DE102011079701A1

DE102011079701A1 - Herstellungsverfahren von Lactid aus Milchsäure

Info

Publication number: DE102011079701A1
Application number: DE102011079701A
Authority: DE
Inventors: Chae Hwan Hong; Si Hwan Kim; Ji Youn Seo; Do Suck Han
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2012-11-29
Also published as: US20120302724A1; KR20120131851A; CN102796071B; CN102796071A; KR101326521B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von D-Lactid aus flüssiger D-Milchsäure zur Verfügung, und ein Verfahren zur Herstellung von D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 50.000 bis 20.000 g/mol aus dem hergestellten D-Lactid. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft, da das D-Lactid erhalten werden kann mit hoher Ausbeute durch ein einfaches Verfahren verglichen zu den konventionellen Herstellungsverfahren. Daher können die Herstellungskosten der D-Polymilchsäure, die letztendlich aus dem D-Lactid erhalten wird, reduziert werden.

Description

HINTERGRUND
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lactid mit hoher Ausbeute aus D-Milchsäuremonomeren, die durch Fermentierung produziert sind.
(b) Stand der Technik
Vom 20. Jahrhundert bis jetzt hat die rapide Industrialisierung beigetragen zum Verbrauch von fossilen Brennstoffen, insbesondere Erdöl, und der wachsende Bedarf an Erdöl wurde getragen von der rapiden Industrialisierung und dem Bevölkerungswachstum. Jedoch ist Erdöl nicht erneuerbar, sondern eine natürliche Ressource mit einer limitierten Reserve, die bald erschöpft sein wird. Zusätzlich scheinen Kohlendioxidemissionen, die durch Verbrennen von fossilen Brennstoffen erzeugt werden, die Hauptursache der globalen Erwärmung zu sein. In dieser Hinsicht hat es wachsende Aufmerksamkeit gegeben auf eine Verbesserung der Energieeffizienz und Alternativen zum Ersatz von Erdöl, um die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren.
Ein pflanzen-basierendes Biomassepolymer wird hergestellt aus erneuerbaren Pflanzenressourcen, wie Mais, Sojabohnen, Zuckerrohr, und Holz durch eine chemische oder biologische Methode, und es ist wichtig hinsichtlich eines geringeren Umwelteinflusses durch Reduzierung von Kohlendioxidemissionen anstelle von Bioabbaubarkeit. Unter dem Biomassepolymeren ist Polymilchsäure ein linearer, aliphatischer Polyester, und wird hergestellt durch Stärkefermentierung von Mais oder Kartoffel oder durch Polymerisierung von Zuckermonomeren, die erhalten werden durch Glycosylierung und Fermentierung von pflanzlicher Zellulose. Sie ist auch eine kohlenstoffneutrale, umweltfreundliche, thermoplastische Polymerquelle.
Obwohl Polymilchsäure viele Vorteile hat, hat es eine geringe Stoßfestigkeit und geringe Wärmeformbeständigkeit im Vergleich zu petrochemischen Polymeren, was deren direkte Anwendung in der Fahrzeugindustrie verhindert. Insbesondere hat Polymilchsäure eine geringe Schlagfestigkeit wegen ihrer spröden Natur, und daher wird ihre Anwendung für Materialien für Fahrzeugteile gehindert. Wegen den eher minderwertigen physikalischen Eigenschaften im Vergleich zu denen von generellen Polymermaterialien hat Polymilchsäureharz eine sehr begrenzte industrielle Anwendung. In der Tat ist eine Verbesserung der physikalischen Eigenschaften essentiell für eine Fahrzeugmotor- und Fahrwerkanwendung, welche eine hohe Wärmebeständigkeit und Stoßfestigkeit erfordern. Um diese Probleme zu lösen, wurde eine Technik eingeführt, um Stereokomplexharz herzustellen durch Mischen von optischen Isomerharzen.
Um die Technik zur Herstellung von Stereokomplexharz zu entwickeln, ist es wichtig, ein Verfahren zur Herstellung von L- und D-Polymilchsäuren sicherzustellen. Gegenwärtig wird die kommerzielle Herstellung von L-Polymilchsäure aktiv betrieben, aber die Herstellung von D-Polymilchsäure ist immer noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Daher ist ein dringender Bedarf vorhanden, eine kosteneffiziente Technik für die Herstellung von D-Polymilchsäureharz zu entwickeln.
