CN115745947A - 一种l-丙交酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种L‑丙交酯的制备方法，本发明以L‑乳酸为原料，在催化剂及羟基固定剂的作用下得到L‑丙交酯。催化剂包括氧化锌和氧化亚锡，其可以有效提高催化效率，提高乳酸转化成丙交酯的速率。羟基固定剂的使用将乳酸、低分子量聚乳酸锁住使其留在反应瓶中参与反应，从而提高获得丙交酯纯度。在解聚反应过后生成粗丙交酯含量最高可达到96％。
Description
技术领域
本发明涉及丙交酯制备技术领域，特别涉及一种L-丙交酯制备方法。
背景技术
丙交酯作为一种极为重要的生物医药中间体，是合成高性能聚乳酸材料的关键，其高纯度制备及高效能提纯目前仍是国内生物化工产业的技术瓶颈，其产业价值在生物材料及医疗器械“卡脖子”问题逐渐凸显的现今，具有发展的迫切性和高附加值性。
采用预聚-解聚法制备丙交酯是目前较为成熟可行的技术。预聚过程，采用较高真空度和适当的催化剂，在加热条件下不断促进乳酸酯化反应正向发生，获得低聚乳酸的同时显著降低体系内的水氧和小分子物质，预聚过程的技术关键在于严格控制反应体系极低的水氧值以促进获得较高聚合度的聚合物，使得其熔沸点与丙交酯获得较好区分，以期在解聚过程中减少对于产物的影响。解聚过程，在特定催化剂作用下采用高温裂解，促使低聚乳酸发生环化，并通过高真空条件不断将所获得的丙交酯产物移出体系，并最终收获丙交酯产物。
目前，丙交酯制备过程较为复杂的工艺条件及缺乏高效能催化剂实现反应的可控进行限制了高纯度丙交酯制备技术的发展。尤其在解聚过程中需要高选择活性催化剂减少由于高温反应带来的反应过程可控性差，容易发生消旋化、碳化等不可逆的副反应等问题；同时，解决在丙交酯产物收集过程中，分离理化性能极为相似的低聚乳酸的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种L-丙交酯的制备方法，添加催化剂包括氧化锌和氧化亚锡等，可有效提高催化效率，提高了乳酸转化成丙交酯的速率，添加羟基固定剂，将乳酸、低分子量聚乳酸锁住使其留在反应瓶中持续参与反应，从而提高了丙交酯的纯度。通过上述一步法催化L-乳酸直接得到L-丙交酯，具有反应效率高、产物纯度高、合成简易的特点。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种L-丙交酯的制备方法，包括：
将单体L-乳酸进行低压脱水处理，然后在反应器中加入催化剂及羟基固定剂，继续升温进行预聚、缩聚、断链酯化一系列过程后，乳酸经一步法脱水环化合成L-丙交酯。
优选的，催化剂为氧化锌、氧化亚锡、辛酸亚锡中的一种。
优选的，羟基固定剂为肌醇、季戊四醇、1,3金刚戊二醇、丁醇、辛醇中的一种。
优选的，催化剂及羟基固定剂的质量含量分别为单体L-乳酸的1-5‰。
优选的，低压脱水处理温度为60-80℃。
优选的，预聚处理温度为120-140℃。
优选的，缩聚处理温度为140-160℃。
优选的，断链酯化处理温度为200-250℃。
与现有技术相比，本发明的优势之处在于：所述L-丙交酯制备方法及反应过程简单，加入催化剂显著提高了转化效率，引入羟基固定剂，将乳酸、低分子量聚乳酸锁住使其留在反应瓶中参与持续反应，提高了丙交酯纯度，本发明丙交酯制备方法具有反应效率高、粗产率高、产物纯度较高、合成简易的特点。
附图说明
图1为本发明制备方法的流程示意图；
图2为本制备方法制得的原料实物图；
图3为所制备的L-丙交酯与商用丙交酯对比的核磁图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出一种L-丙交酯的制备方法，将单体L-乳酸进行低压脱水处理，然后在反应器中加入催化剂及羟基固定剂，继续升温进行预聚、缩聚、断链酯化一系列过程后，乳酸经一步法脱水环化合成L-丙交酯。
