ES2345307T3 - Proceso continuo para la fabricacion de lactida y polimeros de lactida. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR UNA POLILACTIDA; DICHO PROCEDIMIENTO INCLUYE: PROPORCIONAR UNA MEZCLA DE LACTIDA BRUTA QUE INCLUYE LACTIDA QUE COMPRENDE MESO - LACTIDA Y AL MENOS UNA L - LACTIDA Y D - LACTIDA; CARACTERIZANDOSE POR LAS SIGUIENTES FASES: (A) PURIFICAR LA MEZCLA DE LACTIDA CRUDA MEDIANTE DESTILACION, EN UN SISTEMA DE DESTILACION EN AL MENOS DOS FRACCIONES DESTILADAS, QUE COMPRENDEN: (I) UNA FRACCION DE BAJO PUNTO DE EBULLICION; Y (II) UNA FRACCION DE PUNTO DE EBULLICION INTERMEDIO QUE INCLUYE UNA LACTIDA DE TIPO POLIMERICO PURIFICADA, SIN UNA FASE DE EXTRACCION CON SOLVENTE DE LA MEZCLA DE LACTIDA CRUDA O DE RECRISTALIZACION DE LA MEZCLA DE LACTIDA CRUDA; Y (B) HACER REACCIONAR LA LACTIDA DE TIPO POLIMERICO PURIFICADA, PARA FORMAR POLILACTIDA.
Description
Proceso continuo para la fabricación de lactida
y polímeros de lactida.
La presente invención se relaciona con procesos
para la producción continua de lactida y polímeros de lactida a
partir de ácido láctico crudo y ésteres de ácido láctico en el campo
de polímeros biodegradables.
El agotamiento continuo de espacio de descarga y
los problemas asociados con la incineración de desechos han llevado
a la necesidad de desarrollar polímeros verdaderamente
biodegradables para ser utilizados como sustitutos para polímeros
no biodegradables o parcialmente biodegradables, o basados en
petroquímicos. El uso de ácido láctico y lactida para fabricar un
polímero biodegradable se conoce bien en la industria médica. Como
se describe por Nieuwenhuis et al. (Patente Estadounidense
No. 5,053,485 = EP-A-261,572), tales
polímeros se han utilizado para fabricar suturas, pinzas, placas
óseas y dispositivos de liberación controlada biológicamente activos
biodegradables. Se apreciará que los procesos desarrollados para la
fabricación de polímeros para ser utilizados en la industria médica
han incorporado técnicas que responden a la necesidad de alta pureza
y biocompatibilidad en el producto de polímero final.
Adicionalmente, los procesos se diseñan para producir volúmenes
pequeños de productos de alto valor en dólares, con menos énfasis
en el costo de fabricación y la producción. Se considera que antes
del desarrollo del Solicitante, no se conocen procesos viables,
competitivos en costos para la fabricación continua de lactida
purificada y polímeros de lactida a partir de ácido láctico que
tienen propiedades físicas adecuadas para reemplazar los polímeros
basados en petroquímicos actuales en empaque, recubrimiento de papel
y otras aplicaciones industriales no médicas.
Se conoce que el ácido láctico experimenta una
reacción de condensación para formar ácido poliláctico cuando se
remueve agua mediante evaporación u otros medios. La reacción de
polimerización completa se representa por:
Mientras que la etapa n de dicha reacción de
polimerización se representa por:
Como Dorough (Patente Estadounidense No.
1,995,970) reconoce y describe, el ácido poliláctico resultante se
limita a un polímero de bajo peso molecular de valor limitado, con
base en propiedades físicas, debido a una reacción de
despolimerización de competencia en la que se genera el dímero
cíclico del ácido láctico, lactida. Como la cadena de ácido
poliláctico se alarga, la velocidad de la reacción de polimerización
se desacelera hasta alcanzar la velocidad de la reacción de
despolimerización, que efectivamente, limita el peso molecular de
los polímeros resultantes. Un ejemplo de esta reacción de equilibrio
se representa adelante.
\vskip1.000000\baselineskip
Dando este conocimiento, Dorough está convencido
de que los polímeros de alto peso molecular no se pueden generar
directamente a partir de ácido láctico. El, sin embargo, tiene éxito
en generar polímeros de alto peso molecular a partir de lactida, a
través del dímero de ácido láctico generado de los polímeros de bajo
peso molecular de ácido láctico. Debido a que estos polímeros se
generan a partir de lactida, ellos se conocen como
polilactidas.
Se sabe bien que el ácido láctico existe en dos
formas que son enantiómeros ópticos, designados como ácido
D-láctico y ácido L-láctico. Ya sea
el ácido D-láctico, ácido L-láctico
o mezclas de los mismos se pueden polimerizar para formar un ácido
poliláctico de peso molecular intermedio que, luego de
polimerización adicional, genera lactida como se describió
anteriormente. La lactida, o el dímero cíclico de ácido láctico,
puede tener uno de tres tipos de actividad óptica que depende en si
ésta consiste de dos moléculas de ácido L-láctico,
dos moléculas de ácido D-láctico o una molécula de
ácido L-láctico y una molécula de ácido
D-láctico combinadas para formar el dímero. Estos
tres dímeros se designan L-lactida,
D-lactida y meso-lactida,
respectivamente. En adición, una mezcla de 50/50 de
L-lactida y D-lactida con un punto
de fusión de aproximadamente 126ºC se denomina frecuentemente en la
bibliografía como D,L-lactida.
La WO-A-88/10260
= EP 0,318,567 = US-5,214,159, se relaciona con un
método de preparación de meso-lactida y su uso en
la fabricación de polímeros y copolímeros resorbibles. La lactida
cruda se recristaliza varias veces y luego se rectifica mediante
destilación en vacío. La destilación solo ocurre después que la
lactida cruda se condensa y después de varias etapas de
purificación intermedia.
DeVries (Patente Estadounidense No. 4,797,468 =
EP-A-275,581) recientemente describe
un proceso para la fabricación de polímeros de lactida que utiliza
un proceso de extracción de disolvente para purificar la lactida
antes de polimerización. Con la descripción de DeVries, el inventor
reconoce que la bibliografía existente recomienda la purificación
de lactida mediante varias etapas de recristalización. Se considera
que los procesos anteriores al método de extracción de disolvente
de DeVries, han utilizado generalmente una etapa de recristalización
para purificar la lactida cruda con el fin de obtener una fuente de
lactida adecuada para la polimerización. Sin embargo, los procesos
que utilizan tales etapas de recristalización se conocen por tener
producciones relativamente pobres debido a las pérdidas
significativas de lactida durante las etapas de recristalización.
Se considera que los productores de productos biodegradables
relacionados con medicina no se han relacionado con tales bajas
producciones debido al alto margen generalmente esperado para las
ventas de tales productos y la falta de alternativas competitivas.
Se apreciará, sin embargo, que en el desarrollo de un proceso para
la fabricación comercial a gran escala de polímeros biodegradables,
tales como polilactidas, para uso en aplicaciones orientadas a
productos no médicos donde tales polímeros competirán necesariamente
con polímeros de bajo costo hechos de petroquímicos, será
importante maximizar la producción y minimizar otros factores de
costos totales para producir un polímero biodegradable que es
competitivo en costos.
Lipinsky, E.S.; Sinclair, R.G. "is a lactic
acid a commodity chemical?", en Chem. Eng. Progress, Aug. 1986;
pp 26-32, se discute el potencial de los polímeros
de ácido láctico producidos en grandes cantidades a precios bajos,
para uso en empaque y bienes de consumo. En la sección titulada
"En conclusión" se establece que la destilación se debe
combinar con deshidratación para proporcionar la lactida para uso en
producción de poliéster. Sin embargo, Lipinski no prevé un proceso
en el que una etapa de destilación única partiendo de un vapor y
separando las impurezas acídicas y el agua antes de completar la
condensación produciría una lactida suficientemente pura para ser
sometida a polimerización para producir un ácido poliláctico de alto
peso molecular como se demuestra en los ejemplos de la presente
solicitud.