Milchsäure hat ein asymmetrisches Kohlenstoffatom und kann daher in zwei Enantiomerformen gefunden werden. Auf der anderen Seite hat Lactid zwei asymmetrische Kohlenstoffatome und kann in drei stereoisomeren Formen gefunden werden: L-Lactid, in dem beide asymmetrischen Kohlenstoffatome die L-(oder S-) Konfiguration aufweisen; D-Lactid, in dem beide asymmetrischen Kohlenstoffatome die D-(oder R-) Konfiguration aufweisen; und meso-Lactid, in dem ein asymmetrisches Kohlenstoffatom die L-Konfiguration und das andere die D-Konfiguration aufweist.
L-Lactid und D-Lactid sind Enantiomere. In der Herstellung von Lactid aus Milchsäure wäre es vorteilhaft, wenn die absolute Konfiguration der Milchsäurezufuhr beibehalten würde bei der Umsetzung zu Lactid. Daher schritt die Herstellung von Lactid fort durch die initiale Bildung oligomerer Milchsäure, LnA, wie durch Dehydrierung von wässriger Milchsäure, gefolgt von einer katalytischen Umesterungsreaktion, die als Back-Biting bekannt ist.
Katalysatoren, die für diese Reaktion vorgeschlagen wurden, beinhalten Zinnpulver, Zinnhalide, oder Zinncarboxylate ( EP-Veröffentlichung 261,572 und 275,581 ); Zinnalkoxide ( U.K.-Patent Nr. 1,007,347 ); und Zink oder Zinn ( EP-Veröffentlichung 264,926 , und US-Patent Nr. 4,797,468 ).
Weitere Verfahren beinhalten US-Patent Nr. 4,797,163 , welches ein Verfahren zur Herstellung von Lactid durch Erhitzen eines Alkali- oder Erdalkalimetallsalzes von 2-Halopropionsäure in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel offenbart, und US-Patent Nr. 4,070,375 , welches ein Verfahren zur Herstellung von 1,4-Dioxan-2-on und 5-substituierten-1,4-Dioxan-2-on durch Kontaktierung von CO mit Formaldehyd, 1,2-Glycol und HF-Katalysator offenbart.
US-Patent Nr. 4,727,163 beschreibt, dass ein thermisch stabiles Polyetherkern/α-Hydroxysäure (Ester)Blockcopolymer thermisch abgebaut wird im Vakuum, um zyklische Ester zu bilden. US-Patent Nr. 4,835,293 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von zyklischen Estern durch Cracken eines Prepolymers, umfassend ein α-Hydroxysäure (Ester) Polymer oder ein Blockcopolymer davon auf einem stabilen Polyether in Gegenwart eines inerten Gases bei atmosphärischen oder superatmosphärischen Druck, bei dem der zyklische Ester aus der Reaktion mit dem Inertgas in ein Lösungsmittelsystem getragen wird.
Jedoch ist es selbst mit den obigen Fortschritten weiterhin nicht klar, ob diese Verfahren hohe Ausbeuten erzeugen und kosteneffiziente Verfahren bereitstellen.
Die obige Information, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart ist, dient nur dem besseren Verständnis des Hintergrunds dieser Erfindung und kann daher Informationen enthalten, welche nicht den Stand der Technik bildet, der schon in diesem Land für einen Fachmann bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von cyclischem Lactid durch Back-Biting einer niedermolekularen Polymilchsäurekette zur Verfügung, bei dem niedermolekulare Polymilchsäure gebildet wird durch Polymerisierung von flüssiger Milchsäure, gefolgt von Depolymerisation. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Technik zur Herstellung von Lactid aus flüssiger Milchsäure und einen komplexen Umsetzungsprozess von Lactid durch Zinkoxid-Katalysatorreaktion von linearem Milchsäuredimer und -trimer in der Gasphase zur Verfügung, in dem der Grad der Polymerisierung und die Depolymerisationseigenschaften präzise kontrolliert werden, wenn die niedermolekulare Polymerisation von flüssiger Milchsäure und die Depolymerisation durchgeführt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beginnt ein Verfahren zur Herstellung von D-Lactid mit einer Umsetzung von flüssiger D-Milchsäure zu D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol bei einer Temperatur von ungefähr 130–150°C und einem Druck von 10–200 Torr. Anschließend wird die D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol umgesetzt zu einem Gasstrom durch Erhitzen der D-Polymilchsäure in der Gegenwart eines Zinkoxidkatalysators bei einer Temperatur von ungefähr 230–240°C. Dann wird der Gasstrom gekühlt bei einer Temperatur von ungefähr –78 bis 10°C, um nicht umgesetzte Milchsäure von der Mischung abzutrennen. Anschließend wird die Mischung mit Wasser gemischt, um D-Lactid aus der Mischung abzutrennen.
