少10wt％的所述脂肪酸。
4.权利要求1-3任一项的方法，其中将至少部分不混溶溶剂从所述脂肪酸溶液中蒸馏出来并循环至萃取步骤c)。
5.权利要求1-4任一项的方法，其中步骤c)为多级萃取，优选为逆流多级萃取。
6.一种由包含酰基乳酸盐、相应的脂肪酸和乳酸的混合物中分离酰基乳酸盐的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-9；
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的第一溶剂中，从而获得脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液；
d)酸化所述萃余液至pH为0-3；和
e)使所述酸化后的萃余液分为两层和使下层的含水层与剩余的酰基乳酸盐层分离；
其中所述极性载体以其重量计包含70-100wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
7.一种由包含酰基乳酸盐、相应的脂肪酸和乳酸的混合物中分离酰基乳酸盐的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供所述混合物在极性载体中的分散体；
b)调节所述分散体混合物至pH为5-9；
c)将脂肪酸从分散体载体混合物中萃取入与所述极性载体不混溶的第一溶剂中，从而获得脂肪酸溶液和包含乳酸和脂肪酸乳酸盐的含水萃余液；
d)酸化所述萃余液至pH为0-3；和
f)将脂肪酸乳酸盐从酸化的萃余液中萃取入与所述含水萃余液不混溶的第二溶剂中，从而获得酰基乳酸盐溶液；
其中所述极性载体以其重量计包含70-100wt％的水和0-30wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
8.权利要求6或7的方法，其中所述第一溶剂在常压下的沸点小于120℃。
9.权利要求6-8任一项的方法，其中将至少部分所述第一溶剂从所述脂肪酸溶液中蒸馏出来并循环至萃取步骤c)。
10.权利要求7-9任一项的方法，其中所述第二溶剂在常压下的沸点小于120℃。
11.权利要求7-10任一项的方法，其中第一溶剂和第二溶剂相同。
12.权利要求7-11任一项的方法，其中将至少部分所述第二溶剂从酰基乳酸盐溶液中蒸馏出来并循环至步骤f)。
13.权利要求7-12任一项的方法，其中步骤c)和/或步骤f)为多级萃取，优选为逆流多级萃取。
14.权利要求1-13任一项的方法，其中酰基乳酸盐的脂肪酸链的酰基具有8-18个碳原子，优选为8-16和更优选为12-14个碳原子。
15.权利要求1-14任一项的方法，其中所述极性载体以其重量计包含：80-100wt％、优选95-100wt％的水；和0-20wt％、优选0-5wt％的一种或多种混溶的极性助溶剂。
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