Los polímeros de polilactida biodegradables
deben también poseer propiedades físicas adecuadas para la
aplicación en los productos no médicos actualmente que utilizan
polímeros basados en petroquímicos tales como materiales de
empaque, recubrimientos de papel y cualesquier otros artículos
desechables, Nieuwenhuis et al. describe que los polímeros
de lactida derivados de la polimerización de mezclas de las tres
lactidas resultan en polímeros con una variedad de propiedades
físicas útiles, que incluyen biodegrabilidad mejorada. Sin embargo,
se considera que no se han descrito procesos viables comercialmente
para la fabricación a gran escala de tales polímeros de lactida a
la
fecha.
fecha.
El ácido láctico está disponible comercialmente
y se fabrica a partir de varios procesos conocidos. Ejemplos
representativos de tales procesos se describen por Glassner et
al. (Solicitud de Patente Europea, EP 393818, Octubre 24,
1990), G. Machell, "Production and Applications of Lactic
Acid", Industrial Chemist and Chemical Manufacturer, v. 35, pp.
283-90 (1959) y "Kirk Othmer, Enciclopedia de
Tecnología Química, Ácido Láctico", v. 12, pp.
177-78 (2nd ed. 1963).
La actividad óptica del ácido láctico o lactida
se conoce por alterar bajo ciertas condiciones, con una tendencia
hacia el equilibrio en la inactividad óptica, donde están presentes
cantidades iguales de los enantiómeros D y L. Las concentraciones
relativas de D y L en los materiales de partida, la presencia de
impurezas o catalizadores y el tiempo a varias temperaturas y
presiones se conocen por afectar el índice de tal racemización.
Muller (Patente Estadounidense No. 5,053,522)
describe que la preparación de lactida ópticamente pura a partir de
una carga de ácido láctico ópticamente puro es posible cuando se
utilizan condiciones y catalizadores apropiados. Sin embargo, no
hay enseñanzas de un proceso que controle la pureza óptica de la
lactida resultante a los grados deseados o minimice los costos
totales y maximice el rendimiento del producto de lactida.
Adicionalmente, no existe la descripción de un sistema de
purificación de lactida comercialmente viable, que permita la
producción de polímero grado lactida, a partir del ácido láctico
crudo, que se puede polimerizar posteriormente para producir una
variedad de polímeros no relacionados con medicina de polilactida
adecuados para reemplazar los polímeros basados en petroquímicos
existentes.
Bellis (Patente Estadounidense No. 4,727,163)
describe el uso de un éster de un ácido alfa-hidroxi
en un núcleo de poliéter térmicamente estable para fabricar ésteres
cíclicos altamente puros tales como lactida. Bhatia (Patente
Estadounidense No. 4,835,293) describe un proceso para preparar
ésteres cíclicos altamente puros tales como lactida al calentar un
polímero del ácido alfa-hidroxi correspondiente o su
éster o un copolímero del ácido alfa-hidroxi o su
éster y un núcleo de poliéter térmicamente estable en la presencia
de un gas inerte con el éster cíclico que se lleva a partir de esta
reacción con el gas inerte a un sistema de disolvente. Bellis et
al. (Solicitud PCT No. WO 92/00292, publicada en Enero 9, 1992)
describe un proceso de fase de vapor catalizado continuo para la
producción de ésteres cíclicos diméricos tales como lactida al
convertir el ácido alfa-hidroxi carboxílico
correspondiente o éster en la fase de vapor sobre un catalizador
sólido tal como alúmina de sílice y preferiblemente alúmina de
sílice que tiene un alto contenido de sílice, en la presencia de un
gas portador. Sin embargo, se considera que ninguna de estas
referencias describe un proceso completo comercialmente viable para
la fabricación a gran escala de polímeros de polilactida.
Adicionalmente, no hay descripción de un sistema de purificación de
lactida que permita la producción de un polímero grado lactida para
uso en polímeros no relacionados con medicina de polilactida
adecuados efectivamente en costos para reemplazar los polímeros
basados en petroquímicos existentes.
De acuerdo con lo anterior, subsiste una
necesidad de un proceso de fabricación continuo que utilice ácido
láctico crudo o éster de ácido láctico comercialmente disponible
para producir polímeros de polilactida adecuados como un reemplazo
competitivo en costos para los polímeros basados en petroquímicos.
La presente invención se dirige a esta necesidad así como también a
otros problemas asociados con la producción de polímeros de
lactida. La presente invención también ofrece ventajas adicionales
sobre la técnica antecedente, y resuelve otros problemas asociados
con estos.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona un proceso
continuo para la producción de polímeros de lactida a partir de un
ácido láctico crudo o a partir de fuente de carga de ésteres de
ácido láctico como se define por el proceso de las reivindicaciones
1 a 23. La carga de ácido láctico crudo puede ser cualquier
combinación de los enantiómeros ópticos ácido
D-láctico y ácido L-láctico en
solución con un medio hidroxílico tal como agua u otro disolvente
tal como metanol, etanol, propanol, butanol, isopropanol o
isobutanol, o mezclas de los mismos. La fuente de ácido láctico
también puede ser un éster de ácido láctico, tal como lactato de
metilo, lactato de etilo, lactato de propilo, lactato de butilo,
lactato de isopropilo o lactato de isobutilo, o mezclas de los
mismos. El ácido láctico crudo también puede ser una mezcla de ácido
láctico y ésteres de ácido láctico. Un éster de ácido láctico
adecuado para uso en la presente invención se puede definir
generalmente por la fórmula:
en donde R es un alquilo lineal o
ramificado
C_{1}-C_{8}.
Cuando se utiliza un éster de ácido láctico como
la fuente de un ácido láctico crudo para el proceso de la presente
invención, se altera la reacción de polimerización junto con la
reacción de despolimerización y el equilibrio entre los dos
compuestos. El grupo éster, o más particularmente el grupo alcoxi
ramificado o lineal sale durante la reacción de polimerización de
un extremo de la molécula de lactato mientras que un hidrógeno se
divide del grupo hidroxi en el extremo opuesto de otra molécula de
lactato. Así, se forma un subproducto de la reacción de
condensación de la fórmula ROH. La reacción de polimerización
completa se representa por:
Mientras que la etapa n de dicha reacción de
polimerización se representa por:
Cuando se alarga la cadena de ácido poliláctico,
la velocidad de la reacción de polimerización se desacelera y la
reacción de despolimerización para formar lactida se acelera hasta
que se alcanza el equilibrio. Este equilibrio se representa
por:
Como se indica por las reacciones anteriores,
las cadenas de polímero pueden contener un grupo de extremo éster
en donde dicho polímero se podría definir como un polímero de éster
poliláctico. Por motivos de claridad, los solicitantes aquí definen
el ácido poliláctico o moléculas de ácido poliláctico por incluir
las cadenas de polímero descritas anteriormente con un grupo
extremo de éster o tapa de extremo cuando se forma a partir de la
polimerización de un éster de ácido láctico. Adicionalmente, los
subproductos de la reacción de condensación incluyen agua y
compuestos químicos de la fórmula general ROH en donde R es un
alquilo lineal o ramificado C_{1}-C_{8}.
Sin embargo, se reconoce que la composición de
la fuente de carga de ácido láctico crudo y el diseño y las
condiciones de operación del proceso descrito aquí afectará la
pureza óptica del producto de polímero de polilactida final. El
proceso descrito aquí se proporciona para el control de racemización
para producir ventajosamente un polímero grado lactida de pureza y
composición óptica seleccionada. Debido a que se puede controlar la
racemización, es posible proteger la pureza óptica y la composición
del producto resultante con base en aquel del material de partida y
en las condiciones de procesamiento. Cuando se polimeriza, la
polilactida resultante puede tener propiedades físicas deseables
para una amplia variedad de aplicaciones no relacionadas con la
medicina. Adicionalmente, las impurezas tales como cuerpos de color,
carbohidratos, proteínas, aminoácidos, sales, iones metálicos,
aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres de ácidos
carboxílicos, ésteres de ácidos carboxílicos u otros ácidos
orgánicos, pueden estar presentes en la carga de ácido láctico
crudo. El proceso del Solicitante descrito aquí supera los
problemas asociados con la producción de un polímero grado lactida
cuando tales contaminantes están presentes.