Die obigen und weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend diskutiert
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail beschrieben mit Bezug auf spezielle beispielhafte Ausführungsformen davon, veranschaulicht durch die beiliegenden Zeichnungen, die hierin nur zur Veranschaulichung angegeben sind und daher die vorliegende Erfindung nicht einschränken, worin:
1 ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung von Lactid aus Milchsäure und die Abtrennung von Verunreinigungen veranschaulicht.
Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, und eine etwas einfachere Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Ausführungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, beinhaltend beispielsweise spezifische Abmessungen, Orientierungen, Lagen und Formen, werden teilweise bestimmt durch die spezielle beabsichtigte Anwendung und die Anwendungsumgebung.
In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin wird nun Bezug genommen im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind und die unten stehend beschrieben ist. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschreiben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur diese beispielhaften Ausführungsformen umfasst, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, die im Geiste und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, beinhaltet sein können.
Wenn es nicht speziell genannt, oder aus dem Kontext offensichtlich ist, bedeutet der Ausdruck ”ungefähr”, wie hierin benutzt, in einem Bereich der normalen Toleranz in der Technik, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. Ungefähr kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Werts. Falls es nicht anderweitig klar aus dem Kontext ist, sind alle numerischen Werte, die hierin genannt sind, durch den Ausdruck ”ungefähr” modifiziert. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung startet ein Verfahren zur Herstellung von D-Lactid mit einer Umsetzung von flüssiger D-Milchsäure zu D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol bei einer Temperatur von ungefähr- 130–150°C und einem Druck von 10–200 Torr. Im Anschluss wird die D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol umgesetzt zu einem Gasstrom durch Erhitzen der D-Polymilchsäure in der Gegenwart eines Zinkoxidkatalysators bei einer Temperatur von ungefähr 230–240°C. Dann wird der Gasstrom gekühlt bei einer Temperatur von ungefähr –78 bis 10°C, um nicht umgesetzte Milchsäure aus der Mischung abzutrennen. Im Anschluss wird die Mischung gemischt mit Wasser, um D-Lactid von der Mischung abzutrennen.
Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung werden Definitionen entsprechend der Struktur der Milchsäure gegeben:
L1A: Milchsäure oder Milchsäuremonomer oder 2-Hydroxy-Propansäure
LD: Lactid oder 3,6-Dimethyl-1,4-Dioxan-2,5-Dion (Ringstruktur)
L2A: Lactoylmilchsäure oder lineares Milchsäuredimer
L3A: Lactoyllactoylmilchsäure oder lineares Milchsäuretrimer
LnA: n-Oligomer von linearer Milchsäure
Der DP oder Polymerisationsgrad von Milchsäure ist ”n”, also das Zahlenmittel von Milchsäureeinheiten, die kovalent gebunden im Milchsäurepolymer sind. Milchsäure hat ein asymmetrisches Kohlenstoffatom, und kann daher in zwei enantiomeren Formen gefunden werden. Auf der anderen Seite hat Lactid zwei asymmetrische Kohlenstoffatome, so dass es in drei stereoisomeren Formen gefunden werden kann: L-Lactid, in dem beide asymmetrischen Kohlenstoffatome die L- (oder S-) Konfiguration haben; D-Lactid, in dem beide asymmetrischen die D- (oder R-) Konfiguration haben; und meso-Lactid, in dem ein asymmetrisches Kohlenstoffatom die L-Konfiguration und das andere die D-Konfiguration hat.
