CN115707697A - 一种粗乙交酯的提纯方法及所得乙交酯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粗乙交酯的提纯方法及其所得乙交酯。本发明的技术方案采用一种组合提纯方法。所述提纯方法包括将粗乙交酯分别使用溶剂A、溶剂B进行洗涤的步骤,以及任选地将洗涤后的粗乙交酯使用溶剂B进行重结晶的步骤;其中,所述溶剂A为水,所述溶剂B为常温下可与水全部或不全部互溶的极性有机溶剂。本发明有机溶剂的使用量明显降低,且待回用的有机溶剂中杂质明显减少,易于处理后回用,产物酸值低、纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及乙交酯领域,具体地说,是涉及一种粗乙交酯的提纯方法及其所得乙交酯。
背景技术
通过乙醇酸的环状二聚体(乙交酯)的开环聚合获得的聚乙醇酸(PGA)由于其优异的降解性能以及与人体组织的极佳的相容性而成为人工合成可降解手术缝合线的理想选择之一。虽然可吸收高分子材料并不只有聚乙醇酸这一种,但由于聚乙醇酸在人体组织内的优异表现,这一材料具有了不可替代性。医疗领域是目前PGA材料最重要的应用方向,在这一领域中,PGA被制造成纤维以供外科手术中缝合伤口使用。
考虑到伤口在愈合前PGA应能保持一定强度,用于手术缝合线的PGA纤维必须具有足够的分子量,通常PGA的比浓对数粘度(溶液相对黏度的自然对数与质量浓度之比值)应高于1.0dL/g。此外,由于PGA纤维直接用于人体,材料本身必须无毒。
为了获得用于缝合线的PGA,乙交酯通常与一种用作引发剂的醇类和一种用作催化剂的金属化合物(如锡的化合物)混合加热以进行开环聚合,美国专利US3442871A公开的聚合乙交酯的方法对这一过程进行了详细描述。普遍认为制备PGA的乙交酯必须具有高的化学纯度,因为乙交酯中的游离乙醇酸、游离水、乙醇酸低聚物等微量杂质会对聚合反应产生不利影响,使得聚合得到的PGA特性粘度偏小。
目前,国内外最成熟和应用最多的粗乙交酯的合成法主要是以乙醇酸为原料的缩聚-解聚法,CN105272958A公开了一种乙交酯的制备方法,该方法是一个使用缩聚-解聚法制备粗乙交酯的例子。解聚反应所得的粗乙交酯中通常包含了水、乙醇酸、乙醇酸低聚物(分子量低于500g/mol)、聚乙醇酸(分子量高于500g/mol)等各种杂质,此外,解聚副反应产生的碳质中间体和重质化颗粒也可能随气相进入到冷凝的粗乙交酯中。通常重复使用一种提纯手段或者组合多种提纯手段以充分除去上述各种杂质。
已见报道的精制方法有采用各种不同的有机溶剂,通过多次重结晶来进行,例如,US4727163A中实施例3采用乙酸乙酯精制乙醇酸低聚物解聚得到的粗乙交酯,两次重结晶仅能以59.4%的收率将粗乙交酯纯度提纯至90%,为了得到更高纯度的乙交酯,需要增加重结晶次数,造成更高的溶剂使用量,产生大量待处理的废液,并且废液中含有粗乙交酯中的各类杂质。
现有技术中也存在多次醇洗的精制方案,包括多次醇洗和重结晶-醇洗耦联精制方案。文献(彭松,崔爱军,尹芳华,等.醇洗法纯化乙交酯的工艺及对开环聚合反应的影响[J].化工进展,2015,34(04):1059-1063.)使用了600毫升有机溶剂来提纯每100g粗乙交酯,多次洗涤制得的乙交酯干燥后经开环聚合制得的PGA的特性粘度仍无法达到1.0dL/g。CN107868075A公开了乙交酯的精制方法,通过采用降温重结晶和不良溶剂混合洗涤后过滤、干燥的方案提纯粗乙交酯,该方法使用醇类作为洗涤溶剂,醇类对乙交酯的溶解能力明显低于乙酸乙酯等良溶剂,使得单程精制收率提高,但提纯中溶剂的使用量仍然很大,且同样存在溶剂回用难度较高的问题。
现有技术公开了几种使用水提纯乙交酯的方案。CN112028868A公开了一种粗乙交酯水洗后直接使用乙酸乙酯和石油醚混合溶剂重结晶制备乙交酯的技术方案,由于水洗-抽滤后未能除去乙交酯中残留的水而直接进行重结晶,该技术方案存在重结晶过程中部分乙交酯发生水解的问题,生成大量酸性杂质并造成精制收率损失、精制产品纯度难以达到99.50%以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术方案中使用有机溶剂提纯粗乙交酯时有机溶剂使用量大且溶剂回用成本高的问题。现有技术方案中使用有机溶剂提纯粗乙交酯时,大多采用多次洗涤或多次重结晶的方式以得到高纯的乙交酯,有机溶剂使用量大,为了降低成本,萃取有大量杂质的有机溶剂需要回用,而大量杂质的存在增加了溶剂回收的难度。本发明的技术方案采用一种组合提纯方法,粗乙交酯中绝大部分杂质被水萃取后再使用少量的有机溶剂置换乙交酯中的水分,有机溶剂的使用量明显降低,且待回用的有机溶剂中杂质明显减少,易于处理后回用。
本发明目的之一为提供一种粗乙交酯的提纯方法,包括将粗乙交酯分别使用溶剂A、溶剂B进行洗涤的步骤,以及任选地将洗涤后的粗乙交酯使用溶剂B进行重结晶的步骤;其中,所述溶剂A为水,所述溶剂B为常温下可与水全部或不全部互溶的极性有机溶剂。
上述技术方案中,所述溶剂A的电导率小于等于10.0μs/cm,优选小于等于2.0μs/cm。
上述技术方案中,所述溶剂B选自常温下水在100g溶剂B中溶解度大于等于1g的有机溶剂中的至少一种,优选自乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、戊烷、石油醚中的至少一种。
上述技术方案中,粗乙交酯由乙醇酸低聚物经裂解成环反应制备;优选地,粗乙交酯纯度为75wt%~95wt%。
上述技术方案中,所述粗乙交酯的提纯方法优选包括以下步骤:
步骤(1),将粗乙交酯与溶剂A进行混合,然后将固液混合物进行固液分离收集固相;
步骤(2),将步骤(1)得到的固相与溶剂B混合,然后将固液混合物进行固液分离收集粗乙交酯固相;