Haciendo referencia ahora brevemente a la Figura
1, que proporciona un diagrama de flujo preferido del proceso
completo descrito aquí, el ácido láctico crudo primero se carga en
un evaporador, continuamente. Dentro del evaporador una porción del
agua o disolvente o cualquier subproducto de la reacción de
condensación se remueven del ácido láctico crudo. El agua o
disolvente o cualquier subproducto de la reacción de condensación se
remueve como un vapor del evaporador y se desecha o recicla. Así el
evaporador concentra el ácido láctico en la carga crudo. Se
considera que ocurrirá alguna reacción de condensación y el ácido
láctico puede iniciar para formar oligómeros y polímeros de bajo
peso molecular durante la etapa de evaporación, produciendo un
subproducto de la reacción de condensación. También se puede formar
una cantidad pequeña de lactida. Este ácido láctico concentrado
luego se carga en un reactor de prepolímero, que en realidad es un
evaporador adicional.
Se conoce bien en la técnica que cuando se
remueven el agua o el disolvente de una solución de ácido láctico,
el ácido láctico restante se polimerizará. En el reactor de
prepolímero, se remueve agua o disolvente suficiente y subproductos
de condensación tales como agua, etanol, metanol, propanol, butanol,
isopropanol y isobutanol para provocar que se polimerice el ácido
láctico para formar polímeros de ácido láctico que tienen un peso
molecular promedio de 100 a 5000, preferiblemente 200 a 3000, y más
preferiblemente 400 a 2500. El agua o disolvente removido se
recicla o desecha. En las realizaciones preferidas, el agua o
disolvente se recicla de nuevo al proceso de evaporación, debido a
que este puede estar contaminado con ácido láctico. En esta
realización preferida, se previene la pérdida de material de carga
y se incrementa la producción general.
Se reconoce por los Solicitantes que las etapas
de evaporación y prepolimerización se pueden combinar en una etapa.
Sin embargo, los Solicitantes han descubierto el beneficio de
utilizar dos etapas que permitan primero remover el agua o
disolvente no contaminados en la etapa de evaporación que se desecha
o se reutiliza fácilmente sin tratamiento. La corriente de vapor
del reactor de prepolimerización que se reduce grandemente en
volumen, todavía contiene algo de ácido láctico. El reciclar de
nuevo a través de la etapa de evaporación inicial permite la
recuperación de cualquier portador de ácido láctico, evitando así
pérdida de cualquier material de carga valioso.
El producto de prepolímero del reactor de
prepolímero, ácido poliláctico o PLA, se carga en un reactor de
lactida. Un catalizador se carga simultáneamente y continuamente en
el reactor de lactida. Se conocen muchos catalizadores adecuados,
tales como óxidos de metal, haluros de metal, polvos de metal y
compuestos metálicos orgánicos derivados de ácidos carboxílicos. Se
considera que, se puede utilizar cualquier tal catalizador en el
proceso descrito aquí. Sin embargo, variarán las propiedades del
polímero. En una realización preferida, el prepolímero y
catalizador se mezclan juntos en un mezclador estático para
facilitar aún una distribución de catalizador dentro del
prepolímero. La solución dentro del reactor de lactida podría
rápidamente a una distribución en equilibrio de lactida y ácido
poliláctico con la temperatura y el catalizador empleado. Se agrega
calor para vaporizar la lactida cruda que se remueve continuamente
del reactor de lactida, controlando así la reacción de
despolimerización, lo que resulta en la producción neta de lactida
cuando los contenidos del reactor de lactida buscan el equilibrio.
Se considera que las concentraciones de ácido poliláctico no
reactivo de alto punto de ebullición y otras impurezas no volátiles
se concentrarán en la solución dentro del reactor de lactida. Se
considera que se requerirá una corriente de purga para remover tales
impurezas.
En una realización preferida de la presente
invención, una porción de la corriente de purga de ácido poliláctico
no reactivo de alto punto de ebullición u otras impurezas no
volátiles en la solución dentro del reactor de lactida se pueden
reciclar a un punto anterior del sistema o carga del reactor de
lactida para polimerización. Con base en datos experimentales que
seguirán adelante, se considera que cualesquier polímeros de cadena
larga de ácido láctico experimentarán transesterificación para
formar ácidos polilácticos de bajo peso molecular que se pueden
utilizar como una fuente de carga para el reactor de lactida. Esto
permite la maximización adicional de la producción debido la
pérdida reducida de material de carga valioso.
El vapor de lactida cruda se compone de una
mezcla de todos las tres lactidas posibles:
L-lactida, D-lactida, y
mesolactida, en varias combinaciones. Junto con la lactida, hay agua
residual, ácido láctico y subproductos de reacción de condensación.
Este lactida cruda se puede cargar directamente en un sistema de
destilación como un vapor para purificación. En una realización
preferida, esta corriente se carga en un condensador parcial en el
que la lactida se condensa y la mayoría del agua y otras impurezas
permanecen como vapores y se hacen recircular de nuevo en el
reactor de lactida u otro equipo de proceso corriente abajo tal como
el evaporador o reactor de prepolímero. Preferiblemente, la lactida
cruda condensados se carga directamente en un sistema de
destilación para purificación. Dentro de este sistema de destilación
se remueven preferiblemente el agua residual y ácido láctico como
un producto destilado y se reciclan de nuevo al reactor de lactida u
otro equipo de proceso corriente abajo tal como el evaporador o
reactor de prepolímero. En adición, se puede hacer la provisión
para remover oligómeros de bajo peso molecular que pueden estar
presentes en la lactida cruda o se pueden formar durante la
destilación. La lactida purificada se carga preferiblemente en un
reactor de polimerización de diseño convencional.
El sistema de destilación de la presente
invención puede ser cualquier columna de destilación convencional.
Sin embargo, en la presente invención la columna de destilación se
utiliza para separar la lactida cruda en por lo menos tres
corrientes de componentes. La corriente superior de bajo punto de
ebullición o corriente destilada contiene aquellos componentes que
tienen un bajo punto de ebullición que la lactida, tal como ácido
láctico, agua u otro disolvente y subproductos de la reacción de
condensación que pueden estar presentes dentro del sistema. La
segunda corriente es una corriente de residuos de alto punto de
ebullición que contiene aquellos componentes que tienen mayor
ebullición que una lactida, tal como oligómeros de ácido láctico que
tienen por lo menos dos unidades de ácido láctico en la cadena de
polímero. Ambas de estas corrientes pueden contener lactida en
varias concentraciones que dependen del diseño del equipo y
operación. La tercera corriente de componente sería la lactida
sustancialmente pura que se podría remover de la columna como una
corriente lateral de ebullición intermedia. La lactida
sustancialmente pura es la lactida adecuada para la polimerización
para formar polilactida útil para aplicación en productos no
relacionados con medicina. La lactida sustancialmente pura es una
mezcla de lactida y otros constituyentes con una concentración de
lactida de 99% en peso o más de lactida. Los Solicitantes reconocen
que la corriente lateral de ebullición intermedia cuando se remueve
de la columna de destilación puede no ser bastante pura para ser la
lactida sustancialmente pura, así en una realización alternativa,
la corriente lateral de ebullición intermedia luego de concentración
en el sistema de destilación se puede cargar en un segundo sistema
de destilación dentro del que la lactida se concentra para formar
una lactida sustancialmente pura.