L-Lactid und D-Lactid sind Enantiomere. Bei der Herstellung von Lactid aus Milchsäure wäre es vorteilhaft, wenn die absolute Konfiguration der zugeführten Milchsäure beibehalten würde bei dessen Umsetzung zu Lactid.
Ein Schritt (a) der Umsetzung von flüssiger D-Milchsäure zu D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol bei einer Temperatur von ungefähr 130–150°C und einem Druck von ungefähr 10–200 Torr ist ein Schritt des Durchführens einer Kondensationspolymerisation von flüssiger D-Milchsäure unter reduziertem Druck, um niedermolekulare D-Polymilchsäure zu synthetisieren. Es ist bevorzugt, dass die hergestellte niedermolekulare Polymilchsäure hauptsächlich L2A und L3A beinhaltet.
Ein Schritt (b) der Umsetzung von D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol zu einem Gasstrom durch Erhitzen in Gegenwart eines Zinkoxid-Katalysators bei einer Temperatur von ungefähr 230–240°C ist ein Schritt der Umsetzung eines Teils der Polymilchsäure zu D-Lactid, während D-Polymilchsäure zu einem Gasstrom umgesetzt wird durch Erhitzen der D-Polymilchsäure in der Gegenwart eines Zinkoxidkatalysators.
Nach dem Erhitzen ist es bevorzugt, die Temperatur bei ungefähr 230–240°C beizubehalten. Beispielsweise ist das Ausmaß der Depolymerisation dramatisch reduziert, falls die Temperatur weniger als ungefähr 230°C ist, was die Ausbeute rapide erniedrigt. Falls die Temperatur mehr als ungefähr 240°C ist, tritt aktiv eine initiale Depolymerisation auf, aber eine Verkohlung wie auch Änderung in der Farbe und dem Aussehen der niedermolekularen Polymilchsäure können problematischerweise auftreten.
Der Zinkoxid-Katalysator kann in einer Menge von ungefähr 0,01–1,5 Gew.-% anwesend sein, basierend auf der D-Polymilchsäure. Es ist bevorzugt, dass ein Schleppgas zugefügt wird, und dass die Retentionszeit im Schritt (b) von ungefähr 5–10 sec kontrolliert wird, und das Schleppgas kann Stickstoffgas beinhalten.
Im Schritt (c) des Kühlens des Gasstroms bei einer Temperatur von ungefähr –78 bis 10°C zur Trennung von nicht umgesetzte Polymilchsäure und einer Mischung können die nicht umgesetzte Polymilchsäure und die Mischung beinhaltend D-Lactid durch einen kalten Cyclon zur Abtrennung getrennt werden.
Schritt (d) des Mischens der Mischung mit Wasser zur Abtrennung von Lactid ist ein Schritt des Mischens der Mischung beinhaltend D-Lactid, das in Schritt (c) abgetrennt wurde, mit Wasser in einem Trennbehälter, um eine Flüssigkeit beinhaltend Wasser und Verunreinigungen, die gebildet wurden, oben zu entfernen, und um nur Lactidkristalle vom Boden rückzugewinnen. Das Mischen kann bei einer Temperatur von ungefähr 5–30°C durchgeführt werden. Das Volumenverhältnis der Mischung und des Wassers kann ungefähr 1:0,5 bis 5 sein. Die nicht umgesetzte Milchsäure, die in Schritt (c) abgetrennt wurde, wird zum Schritt (a) rückgeführt, und das Verfahren kann daher ein kontinuierliches, zyklisches Verfahren sein.
Das hergestellte D-Lactid kann zu einer D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 50.000 bis 20.000 g/mol unter Verwendung von einem oder mehreren Katalysatoren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zinn, Zinnhaliden, Zinncarboxylaten und Zinnalkoxiden, und Alkoholen mit ungefähr 1–12 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur von ungefähr 150–200°C hergestellt werden.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung und beabsichtigen nicht, dieselbe einzuschränken.
Beispiele 1, 2
Der Reaktor im Labormaßstab, der in den Beispielen verwendet wird, ist in 1 veranschaulicht. Der Reaktor ist ein Reaktor mit einer Breite von ungefähr 5 cm und einer Höhe von ungefähr 5 cm. Eine Transportleitung ist am Kopf des Reaktors angebracht.