任选的步骤(3),将步骤(2)得到的粗乙交酯固相与溶剂B混合,加热,然后将所得溶液降温析出乙交酯晶体,进行固液分离收集固相,将得到的固相真空干燥。
上述技术方案中,步骤(1)中,混合的温度为0~60℃,优选为5~30℃,更优选为5~15℃;混合的时间不超过4h。
上述技术方案中,步骤(2)中,混合的温度为5~50℃,优选为5~30℃;混合的时间不超过2h。
上述技术方案中,步骤(3)中,加热至温度为70~85℃,优选为75~85℃;降温至温度为0~40℃,优选为15~35℃。
上述技术方案中,步骤(1)中,粗乙交酯与溶剂A的质量比为(0.5~5):1,优选为(0.5~2):1。
上述技术方案中,步骤(2)中,固相与溶剂B的质量比为(0.2~5):1,优选为(0.8~2.5):1。
上述技术方案中,步骤(3)中,粗乙交酯固相与溶剂B的质量比为(0.05~5):1,优选为(0.1~1):1。
上述技术方案中,步骤(2)得到的粗乙交酯固相中的含水率小于等于5000ppm,优选小于等于2000ppm。
上述技术方案中,所述步骤(1)和/或(2)分别进行至少2次。
本发明目的之二为提供所述提纯方法得到的乙交酯。
上述技术方案中,所述乙交酯的端羧基含量为1~10μmol/g,优选为2~5μmol/g。
本发明的技术方案采用一种组合提纯方法,粗乙交酯中绝大部分杂质被水萃取后再使用少量的有机溶剂置换乙交酯中的水分,有机溶剂的使用量明显降低(可降低约40%),且待回用的有机溶剂中杂质明显减少,易于处理后回用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,由此而形成的技术方案属于本说明书原始公开内容的一部分,同时也落入本发明的保护范围。
本发明所述粗乙交酯的提纯方法,包括将粗乙交酯分别使用溶剂A、溶剂B进行洗涤的步骤,以及任选地将洗涤后的粗乙交酯使用溶剂B进行重结晶的步骤;其中,所述溶剂A为水,所述溶剂B为常温下可与水全部或不全部互溶的极性有机溶剂。
根据本发明一种优选的实施方式,所述粗乙交酯的组合提纯方法,可包含以下步骤:(1)将粗乙交酯与溶剂A进行混合、搅拌,然后将固液混合物进行固液分离收集固相;(2)将步骤(1)得到的固相与溶剂B混合,然后将固液混合物进行固液分离收集粗乙交酯固相;优选地,所述步骤(1)和(2)分别重复至少2次;任选地,(3)将步骤(2)得到的粗乙交酯固相与溶剂B混合,加热,然后将所得溶液降温析出乙交酯晶体,进行固液分离收集固相,将得到的固相真空干燥。
根据本发明一种优选的实施方式,溶剂A为水,溶剂B为一种常温下可与水以一定比例互溶的极性有机溶剂,即可与水全部或不全部互溶;去离子水在一定温度范围内(低温至常温段)对粗乙交酯中的有色杂质和酸性杂质有很好的萃取洗涤效果,步骤(1)重复至少两次可将绝大部分杂质萃取进入水中,再重复步骤(2)至少两次,使用有机溶剂以“少量多次”的原则快速漂洗固相,可将固相中的残留水充分萃除去。
根据本发明一种优选的实施方式,溶剂A为经过软化、除盐等处理后的工业用水,溶剂A的电导率应小于等于10μs/cm且悬浮物含量小于等于30mg/L。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(1)中混合温度0~60℃,优选为5~30℃,更优选为5~15℃,例如可以为0℃、5℃、8℃、10℃、12℃、15℃、18℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、40℃、5℃、60℃等。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(1)中粗乙交酯与溶剂A的质量比为(0.5~5):1,优选为(0.5~2):1,例如可为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1等。
根据本发明一种优选的实施方式,溶剂B为单一溶剂或多种溶剂以任意比例组成的混合溶剂,常温下水在溶剂B中的溶解度应大于等于1g水/100g溶剂B,溶剂B在与乙交酯接触前通过共沸脱水或分子筛吸附脱水等技术使得含水量低于40ppm。
根据本发明一种优选的实施方式,溶剂B选自乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、戊烷、石油醚中的至少一种,优选自饱和一元醇中的至少一种。
溶剂B可在上述步骤(2)中快速降低乙交酯晶体的含水率,步骤(2)结束后得到的固相中含水率小于等于5000ppm,例如小于等于2000ppm、小于等于3000ppm、小于等于4000ppm。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(2)中,混合的温度5~50℃,优选为5~30℃,例如可以为5℃、8℃、10℃、12℃、15℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃等。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(2)中固相与溶剂B的质量比为(0.2~5):1,优选为(0.8~2.5):1,例如可为0.2:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、4:1、5:1等。