La corriente superior de bajo punto de
ebullición también puede contener el dímero lineal de ácido láctico
y el dímero lineal de ésteres de lactato denominados colectivamente
aquí como DP2, o alternativamente, tal corriente se puede extraer
de la columna de destilación como una segunda corriente lateral de
ebullición intermedia en un punto en la columna de destilación en
donde dicha concentración DP2 es máxima en equilibrio. Se reconoce
que el DP2 tiene un punto de ebullición más alto que la lactida y se
podría concentrar en la corriente de punto de ebullición más alto
de los residuos, sin embargo, los solicitantes reconocen que el DP2
se puede formar mediante la descomposición de la abertura del
anillo de lactida durante la destilación.
Una alternativa a una columna de destilación
estándar se puede incorporar en una realización preferida que
podría incluir un recipiente reactor con una columna de destilación
montada directamente sobre la parte superior de tal recipiente para
crear un área cerrada única dentro de la que tienen lugar reacciones
y destilación para purificar la lactida. En tal sistema el
catalizador y prepolímero cargan directamente el reactor en donde
se genera lactida cruda. La lactida cruda se vaporiza cuando se
genera y fluye directamente en la columna de destilación montada en
la parte superior del reactor de lactida. Dentro de tal columna se
purifica la lactida. Como se indicó anteriormente, la columna de
destilación montada en la parte superior se podría utilizar en la
misma manera como un sistema de destilación convencional, sin
embargo, varía la estructura física de dicha columna. Así, se
forman una corriente destilada de bajo punto de ebullición en la
parte superior, y una corriente lateral de ebullición intermedia.
La corriente de residuos de alto punto de ebullición, sin embargo,
fluye hacia abajo de la columna de destilación de nuevo al reactor
de lactida para despolimerización posterior para formar más
lactida. En un sistema convencional, se puede lograr el mismo efecto
al hacer recircular la corriente de residuos de alto punto de
ebullición del sistema de destilación convencional al reactor de
lactida.
Como se indicó anteriormente, la carga de ácido
láctico crudo para el proceso descrito aquí puede incluir una
fuente tal como ácido láctico, pero también el ácido láctico crudo
puede ser el éster de un ácido láctico tal como lactato de metilo o
lactato de etilo. La carga de ácido láctico crudo también puede ser
una mezcla de un éster de ácido láctico y ácido láctico. Cuando un
éster de ácido láctico, solo o en una mezcla con ácido láctico, se
utiliza como la fuente de carga de ácido láctico crudo para el
actual proceso, se hacen varias modificaciones al proceso descrito
anteriormente para mejorar la conversión de la materia prima y la
recuperación de los subproductos. La primera tal modificación
incluye la adición de un catalizador o la reacción en la presencia
de un catalizador el éster de ácido láctico para formar el producto
de condensación o prepolímero, ácido poliláctico (como se define
aquí). Los solicitantes han encontrado que los catalizadores que se
pueden utilizar incluyen catalizadores homogéneos solubles o
catalizadores soportados sólidos insolubles. La clave para la
selección de tal catalizador es necesaria para tener funcionalidad
ácida para proporcionar los protones necesarios en el caso de un
ácido o una densidad de carga positiva en el caso de un ácido de
Lewis; para catalizar la condensación del éster de ácido láctico
para formar un prepolímero ácido poliláctico. Estos catalizadores
se relacionan aquí por tener funcionalidad ácida.
Los solicitantes han descubierto que cuando se
agrega un catalizador para promover la condensación del éster de
ácido láctico para formar un ácido prepolímero poliláctico, el mismo
catalizador también promueve la despolimerización del ácido
poliláctico formado para generar lactida cruda. Los beneficios
incluyen reducción de tamaño de equipo con la necesidad de menos
área de superficie y la capacidad para conducir la reacción de
condensación para formar el prepolímero y la reacción de
despolimerización para formar lactida con el mismo reactor o
recipiente de reacción.
Sin embargo, los solicitantes han descubierto
que es perjudicial tener catalizador funcional ácido presente
dentro del sistema de destilación del proceso descrito aquí. Cuando
está presente, el catalizador promueve la abertura del anillo de
lactida cuando este se purifica para generar dímero lineal y otros
oligómeros de mayor grado de polimerización. Para superar tal
detrimento, los solicitantes han descubierto aquí dos procesos
alternos para producir y purificar lactida cruda cuando se utiliza
un éster de ácido láctico como la fuente de ácido láctico crudo y
un catalizador con funcionalidad ácida. Cuando se utiliza un
catalizador soluble la lactida cruda se carga primero en un sistema
de destilación flash en donde una porción de la lactida generada se
despide a un vapor y se pone como un flujo superior sin tiempo
sustancial de residencia dentro del sistema de destilación flash.
El catalizador soluble permanece con el material de mayor punto de
ebullición que incluye el prepolímero y algo de la lactida que se
genera, estos flujos de residuos se hacen re circular de nuevo al
reactor de lactida. Alternativamente, en una realización preferida,
los solicitantes utilizan un catalizador soportado en soluble que
esta contenido dentro de un reactor de lecho catalizado o sistema de
reactor de lecho catalizado. El éster de ácido láctico se carga en
este sistema de reactor de lecho catalizado en donde el prepolímero
y la lactida se generan en la presencia de catalizador soportado
sólido. También se genera condensación como subproducto de
reacción. El hecho de que el catalizador soportado es insoluble
elimina los problemas de reacción de abertura de anillo dentro del
sistema de destilación como se menciono anteriormente debido a que
este se retiene en el reactor del lecho catalizado.
Como se menciono anteriormente, existen varios
sistemas de destilación convencional junto con disposiciones de
columna de destilación de reactor especiales tal como la columna de
destilación montada en la parte superior que es capaz de ser
utilizada para purificar un flujo de lactida cruda. Todos estos
sistemas se consideran que se pueden aplicar igualmente a la
producción de lactida purificada cuando un éster de ácido láctico se
utiliza como la fuente de carga de ácido láctico cruda. Se reconoce
que variaran los detalles específicos del tamaño de equipo y
condiciones de operación.
El proceso general descrito aquí permite la
fabricación continua de polímeros de lactida a partir de un ácido
láctico crudo con poco o ningún desperdicio de carga de ácido
láctico de materia prima o éster de carga de ácido láctico. Estos
se logra al mantener la lactida cruda que se genera en el reactor de
lactida como un liquido o vapor y evitando la pérdida del producto
asociada con la etapa de recristalización utilizada tradicionalmente
para purificar la lactida. La lactida purificada que deja el
sistema de destilación se mantiene adicionalmente como un líquido y
se carga como en un proceso de polimerización.
Aunque se pueden agregar otros monómeros a esta
lactida liquida purificada antes de polimerización para lograr la
producción de copólimeros de polilactida. Los copolimeros
representativos se describen por P. Dave, N. Ashar, R. Gross, S.
Mccarthy, "Survey of Polymer Blends Containing Poly
(3-hydroxybutyrate-co-16%
hydroxyvalerate), Polymer Preparation, American Chemical Society,
v. 31 (1), pp. 442-3 (1990); B. Riedl and R.
Prud'homme", "Thermodynamic Study of Poly (vinyl
chloride)-Polyester Blends by Inverse Gas Phase
Chromatography", J. Polymer Science, Part B, vol. 24(11),
pp. 2565-82 (1986); H. Younes and D. Cohn, "Phase
Separation in Poly (ethylene glycol)/Poly (lactic acid) Blends,
European Polymer J., v. 24(8), pp. 765-73
(1988); Smith et al. (Solicitud de Patente Europea, EP
209371, January 21, 1987); Pines et al. (Solicitud de Patente
Europea EP 109197, May 23, 1984); J. Zhu, Y. Shao, W. Sui, S.
Zhang, H. Xiao and X. Tao, "Homopolymers and Copolymers of
Glycolide and Lactide", C-MRS Int. Symp. Proc.