Der Bodenteil des Reaktors wurde mit flüssiger D-Milchsäure gefüllt, und ein Zinkoxid-Katalysator wurde in die flüssige Milchsäure eingebracht. Der Reaktor war ausgestattet mit einem T-Ventil am Boden, wodurch der Reaktor mit flüssiger Milchsäure versorgt wurde. Ein Stickstoffschleppgas wurde auch zum Reaktor durch eine Leitung, die mit dem T verbunden war, zugeführt. Dieser gesamte Aufbau wurde in einen Heizmantel platziert, der erhitzt wurde, um die erwünschte Reaktortemperatur beizubehalten. Lactid und weitere Nebenprodukte, die durch die katalytische Reaktion im Reaktor hergestellt wurden, wurden verdampft.
Der Katalysator, der zur flüssigen Milchsäure zugefügt wurde, war Zinkoxid (ZnO), und es wurde zugefügt in einer Menge von 0,5 Gew.-% (Beispiel 1) und 1,0 Gew.-% (Beispiel 2), basierend auf der flüssigen Milchsäure. Im Anschluss wurden nicht umgesetzte Milchsäure und eine Mischung beinhaltend Lactid abgetrennt durch einen kalten Cyclon.
Die Mischung, die das erhaltene Lactid und Verunreinigungen enthielt, wurde zu einem Trennbehälter transportiert und dann mit Wasser gemischt. Wasser wurde zugefügt in einem gleichen Volumen zum Gesamtvolumen von Lactid und Verunreinigungen, und das Mischen wurde durchgeführt bei einer Temperatur von ungefähr 15°C für eine Stunde. Die obere Flüssigkeit wurde entfernt, und die D-Lactidkristalle am Boden wurden rückgewonnen. Detaillierte Reaktionsbedingungen sind in der folgenden Tabelle 1 beschrieben.
Vergleichsbeispiel

Dieses Verfahren wurde in gleicher Weise durchgeführt im Reaktor und der Flussleitung von Beispiel 1, außer dass kein Katalysator in den Reaktor eingebracht wurde. In Vergleichsbeispielen 4–6 wurde das Trennverfahren der Mischung nicht durchgeführt. Detailliertere Reaktionsbedingungen sind in der folgenden Tabelle 1 beschrieben. [Tabelle 1]

Abschnitt	Beispiel		Vergleichsbeispiel
Abschnitt	1	2	1	2	3	4	5	6
Zinkoxid-Katalysator (Gew.-%)	0.5	1.0	x	x	x	x	x	x
Depolymerisations-Temperatur (°C)	230	240	210	200	260	250	260	270
Trennverfahren der Mischung unter Verwendung von Wasser	o	o	o	o	x	x	x	x
Trennverfahren der Mischung unter Verwendung von Ethanol	x	x	x	x	o	x	x	x
Endausbeute von Lactid (%)	65	72	15	25	35	35	34	36

Wie in Tabelle 1 gezeigt, können Lactid-Partikel aus Milchsäure mit bemerkenswert hoher Ausbeute gewonnen werden, wenn der Herstellungsprozess der vorliegenden Erfindung angewendet wurde.
Beispiel 3
3.000 g des D-Lactid, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde in einen Reaktor mit einem Rührer eingebracht und auf 300°C unter Stickstoffatmosphäre erhitzt. 0,9 g von Zinnoctoat und 1,8 g von 1-Hexanol wurden darin eingebracht. Im Anschluss wurde die Reaktion für zwei Stunden bei einer Temperatur von 180°C durchgeführt, um Polymere aus denn Reaktor zu gewinnen. Ein Pulverisierungsprozess wurde durchgeführt, um D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 50.000 g/mol zu erhalten.
Effekt der Erfindung
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft, da D-Lactid, in hoher Ausbeute durch ein einfaches Verfahren erhalten werden kann, im Vergleich zu konventionellen Produktionsverfahren. Folglich können die Herstellungskosten von D-Polymilchsäure, die letztendlich erhalten wird aus D-Lactid, reduziert werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auch vorteilhaft, da die asymmetrischen Kohlenstoffatome im Produktlactid hauptsächlich in derselben absoluten Konfiguration wie in der flüssigen Milchsäure, aus der es hergestellt wurde, vorliegen, und nicht umgesetzte flüssige Milchsäure recycelt werden kann, und kaum Nebenprodukte gebildet werden.