进一步的，本发明将通过以下实施例对本发明的技术效果做出进一步的描述：
实施例1
将92％L-乳酸加入反应器中在反应温度为80℃下进行脱水处理，转速为180-200rpm，反应压力为-0.08—0.085Mpa，反应2h后加入0.1g催化剂氧化锌，反应温度升高为125℃，反应压力为-0.085—0.09Mpa，反应1.5h后继续升温到160℃，反应压力为-0.09—0.094Mpa，反应2h后升温到220℃，反应结束后计算丙交酯粗产率，结果如表1所示，核磁图如附图3所示，与商用丙交酯进行对比，自合丙交酯在核磁上几乎没有差别。
实施例2
将92％L-乳酸加入反应器中在反应温度为80℃下进行脱水处理，转速为180-200rpm，反应压力为-0.08—0.085Mpa，反应2h后加入0.1g催化剂氧化锌及0.1g季戊四醇，反应温度升高为125℃，反应压力为-0.085—0.09Mpa，反应1.5h后继续升温到140℃，反应压力为-0.09—0.094Mpa，反应2h后升温到220℃，反应结束后计算丙交酯粗产率，结果如表1所示，实物图如附图2所示，外观呈现针状，核磁图如附图3所示，与商用丙交酯进行对比，自合丙交酯在核磁上几乎没有差别。
实施例3
将92％L-乳酸加入反应器中在反应温度为80℃下进行脱水处理，转速为180-200rpm，反应压力为-0.08—0.085Mpa，反应2h后加入0.1g催化剂氧化亚锡及0.1g季戊四醇，反应温度升高为125℃，反应压力为-0.085—0.09Mpa，反应1.5h后继续升温到140℃，反应压力为-0.09—0.094Mpa，反应2h后升温到220℃，反应结束后计算丙交酯粗产率，结果如表1所示，相比于其余三个实施案例，此实施案例中显示催化剂效率高，产率升高，同时添加羟基固定剂，固定乳酸，更好提高了产物产率。
实施例4
将92％L-乳酸加入反应器中在反应温度为80℃下进行脱水处理，转速为180-200rpm，反应压力为-0.08—0.085Mpa，反应2h后加入0.1g催化剂辛酸亚锡及0.1g季戊四醇，反应温度升高为120℃，反应压力为-0.085—0.09Mpa，反应1h后继续升温到140℃，反应压力为-0.09—0.094Mpa，反应2h后升温到230℃，反应结束后计算丙交酯粗产率，结果如表1所示。
表1
| 实施例 | 粗产率(％) | 提纯后产率(％) |
| 实施例1 | 94.76 | 26.64 |
| 实施例2 | 77.87 | 31.63 |
| 实施例3 | 96 | 44.83 |
| 实施例4 | 82.37 | 39.77 |
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种L-丙交酯的制备方法，其特征在于，包括：
将单体L-乳酸进行低压脱水处理，然后加入催化剂及羟基固定剂升温进行预聚、缩聚、断链酯化过程，乳酸经一步法脱水合成L-丙交酯；
所述羟基固定剂为肌醇、季戊四醇、1,3金刚戊二醇、丁醇、辛醇中的一种；
所述催化剂及羟基固定剂的质量含量分别为单体L-乳酸的1-5‰。
2.根据权利要求1所述一种L-丙交酯的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氧化锌、氧化亚锡、辛酸亚锡中的一种。
3.根据权利要求1所述一种L-丙交酯的制备方法，其特征在于，所述低压脱水处理温度为60-80℃。
4.根据权利要求1所述一种L-丙交酯的制备方法，其特征在于，预聚处理温度为120-140℃。
5.根据权利要求1所述一种L-丙交酯的制备方法，其特征在于，所述缩聚处理温度为140-160℃。
6.根据权利要求1所述一种L-丙交酯的制备方法，其特征在于，所述断链酯化处理温度为200-250℃。
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