Meeting Date 1990, v. 3, pp. 387-90 (1990); Jarrett
et al. (U.S. Pat. 4, 788,979); y, T. Nakamura et al.,
"Surgical Application of Biodegradable Films Prepared from
Lactide-Epsilon-Caprolactone
Copolymers, Advanced Biomaterials, 7 (Biomater. Clin. Appl.) pp.
759-64 (1987).
Los solicitantes consideran cualquier polímero
capaz de copolimerización con lactida y se puede utilizar con el
proceso descrito aquí.
En particular, este sistema permite la
recuperación de cualquier mesolactida que pueda estar presente o
formada dentro del proceso descrito y que se pierde normalmente en
un proceso de recristalización. Adicionalmente, se eliminan los
problemas asociados con el manejo de materiales sólidos. Estos
problemas están bien documentados por D. D. Deane and E. G. Hammond
in "Coagulation of Milk for Cheese-Making by Ester
Hydrolysis", J. Dairy Science, v. 43, pp.
1421-1429 (1960) y Nieuwenhuis et al.
(Patente estadounidense 5, 053,485). Los problemas para almacenar
tales sólidos durante cualquier periodo también se describen por
Deprospero et al. (Patente estadounidense 3, 597,449) y F.
E. Kohn et al. en J. of Applied Polymer Science, Vol. 29,
4265-4277 (1984). Estos problemas incluyen la
contaminación por vapor de agua que conduciría a reacciones
colaterales de abertura de anillo que originan que la lactida se
convierte a ácido láctico. La presencia de ácido láctico en la carga
la utilización final resultara en polímeros de peso molecular
limitado.
Se considera que la técnica no enseña el uso de
la destilación para purificar flujos de lactida cruda. Los
solicitantes no consideran que una no volvería a la utilización de
la destilación debido a las estrechas diferencias entre el punto de
fusión y el punto de ebullición sin los flujos de lactida, que
potencialmente producirían problemas de colmatación sólida dentro
de un sistema de destilación. Adicionalmente, reacciones colaterales
en las que se abre el anillo lactida y los polímeros de ácido
láctico se forman puede ocurrir durante la destilación. Se
considera, que la presencia de tales productos de reacción colateral
conduciría a limitaciones de peso molecular indeseables en el
producto de polímero final. Los solicitantes han descubierto que el
control y diseño apropiado de un sistema de destilación acoplado
con carga directa de un flujo de vapor de lactida cruda o un flujo
de lactida cruda líquida después de condensación parcial para
remover agua y ácido láctico permite la purificación de lactida
cruda en un sistema de destilación convencional. Previo a esta
descripción, los solicitantes consideran, que cualquier polímero
hecho a partir de lactida no ópticamente pura basada en mezcla de
varios componentes de lactida, cada uno de los cuales se ha
utilizado por separado utilizando recristalización de una lactida
crudo producida por otras técnicas.
El sistema actual también permite el uso de
flujos de ácido láctico crudo que contienen impurezas. Como se
diseñan, el presente sistema permite la remoción de impurezas de
alto punto de ebullición y bajo punto de ebullición antes de la
destilación del flujo de lactida cruda que posteriormente se
polimeriza. La técnica anterior falla en describir un proceso con
tales ventajas. Adicionalmente, los solicitantes han encontrado que
las impurezas pueden evitar la activación del catalizador. En una
realización preferida, este problema se supera al activar primero
el catalizador al calentar una mezcla del catalizador y lactida o
ácido láctico purificado, luego cargar un catalizador activado con
carga de ácido láctico crudo. Se considera que la técnica anterior
no contiene tal enseñanza.
El sistema actual permite adicionalmente el uso
de un ácido láctico crudo que comprende esteres de ácido láctico.
Los solicitantes han diseñado un proceso general que permite el
procesamiento de esteres disponibles comercialmente de ácido
láctico a polímeros de lactida que son comercialmente factibles como
un reemplazo competitivo en costos para polímeros basados en
petróleo. Los solicitantes han encontrado que es necesario utilizar
un catalizador con funcionalidad ácida para promover la
condensación del éster de ácido láctico para formar un prepolímero.
Los solicitantes también han encontrado que tales catalizadores
promueven la despolimerización del prepolímero para formar
lactina.
Los efectos perjudiciales de utilizar un
catalizador con funcionalidad ácida también se describen por los
solicitantes junto con las modificaciones de proceso para superar
tales detrimentos. El catalizador funcional ácido crea
inestabilidad dentro del sistema de destilación, en tal forma que el
catalizador origina la reacción de abertura de anillo de lactida
para formar dímeros lineales y otros oligómeros de mayor grado de
polimerización aunque la lactida se purifica en la columna de
destilación del actual sistema. Los solicitantes han descrito el
uso de un sistema de destilación flash con corto tiempo de
residencia para separar los lactidas de un catalizador de
funcionalidad ácida soluble. Alternativamente, los solicitantes han
descrito el uso de un catalizador insoluble, sólido solo o en un
soporte con dicho catalizador contenido dentro de un sistema de
reactor de lecho catalizado. La insolubilidad del catalizador
supera los problemas de estabilidad dentro del sistema de
destilación. Se considera que la técnica anterior no contiene tales
enseñanzas.
Estas y varias otras ventajas y características
de novedad que representan la presente invención se destacan con
particularidad en las reivindicaciones adjuntas y forman una parte
de esta. Sin embargo, para un mejor entendimiento de la invención,
sus ventajas, y los objetos logrado por su uso, se debe hacer
referencia a los dibujos que forman una parte adicional de esta, y
a la materia descriptiva acompañante, en la que se ilustran aquí y
describen las realizaciones preferidas de la presente invención.
En los dibujos, en los que numerales de
referencia indican partes de referencia que corresponden a elementos
de realizaciones preferidas de la presente invención a través de
varias vistas;
La figura 1 es de un diagrama de flujo de las
etapas de proceso general preferidas de la presente invención;
La figura 2 es una representación esquemática
detallada de un sistema de producción de polímero de polilactida
preferido de acuerdo de acuerdo con la presente invención;
La figura 3 es una gráfica que muestra los
efectos del sodio sobre el índice de producción de lactida y de
pureza óptica;
La figura 4 es una figura que representa la
relación entre la pureza óptic de la lactida generada en relación
con el peso molecular de la carga al reactor de lactida;
La figura 5 es una figura que muestra la
relación entre la concentración de catalizador y la pureza óptic de
la lactida resultante;
La figura 6 es una gráfica que muestra el efecto
de las impurezas hidroxilo en el peso del polímero molecular a
diferentes temperaturas;
La Figura 7 es una gráfica que muestra el efecto
de las impurezas hidroxilo en el peso molecular del polímero a
diferentes concentraciones de catalizador;
La Figura 8 es una gráfica que muestra la
concentración de lactida en equilibrio como una función de la
temperatura;
La Figura 9 es una representación esquemática de
una configuración de columna de destilación/reactor de lactida
preferida;
La Figura 10 es un diagrama esquemático de un
sistema de producción de polímero de polilactida alterno
preferido;
La Figura 11 es una representación esquemática
de un sistema de producción de polímero de polilactida alterno
preferido que incorpora la remoción de catalizador; y,
La Figura 12 es una representación esquemática
de un sistema de producción de polímero de polilactida alterno
preferido que incorpora un sistema de reactor de lecho de
catalizador.
Según se requiere, las realizaciones detalladas
de la presente invención se describen aquí. Sin embargo, se debe
entender que las realizaciones descritas son únicamente de ejemplo
de la presente invención que se pueden incorporar en varios
sistemas. Por lo tanto, los detalles específicos descritos aquí no
se interpretan como limitantes, si no como una base para las
reivindicaciones y como una base representativa para enseñar al
experto en la técnica a practicar varias formas de la presente
invención.