由于乙交酯的水解速率随着温度的升高而加快,故步骤(1)和(2)均应避免在较高温度下进行,并且应避免步骤(1)中乙交酯与水过长时间接触,步骤(1)中乙交酯与水接触的总时长应不超过4小时,优选的是不超过2小时,具体也可以为不超过1小时,如为5min~1h;步骤(2)中乙交酯与溶剂B接触的总时长应不超过2小时,优选的是不超过1小时,具体如为5min~1h。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(3)中,加热至温度为70~85℃,优选为75~85℃;降温至温度为0~40℃,优选为15~35℃。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(3)中,固相与溶剂B的质量比为(0.05~5):1,优选为(0.1~1):1,例如可为0.05:1、0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1等。
根据本发明一种优选的实施方式,步骤(1)中粗乙交酯以固态颗粒形式或熔融态的形式与溶剂A进行混合,当粗乙交酯为颗粒状态时,颗粒的平均粒径为50至5000微米,优选的平均粒径范围是500至2000微米;当粗乙交酯以熔融态形式与溶剂A接触时,熔融态粗乙交酯的温度应小于等于120℃,优选的是小于等于95℃。
步骤(1)至(3)中固液混合物进行固液分离得到的固相应具有尽可能低的含湿率,优选的含湿率小于等于百分之十,更优选的是小于等于百分之五,目的是步骤(1)结束后使得溶解在水中杂质尽可能脱离固相,步骤(2)结束后使得溶解在有机溶剂中的水和少量酸性杂质尽可能脱离固相,步骤(3)结束后使得结晶溶剂尽可能脱离晶体,减轻后续干燥的压力。
步骤(1)至(3)中固液分离操作可在氮气压滤装置、板框压滤装置、离心压滤装置或各类离心机中进行,优选在板框压滤装置和离心压滤装置中进行,更优选在板框压滤装置中进行。
根据本发明一种优选的实施方式,粗乙交酯由乙醇酸低聚物经裂解成环反应制备,优选乙交酯纯度为大于等于75wt%且小于95wt%,所述的乙醇酸低聚物由乙醇酸晶体、乙醇酸水溶液或者乙醇酸甲酯经缩聚反应或酯交换反应制备;所述裂解成环反应为乙醇酸低聚物的本体裂解反应或溶液裂解反应,在溶液裂解反应中,反应物中含有至少一种沸点大于等于180℃的有机溶剂。
本发明得到的精制乙交酯的端羧基含量范围1~10μmol/g,优选范围2~5μmol/g,上述粗乙交酯经过步骤(1)至(3)的提纯,或仅经过步骤(1)至(2)的提纯(随后进行干燥)可得到用于开环聚合反应的、具有上述端羧基含量范围精制乙交酯。当粗乙交酯的品质较高时,例如纯度大于等于90wt%,步骤(3)中的降温重结晶步骤并不是必须的,步骤(2)结束后即将固相干燥亦可制备聚合级的精制乙交酯,但继续进行步骤(3)可使乙交酯的品质进一步提升。
本发明的目的之一为了得到上述端羧基含量范围的精制乙交酯,为了实现该目的,上述技术方案中的步骤(1)、步骤(2)及它们的顺序均是必要的。本领域内的技术人员在学习了这些原理后也可能很容易地找到其它的步骤(3),也即水洗-醇洗之后组合其它的精制手段,例如,精馏、熔融结晶,但不限于这些精制手段,创造出更多种类的组合提纯方法,这些衍生的技术方案应受到了本发明的技术启示,此外,这些衍生的技术方案甚至能进一步降低有机溶剂的使用量。
本发明中粗乙交酯和乙交酯的游离酸浓度测定方法如下:
利用酸碱滴定方法测定粗乙交酯中的游离酸浓度。具体操作如下:将粗乙交酯样品溶解于30mL左右的干燥二甲基亚砜中,待其溶解后向其中滴入数滴溴酚蓝指示剂溶液,溶液呈黄色。利用浓度已知的氢氧化钠的苯甲醇稀溶液对其进行滴定,溶液颜色由黄色变为绿色时为终点。通过计算到达滴定终点时所用的氢氧化钠溶液的体积计算乙交酯中的端羧基含量(单位μmol),除以粗乙交酯样品的质量即得到粗乙交酯的游离酸浓度(单位μmol/g)。
本发明中粗乙交酯的纯度测定方法如下:
粗乙交酯纯度通过气体色谱法(GC)进行测定。将200mg乙交酯待测样品和作为内部标准物质的40mg对氯二苯甲酮溶解于10ml的丙酮中,将2μl溶解液注入气相色谱仪,进行乙交酯量的测定;使用预先用乙交酯标样(160~200mg之间至少5个点)和内部标准物质(40mg)即对氯二苯甲酮而制成的标准检量线求得乙交酯纯度。
本发明中精制乙交酯的纯度测定方法如下:
利用差示扫描量热法(DSC)分析对提纯后的乙交酯晶体的纯度,所使用的仪器型号为TA Discovery,控制升温速率为0.5℃/min的条件下将乙交酯从65℃升温到95℃,利用仪器自带软件分析乙交酯的纯度。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
本发明实施例与对比例中采用的原料,如果没有特别限定,那么均是现有技术公开的,例如可直接购买获得或者根据现有技术公开的制备方法制得。
【实施例1】
粗乙交酯的缩聚-解聚制备:向反应器中加入600g乙醇酸晶体和6g辛酸亚锡催化剂后,温度从室温升至90℃,待固体完全溶解后,升温至120℃开始常压预聚,预聚2h后升温至210℃,待无水蒸出后,体系保持温度并开始抽真空,此过程真空度控制在3kPa,待无水蒸出后,得到乙醇酸低聚物481g。
将低聚物提供给解聚反应器,解聚体系在反应温度290℃,真空度3kPa,搅速120转/分下,进行反应制备粗乙交酯,反应2小时后停止反应,得批次1粗乙交酯400g,酸含量437μmol/g,乙交酯纯度89.90%。
【实施例2】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与50g的去离子水(电导率0.8μs/cm)混合后,将固液混合物在7℃下搅拌1h后,停止搅拌进行抽滤,抽滤后得到滤饼45g。滤饼与30g异丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌15min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼44g。滤饼与44克异丙醇混合加热至80℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至室温,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体37.0g,合计收率74.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.76%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为3.1μmol/g。