Das Lactid, das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann als Rohmaterial für die Herstellung von D-Polymilchsäure verwendet werden. Die hergestellte D-Polymilchsäure formt einen Stereokomplex mit L-Polymilchsäure und hat daher hohe Wärmebeständigkeit und Stoßfestigkeit, wodurch es als alternatives Biomassematerial zu den konventionellen erdölbasierenden Polypropylenmaterialien verwendet wird. Insbesondere kann es angewendet werden für Fahrzeuginnen-/-außenteile. In Anbetracht des gegenwärtigen Trends von hohen Ölpreisen kann daher die Abhängigkeit von erdölbasierenden Produkten reduziert werden, und die Herstellungskosten für Innen- und Außenmaterialien können auch stark reduziert werden.
Obgleich diese Erfindung beschrieben wurde in Verbindung mit etwas, was gegenwärtig als praktische, beispielhafte Ausführungsformen und Beispiele erachtet wird, ist es klar, dass die Erfindung nicht auf dies offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern, im Gegenteil, beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die im Geiste und Umfang der angehängten Ansprüche eingeschlossen sind, zu umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 261572 [0008]
EP 275581 [0008]
GB 1007347 [0008]
EP 264926 [0008]
US 4797468 [0008]
US 4797163 [0009]
US 4070375 [0009]
US 4727163 [0010]
US 4835293 [0010]

Claims

Verfahren zur Herstellung von D-Lactid, umfassend die Schritte: (a) Umsetzen von flüssiger D-Milchsäure zu D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol bei einer Temperatur von ungefähr 130–150°C und einem Druck von ungefähr 10–200 Torr; (b) Umsetzen der D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol zu einem Gasstrom durch Erhitzen der D-Polymilchsäure in Gegenwart eines Zinkoxidkatalysators bei einer Temperatur von ungefähr 230–240°C; (c) Kühlen. des Gasstromes bei einer Temperatur von ungefähr –78 bis 10°C, um nicht umgesetzte Milchsäure von einer Mischung zu trennen; und (d) Mischen der Mischung mit Wasser, um D-Lactid abzutrennen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Zinkoxid-Katalysator in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 1,5 Gew.-%, basierend auf D-Polymilchsäure, eingesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin ein Schleppgas zugefügt wird, und die Retentionszeit von ungefähr 5–10 Sekunden in Schritt (b) kontrolliert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, worin das Schleppgas ein Stickstoffgas beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mischung und Wasser in einem Volumenverhältnis von ungefähr 1:0,5–5 und bei einer Temperatur von ungefähr 5–30°C gemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die nicht umgesetzte Milchsäure, die in Schritt (c) abgetrennt wurde, zum Schritt (a) rückgeführt wird, um einen kontinuierlichen Kreislauf zu erzeugen.
Verfahren zur Herstellung von D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 50.000 bis 20.000 g/mol aus D-Lactid, wobei das Verfahren umfasst: Umsetzen von flüssiger D-Milchsäure zu D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol bei einer Temperatur von ungefähr 130–150°C und einem Druck von ungefähr 10–200 Torr; Umsetzen der D-Polymilchsäure mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ungefähr 600–1.200 g/mol zu einem Gasstrom durch Erhitzen der D-Polymilchsäure in Gegenwart eines Zinkoxidkatalysators bei einer Temperatur von ungefähr 230–240°C; Kühlen des Gasstroms bei einer Temperatur von ungefähr –78–10°C, um nicht umgesetzte Milchsäure von einer Mischung abzutrennen; Mischen der Mischung mit Wasser, um D-Lactid abzutrennen; Verwenden des abgetrennten D-Lactids, um D-Polymilchsäure herzustellen, durch Verwendung von einem oder mehreren Katalysatoren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zinn, Zinnhaliden, Zinncarboxylaten und Zinnalkoxiden, und Alkoholen mit ungefähr 1–12 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur von ungefähr 150–200°C.