Con referencia ahora a las Figuras, La Figura 2
representa un diagrama de flujo esquemático general que abarca los
procesos preferidos descritos aquí. Se proporciona una carga de
ácido láctico crudo (2). La carga de ácido láctico crudo puede ser
de varios grados. Esta puede incluir USP, grado alimenticio, o
cualquier otra solución en medio hidroxílico. un medio hidroxílico
es un medio que contiene moléculas que tienen un grupo hidroxilo,
medios tal como agua, metanol, etanol, propanol, butanol,
isopropanol, isobutanol y similares, que tienen preferiblemente un
numero de átomos de carbono en un rango de 0-4, más
preferiblemente un rango de 0-2. El ácido láctico
crudo puede incluir de 1% a 99% en peso de ácido láctico,
preferiblemente, de 1% a 85%, más preferiblemente de 5% a 50%. En
una realización preferida, la carga de ácido láctico crudo es una
solución de aproximadamente 15% ácido láctico y aproximadamente 85%
de agua que se produce comercialmente. Muchos procesos de
fabricación para producir ácido láctico crudo se conocen en la
técnica, Glassner et al., (Solicitud de Patente Europea, EP
393818, Octubre 24, 1990); G. Machell, "Production and
Applications of Lactic Acid", Industrial Chemist and Chemical
Manufacturer, v. 35, pp. 283-90 (1959) and Kirk
Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, "Lactic Acid", v.
12, pp. 177-78 (2nd ed. 1963). En una realización
alterna, la fuente de ácido láctico crudo (2) puede estar en la
forma del éster de ácido láctico de la fórmula general:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En donde R es un alquilo lineal o ramificado
C_{1}-C_{8}. Los esteres preferidos son lactato
de metilo, lactato de etilo, lactato de propilo, lactato de butilo,
lactato de isopropilo, o lactato isobutilo o sus mezclas. Estos
esteres son productos intermedios conocidos de los procesos de ácido
láctico descritos anteriormente e incorporados aquí como
referencia. El ácido láctico crudo puede ser una mezcla de estos
esteres de ácido láctico o una mezcla de estos esteres de ácido
láctico o una mezcla de una o más esteres de ácido láctico con el
ácido láctico.
Se conoce bien en la técnica que el ácido
láctico incluye dos isómeros ópticos, los enantiómeros L y D. el
isómero óptico o cualquier combinación de estos se puede utilizar
como una carga de ácido láctico crudo para el sistema de reactor
actual. Adicionalmente, los solicitantes reconocen que la las carga
de ácido láctico crudo (2) puede contener otras impurezas, tal como
cuerpos de color, carbohidratos, proteínas, aminoácidos, sales,
iones de metal, aldehídos, cetonas, otros ácidos carboxílicos y
esteres de ácidos carboxílicos. Como se explicará en mayor detalle
adelante, y en el ejemplo 1, el sistema general incorporado en la
presente invención incluye salidas para tales impurezas de tal
manera que su impacto en los productos de polímero final es
limitado. Estas salidas se diseñan como. (10), (28), (99), (71) y
(66) en La Figura 2. Cada una se discutirá en mayor detalle
adelante. Así, en las realizaciones preferidas se elimina la
necesidad de una carga de ácido láctico crudo purificado más
costoso.
Se proporciona un mecanismo de transferencia de
fluido(4) para transportar la carga de ácido láctico crudo
(2) a través de un mezclador en línea opcional (6) en una tubería
(8) a un sistema de evaporadores (22). El sistema evaporador (22)
se utiliza para concentrar la carga de ácido láctico crudo (2) para
remover agua o cualquier otro disolvente o medio hidroxílico que se
utiliza como un portador para el ácido láctico, tal como metanol,
etanol o similares y cualquier subproducto de reacción de
condensación. El sistema evaporador (22) puede ser de cualquier
tipo convencional conocido en la técnica, tal como un evaporador de
efecto múltiple, un evaporador de película humedad, un evaporador
de película de caída, o cualquier otro sistema convencional. Se
aprecia que tales sistemas se pueden operar a presiones por debajo
de la presión atmosférica, a presión atmosférica o por encima de la
presión atmosférica con cambios conmensurados en temperaturas de
operación y cargas calientes. En una realización preferida, se
utiliza la evaporación al vacío para reducir la racemización. El
vapor de Agua o vapor disolvente, en referencia al medio hidroxílico
o subproducto de reacción de condensación, se remueve del
evaporador a través del conducto de transferencia (18), y se
condensa en un condensador (16). El líquido condensado se
transfiere en una tubería (14) a un mecanismo de transferencia de
fluido (12), tal como una bomba o similar. El mecanismo de
transferencia de fluido (12) transportas el agua condensada o el
disolvente a traces de la tubería (10) a un flujo de desperdicio y
se desecha.
El ácido láctico se puede concentrar a un
porcentaje en peso de ácido láctico del 50% a 99%, preferiblemente
de 75% a 99% y más preferiblemente de 85% a 99%. En una realización
preferida, el sistema evaporador (22) se utiliza para concentrar la
carga de ácido láctico crudo de aproximadamente 15% de ácido láctico
a aproximadamente 85% de ácido láctico.
El ácido láctico concentrado se transfiere a
través de un mecanismo de transferencia de fluido (24) a través de
una tubería (26) a un reactor de prepolímero (38). El reactor de
prepolímero (38) es esencialmente un segundo sistema evaporador de
cualquier tipo convencional que se utiliza para remover
adicionalmente agua o disolvente de la carga de ácido láctico
crudo. Una porción del agua o vapor del disolvente ahora también
incluye tal agua o disolvente producido a partir de la reacción de
polimerización de ácido láctico descrita previamente, el
subproducto de reacción de condensación. El agua o el vapor de
disolvente deja el reactor de prepolímero (38) a través del
conducto (32) y se condensa en un condensador (30). El líquido
condensado se transfiere a través de la tubería (36) a un mecanismo
de transferencia (34), Con el líquido transferido que comprende
agua o disolvente con cantidades pequeñas de ácido láctico y otras
impurezas presentes. Este líquido se puede desechar a través del
conducto (28) o se puede reciclar a través del conducto (29) de
nuevo a un mezclador estático u otro mecanismo de mezcla y carga
una vez de nuevo a través del conducto (8) al evaporador (22). El
líquido restante en el reactor de prepolímero se transfiere
continuamente a través de un mecanismo de transferencia (40) a
través del conducto (42) a un tanque de almacenamiento (44).
Como se describió previamente, se reconoce bien
en la técnica que el ácido láctico experimenta una reacción de
condensación para formar ácido poli láctico, el polímero de ácido
láctico, como el agua se remueven. En una realización preferida del
sistema actual, se utiliza el reactor de prepolímero (38) para
remover agua adecuada o disolvente y el subproducto de reacción de
condensación del ácido láctico para hacer polimerización hasta un
peso molecular de 100 a 5000, preferiblemente 200 a 3000, y más
preferiblemente 400 a 2500. Como se detallará en el ejemplo 2, que
sigue, en las realizaciones preferidas el peso molecular del ácido
poli láctico que deja el reactor de prepolímero impacta la pureza
química así como también la pureza óptica de la lactida cruda. Esto
a su vez afectará la destilación y las propiedades del producto del
polímero final.
Los solicitante reconocen que el sistema
evaporador (22) y el reactor de prepolímero (38) se pueden combinar
en un único sistema que proporciona la remoción de agua o de
disolvente suficiente para concentrar la carga de ácido láctico y
también para polimerizar tal ácido láctico. en la realización
preferida, como se discutió anteriormente, los sistemas se separan
para tomar ventaja de las diferencias reconocidas de la composición
del vapor que sale al evaporador (22) en el conducto (18) y el vapor
que sale del reactor de prepolímero (38) en el conducto (32). La
primera etapa de concentrar ácido láctico crudo en el evaporador
(22) de 15% ácido láctico a 85% de ácido láctico resulta en
disolvente o agua sustancialmente pura que deja el evaporador en el
conducto (18), que se puede desechar fácilmente sin tratamiento. El
vapor en el conducto (32) deja el reactor de prepolímero (38) que
contendrá necesariamente ácido láctico y otras impurezas que se
llevan sobre el proceso de evaporación. Estas impurezas necesitarán
preferiblemente ser recicladas o tratadas antes de ser desechadas.