【实施例3】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与50g的去离子水(电导率0.8μs/cm)混合后,将固液混合物在7℃下搅拌30min后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作一次,抽滤后得到滤饼44g。滤饼与30g异丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌5min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼43g。滤饼与43g异丙醇混合加热至80℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至室温,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体36.8g,合计收率73.6%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.79%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为2.9μmol/g。
【实施例4】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与50g的去离子水(电导率0.8μs/cm)混合后,将固液混合物在15℃下搅拌30min后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作一次,抽滤后得到滤饼42g。滤饼与30g异丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌5min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼41g。滤饼与41g异丙醇混合加热至80℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至室温,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体36.0g,合计收率72.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.74%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为4.5μmol/g。
【实施例5】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与40g的去离子水(电导率1.6μs/cm)混合后,将固液混合物在15℃下搅拌20min后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作一次,抽滤后得到滤饼42g。滤饼与30g异丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌5min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼42g。滤饼与42g异丙醇混合加热至80℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至室温,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体36.6g,合计收率73.2%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.70%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为4.7μmol/g。
【实施例6】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与40g的去离子水(电导率1.6μs/cm)混合后,将固液混合物在25℃下搅拌20min后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作一次,抽滤后得到滤饼41g。滤饼与30g正丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌5min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼41g。滤饼与41g正丙醇混合加热至80℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至室温,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体35.0g,合计收率70.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.60%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为7.2μmol/g。