Así, en la realización preferida, los solicitantes toman ventaja de
los beneficios económicos de remover agua casi pura (o disolventes)
en el evaporador (22) y el reciclaje reducido o tratamiento de
desperdicio del vapor que sale del reactor de prepolímero (38).
Los solicitantes también reconocen que el
sistema evaporador (22) y el reactor de pre-polímero
(38) se pueden remplazar mediante una serie de evaporadores de
tanda que concentra el ácido láctico y produce el
pre-polímero. Las series de sistema de tanda se
pueden operar para proporcionar un suministro continuo neto de
prepolímero.
El tanque de almacenamiento (44) se mantiene a
una temperatura suficiente para mantener al ácido poli láctico en
un estado líquido fluible. El tanque de almacenamiento (44) es, sin
embargo, solo una característica de la realización preferida, que
reconocen los problemas de control que pueden resultar de la carga
directa al reactor de lactida (60). Este líquido se transfiere a
través del mecanismo de transferencia (46) a través de una tubería
(48) a un mezclador en línea estático u otro mecanismo de mezclas
(50). Dentro del mecanismo de mezcla (50) se agrega un catalizador
al ácido poli láctico. Los solicitantes reconocen que cualquier
medio para agregar el catalizador al ácido poli láctico sería
apropiado; sin embargo, el mezclador estático (50) utilizado en las
realizaciones preferidas permiten una distribución uniforme del
catalizador dentro del líquido. El ácido poli láctico catalizado se
transfiere a través del conducto de transferencia (54) al reactor de
lactida (60). Se reconoce bien en la técnica que el ácido poli
láctico mantiene un equilibrio dinámico con su producto de
despolimerización, lactida, como se representa por la reacción
adelante:
\vskip1.000000\baselineskip
Se reconoce adicionalmente que esta reacción se
cataliza mediante tales compuestos como polvo de estaño, haluro de
estaño, óxido de estaño, y compuestos de estaño orgánico derivados
de ácidos carboxílicos C_{1}-C_{20}, como se
describe por Muller en la Patente Estadounidense No. 5,053,522.
Otros metales, tales como zinc, y sus haluros, óxidos y compuestos
orgánicos de los mismos, se han reconocido por la técnica como
posibles catalizadores para la reacción de lactida. Se considera
cualesquier metales de los Grupos IV, V o VIII de la Tabla Periódica
y compuestos de los mismos, son posibles catalizadores para generar
lactida. En una realización preferida se utiliza óxido de estaño
como catalizador. En una realización más preferida el catalizador se
activa antes de carga.
Como la lactida se genera dentro del reactor de
lactida (60), este se remueve como un vapor continuamente a través
de un conducto (58). La remoción de la lactida adicionalmente
conduce la reacción de despolimerización. Se considera que algunos
contaminantes no volátiles de alto punto de ebullición presentes en
la carga para el sistema completo se concentrarán en el reactor de
lactida y necesitarán la inclusión de una corriente de purga (62).
El Ejemplo 1 adelante detalla el efecto de las impurezas catiónicas
y el Ejemplo 11, el efecto perjudicial de la concentración de iones
metálicos en el reactor de lactida (60). Se considera que otras
impurezas tendrían un efecto similar y necesitarían la corriente de
purga (62). Una porción de esta corriente de purga (56) se puede
hacer recircular de nuevo en el mezclador estático (50) y
recanalizar y cargar al reactor de lactida (60). Alternativamente,
la corriente de purga puede cargar el reactor de polimerización
(110) a través de un conducto (68), si se desea tal polímero. Un
mecanismo de transferencia (64) se proporciona para transportar la
corriente de purga opcionalmente a un punto antes del evaporador
(22) tal como el mezclador estático (6) o al conducto de carga (26)
al reactor de prepolímero (38) o los desechos a través del conducto
(66) o a un mezclador estático (104) para polimerización en un
reactor de polimerización (110).
El vapor de lactida que lleva el reactor de
lactida (60) en el conducto (58) se condensa parcialmente en un
condensador (72). El vapor no condensado consiste de ácido láctico
residual y agua o disolvente, junto con alguna lactida que
permanece no condensado. Esta corriente de vapor lleva el sistema a
través del conducto (90) y se condensa en un condensador (92), el
líquido que se transfiere así mediante el mecanismo de transferencia
(96) a través del conducto (94). Este líquido se puede desechar
opcionalmente a través del conducto (99) o hacer recircular a
través del conducto (98) de nuevo al mezclador estático de ácido
láctico crudo (6). En la realización preferida, esta corriente se
recicla con el fin de recuperar y utilizar cualquier ácido láctico
o lactida que no se condensa en el condensador parcial (72).
La lactida cruda condensado que se lleva en el
condensador (72) a través del conducto (74) se transfiere a través
de un mecanismo de transferencia de fluido (76) a través del
conducto (78) a un sistema de destilación (80) para purificación de
la lactida. Los solicitantes reconocen que la condensación parcial
puede no ser necesaria y el vapor de lactida cruda puede cargar
directamente al sistema de destilación (80). El destilado que lleva
el sistema de destilación (80) en el conducto (82) se compone de
agua o disolvente, algún ácido láctico residual, y algún portador
de lactida. Esta corriente se condensa en el condensador (84) y se
transfiere a través del mecanismo de transferencia de fluido (88),
en el conducto (86), y se puede desechar o reciclar de nuevo a un
punto anterior al evaporador (22), tal como el mezclador estático
(6) o el conducto de carga (26) al reactor de prepolímero (38) a
través del conducto (71), o más preferiblemente se hace recircular
en el conducto (70) de nuevo en el mezclador estático (50) para ser
recatalizado y recargar al reactor de lactida (60). Esta
realización preferida permite la minimización de desechos al evitar
la pérdida de ácido láctico o convertir el ácido láctico a lactida
a partir de la materia prima.
La lactida refinado se remueve del sistema de
destilación (80) a través de un mecanismo de transferencia (100) en
el conducto (102) y alimenta a un reactor de polimerización (110).
Los solicitantes reconocen que el sistema de destilación (80) puede
incluir más de una columna de destilación o un tambor de expansión
súbita.
Ahora con referencias a la Figura 9, una
combinación preferida de reactor/columna de destilación montada en
la parte superior se representa esquemáticamente. En esta
realización preferida, el prepolímero carga a un mezclador en línea
estático u otro mecanismo de mezcla (50) a través de una tubería
(48). Dentro de este mecanismo de mezcla (50) un catalizador se
agrega al ácido poliláctico o prepolímero a través de una tubería
(52). El prepolímero catalizado alimenta al reactor
combinado/columna de destilación montada en la parte superior (200)
a través de una tubería (54). Como se describió anteriormente, el
equilibrio dinámico bien reconocido entre el ácido poliláctico y su
producto de despolimerización, lactida, resulta en una concentración
aproximada de 5% en peso de lactida dentro de la porción del
reactor del reactor con columna de destilación montada en la parte
superior (200). En la presencia de calor, la lactida se vaporiza
dentro del reactor de lactida con la columna de destilación montada
en la parte superior (200) y viaja directamente como un vapor en la
columna de destilación montada en la parte superior indicada por
(202). Dentro de tal columna de destilación (202) la lactida cruda
se refina y purifica. Una corriente de bajo punto de ebullición en
la parte superior se lleva en la columna de destilación en una
tubería (203) a un condensador (204). Una porción de La corriente
superior de bajo punto de ebullición se remueve del sistema a
través de una tubería (205) mientras que una segunda porción de
dicha corriente se hace refluir de nuevo a la columna de destilación
a través de una tubería (206). La corriente superior de bajo punto
de ebullición se compone de agua o disolvente, algún ácido láctico
residual y algún portador de lactida.