【实施例7】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与40g的去离子水(电导率1.6μs/cm)混合后,将固液混合物在10℃下搅拌30min后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作2次,第二次水洗时长缩短至20min,第三次水洗时长缩短至10min,抽滤后得到滤饼40g。滤饼与30g异丙醇与乙酸乙酯的混合溶剂(乙酸乙酯质量分数80%,混合溶剂含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌5min后进行抽滤,将滤饼重复混合溶剂洗涤-过滤操作两次,得到滤饼38.5g。在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体37.5g,合计收率75.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.71%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为4.5μmol/g。
【实施例8】
将实施例1相同制备方法所得的酸含量650μmol/g、乙交酯纯度84.10%的粗乙交酯50g与50g的去离子水(电导率1.6μs/cm)混合后,将固液混合物在10℃下搅拌30min后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作2次,第二次水洗时长缩短至20min,第三次水洗时长缩短至10min,抽滤后得到滤饼40g。滤饼与50g乙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌30min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼38g。滤饼与38g异丙醇与乙酸乙酯的混合溶剂(乙酸乙酯质量分数75%,混合溶剂含水率不高于30ppm)混合加热至78℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至10℃,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体33.8g,合计收率67.6%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.68%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为4.9μmol/g。
【实施例9】
与实施例2相同,但粗乙交酯与去离子水的混合搅拌温度为2℃。干燥后得到白色晶体37.3g,合计收率74.6%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.56%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为9.1μmol/g。
【对比例1】
将实施例1所得的粗乙交酯50g用80mL乙酸乙酯(含水量不高于30ppm)进行重结晶,加热至70℃得到溶液后热过滤,将得到的滤液静置冷却至室温。将析出晶体的固液混合物过滤、干燥后重复重结晶过程一遍。将得到的固体在30℃下真空干燥8h,得到白色晶体29.6g,合计收率59.2%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.25%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为11.4μmol/g。
【对比例2】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与50g的去离子水(电导率0.8μs/cm)混合后,将固液混合物在7℃下搅拌1h后,停止搅拌进行抽滤,抽滤后得到滤饼45g。将滤饼与45克异丙醇混合加热至80℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至室温,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体33.0g,合计收率66.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.12%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为21.5μmol/g。
【对比例3】
将实施例1相同制备方法所得的酸含量650μmol/g、乙交酯纯度84.10%的粗乙交酯50g与50g乙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌30min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作一次,得到滤饼40g。滤饼与40g异丙醇与乙酸乙酯的混合溶剂(乙酸乙酯质量分数75%)混合加热至78℃至形成均一溶液。转速为100rpm的条件下,以10℃/h的速率冷却至10℃,乙交酯从体系中析出,进行抽滤,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体34.0g,合计收率68.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.20%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为15.9μmol/g。
【对比例4】
将实施例1所得的粗乙交酯50g与50g的去离子水(电导率0.8μs/cm)混合后,将固液混合物在7℃下搅拌1h后,停止搅拌进行抽滤,将滤饼重复水洗-过滤操作2次,抽滤后得到滤饼38g,过滤得到的固体在20℃下真空干燥12h,得到白色晶体37.5g,合计收率75.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为96.90%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为1154μmol/g。
【对比例5】
将实施例1制备的粗乙交酯50g与50g异丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌1h后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作3次,过滤得到的固体在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体36.0g,合计收率72.0%。DSC测得精制后乙交酯纯度为99.42%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为12.5μmol/g。
【对比例6】
将实施例1制备的粗乙交酯50g与30g异丙醇(含水量不高于30ppm)在常温下混合、搅拌15min后进行抽滤,将滤饼重复醇洗-过滤操作1次,过滤得到滤饼44克。滤饼与50g的去离子水(电导率0.8μs/cm)混合后,将固液混合物在7℃下搅拌1h后,停止搅拌进行抽滤,抽滤后得到的滤饼装入到接有回流冷凝装置的干净的三口烧瓶内,以与滤饼1:1的比例加入提前配好的溶剂(乙酸乙酯与石油醚体积比5:1),重结晶一次,抽滤后的滤饼在50℃下真空干燥6h,得到白色晶体32.1g,合计收率64.2%。DSC测得精制后乙交酯纯度为95.70%,利用酸碱滴定测得精制后乙交酯中的端羧基含量为275μmol/g。
本发明将水洗步骤以一种特殊的顺序与醇洗及重结晶步骤进行组合,减少了已有溶剂法乙交酯提纯技术方案(醇洗、溶剂重结晶或它们的组合)中有机溶剂的用量,并且提纯后待处理的废液是酸性废水和较洁净的含水有机溶剂,酸性废水可处理后成为回用乙醇酸水溶液原料,含水有机溶剂在简单处理后回用,具有物料回收、回用简单的特征。从技术效果来看,在使用的有机溶剂量(水不计为有机溶剂)相同的情况下,本发明的提纯效果更好,产物酸值低、纯度高。
Claims (10)
1.一种粗乙交酯的提纯方法,包括将粗乙交酯分别使用溶剂A、溶剂B进行洗涤的步骤,以及任选地将洗涤后的粗乙交酯使用溶剂B进行重结晶的步骤;其中,所述溶剂A为水,所述溶剂B为常温下可与水全部或不全部互溶的极性有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于:
所述溶剂A的电导率小于等于10.0μs/cm,优选小于等于2.0μs/cm。
3.根据权利要求1所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于:
所述溶剂B选自常温下水在100g溶剂B中溶解度大于等于1g的有机溶剂中的至少一种,优选自乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、戊烷、石油醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于:
粗乙交酯由乙醇酸低聚物经裂解成环反应制备;优选地,粗乙交酯纯度为75wt%~95wt%。
5.根据权利要求1~4之任一项所述粗乙交酯的提纯方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤(1),将粗乙交酯与溶剂A进行混合,然后将固液混合物进行固液分离收集固相;
步骤(2),将步骤(1)得到的固相与溶剂B混合,然后将固液混合物进行固液分离收集粗乙交酯固相;
任选的步骤(3),将步骤(2)得到的粗乙交酯固相与溶剂B混合,加热,然后将所得溶液降温析出乙交酯晶体,干燥。
6.根据权利要求5所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于:
所述步骤(1)中,混合的温度为0~60℃,优选为5~30℃,更优选为5~15℃;混合的时间不超过4h;和/或,
所述步骤(2)中,混合的温度为5~50℃,优选为5~30℃;混合的时间不超过2h;和/或,
所述步骤(3)中,加热至温度为70~85℃,优选为75~85℃;降温至温度为0~40℃,优选为15~35℃。
7.根据权利要求5所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于:
所述步骤(1)中,粗乙交酯与溶剂A的质量比为(0.5~5):1,优选为(0.5~2):1;和/或,
所述步骤(2)中,固相与溶剂B的质量比为(0.2~5):1,优选为(0.8~2.5):1;和/或,
所述步骤(3)中,粗乙交酯固相与溶剂B的质量比为(0.05~5):1,优选为(0.1~1):1。
8.根据权利要求5所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于:
所述步骤(2)得到的粗乙交酯固相中的含水率小于等于5000ppm,优选小于等于2000ppm。
9.根据权利要求5所述的粗乙交酯的提纯方法,其特征在于
所述步骤(1)和/或(2)分别进行至少2次。
10.根据权利要求1~9之任一项所述提纯方法得到的乙交酯,优选地,所述乙交酯的端羧基含量为1~10μmol/g,优选为2~5μmol/g。
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