Los componentes dentro de la columna de
destilación que ebulle a una temperatura mayor que de la lactida
crea una corriente de residuos de alto punto de ebullición que, en
la presente configuración, viaja por debajo de la columna de
destilación (202) directamente en el reactor con columna de
destilación montada en la parte superior (200) como se indica
generalmente por (208) donde se hace reaccionar adicionalmente para
formar lactida adicional. Una bandeja de
re-ebullición se puede localizar opcionalmente en la
porción inferior de la columna de destilación montada en la parte
superior (202) para facilitar a purificación. La corriente de
lactida sustancialmente pura se remueve como una corriente lateral
de ebullición intermedia de la columna de destilación (202) a través
de un conducto (201). La lactida sustancialmente pura se puede
enfriar y/o alimenta a un proceso de polimerización como se
describió anteriormente. Como se describió previamente, puede ser
necesario someter la lactida sustancialmente pura a purificación
adiciona en un segundo sistema de destilación antes de
polimerización. Un experto en la técnica tomaría esta decisión con
base en el diseño y la operación del primer sistema de destilación a
la luz de las propiedades del polímero finales deseadas. Los
solicitantes reconocen que puede ser necesario retirar una
corriente de purga del residuo del reactor con columna de
destilación montada en la parte superior (200). Esto se puede
lograr a través de una tubería (209) así como se indicó
anteriormente en la descripción del proceso de la Figura 2. La
corriente de bajo punto de ebullición en la parte superior, que
lleva el sistema en la tubería (205), se puede desechar o reciclar
de nuevo a un punto temprano en el proceso de recuperar el ácido
láctico, lactida o cualquier otro componente valioso presente en
dicha corriente. Alternativamente, una corriente lateral se puede
retirar de la columna en una tubería (207) en un punto en donde el
ácido láctico y el dímero lineal están altos en concentración. Esta
corriente se puede hacer recircular de nuevo al reactor con columna
de destilación montada en la parte superior (200) o,
alternativamente, alimenta de nuevo al mecanismo de mezcla de
catalizador (50) a través de una tubería (48). La presencia del
dímero en un punto anterior el punto en el que se retira la lactida
como una corriente lateral es debido a las reacciones de
descomposición de la abertura
del anillo.
del anillo.
El proceso de polimerización puede ser de
cualquier diseño convencional conocido en la técnica, tal como aquel
descrito por J. Leenslag y A. Pennings, "Synthesis of High High
Molecular Weight Poly (L-lactide) Initiated with
Tin 2-Ethylhexanoato", Makromol. Chem., v. 188,
pp. 1809-14 (1987) y F. Kohn et al., "The
Ring-Opening Polymerization de
D,L-Lactide in the Melt Initiated with
Tetraphenyltin, J. Applied Polymer Science", v. 29, pp.
4265-77 (1984).
Una fuente alternativa de ácido láctico crudo
para el proceso descrito anteriormente es un éster de ácido
láctico. Los solicitantes han descubierto que el procesamiento de un
éster de ácido láctico para formar un polímero de polilactida
requiere alteraciones del proceso general descrito anteriormente.
Estas modificaciones o etapas de procesamiento alternativo se
describen adelante en detalle. Se reconoce, sin embargo, que la
descripción general utiliza ácido láctico con la carga cruda para
los procesos completos generales como se describe en la Figura 2 y
Figura 9 y se describió en detalle anteriormente, se aplica
igualmente para los procesos descritos adelante con las
modificaciones incorporadas allí. Las modificaciones a los procesos
generales completos y las realizaciones preferidas de un proceso
completo para cargar con un éster de ácido láctico dicho proceso en
la producción de una lactida purificada que puede cargar
posteriormente a un sistema de polimerización, como se indicó
anteriormente, se representan generalmente en las Figuras 10, 11 y
12 y se describe en detalle adelante.
Un éster de ácido láctico adecuado para uso en
el proceso de la presente invención se puede describir generalmente
por la fórmula:
en donde R es un alquilo lineal o
ramificado C_{1}-C_{8}. Los ésteres de ácido
láctico preferidos incluyen lactato de metilo, lactato de etilo,
lactato de propilo, lactato de butilo, lactato de isopropilo,
lactato de isobutilo y mezclas de los mismos. La condensación de un
éster de ácido láctico resulta en la formación de un prepolímero de
bajo peso molecular. La reacción de polimerización se indica
generalmente por la fórmula
adelante:
Mientras que la etapa n de dicha reacción de
polimerización se representa por:
Cuando se alarga la cadena de ácido poliláctico,
la velocidad de la reacción de polimerización se desacelera y la
reacción de despolimerización para formar lactida se acelera hasta
que alcanza el equilibrio. Este equilibrio se representa por:
Como se indica por las anteriores reacciones,
las cadenas de polímero pueden contener un grupo de extremo éster
en donde dicho polímero se puede definir como un polímero de éster
poliláctico. Por motivos de claridad, el ácido poliláctico o las
moléculas de ácido poliláctico se definen aquí por incluir moléculas
de ácido poliláctico formadas a partir de la polimerización de
ácido láctico como se describió previamente y polímeros de éster
poliláctico como se describió anteriormente producidos a partir de
una carga de éster de ácido láctico.
Los solicitantes consideran que las anteriores
reacciones representan el sistema de reacción completo. Sin
embargo, también se reconoce que sobre una base molecular, serán
permanentes muchas otras reacciones colaterales o reacciones de
transesterificación. Por ejemplo, dos moléculas de éster de ácido
láctico se pueden acoplar para formar una molécula de lactida y dos
moléculas de subproducto de la reacción de condensación sin ir
actualmente a través de o mantener la estructura de una molécula de
ácido poliláctico como se definió anteriormente. Así, cuando los
solicitantes describen moléculas de ácido poliláctico formadas o
moléculas de ácido poliláctico que tienen un peso molecular
promedio de entre 100 a 5,000 y las moléculas de ácido poliláctico
por lo menos se despolimerizan parcialmente en la presencia de
medios de catalizador para catalizar la despolimerización de las
moléculas de ácido poliláctico, se reconoce que esto es la reacción
completa del sistema para formar lactida a partir de un éster de
ácido láctico o a partir de ácido láctico en sí mismo. Se reconoce
que sobre una base molecular, una porción de las moléculas de éster
de ácido láctico puede reaccionar directamente para formar la
lactida sin aún formar verdaderamente las moléculas de ácido
poliláctico.
Como se detalla en el Ejemplo 15 adelante, los
solicitantes también han encontrado que la reacción de condensación
para formar ácido poliláctico o lactida a partir de un éster de
ácido láctico requiere un catalizador. Se considera que en la
condensación del ácido láctico para formar un prepolímero de bajo
peso molecular, el grupo ácido suministra los protones que actúan
como un catalizador. Cuando se utiliza un éster de ácido láctico no
hay tales grupos ácidos para suministrar protones. Así, un proceso
que utiliza un éster de ácido láctico como un material de carga
requiere un catalizador en el inicio, con el fin de catalizar la
reacción de condensación. Los catalizadores considerados útiles en
las realizaciones preferidas del proceso de la presente invención
incluyen cualquier catalizador que contiene alguna funcionalidad
ácida (proporciona una fuente de protón) o funcionalidad ácida de
Lewis (proporciona densidad de carga positiva). Son también útiles
los catalizadores tales como aquellos utilizados en la condensación
del poliéster y las reacciones de esterificación. Por ejemplo,
acetato de zinc, acetato de manganeso, acetato de calcio, acetato de
sodio, triacetato de antimonio, y muchos otros como se describe por
K. Ravindranath et al. in Chem. Eng. Science, v. 41, pp.
2197-2214 (1986). Los catalizadores específicos
incluirían etilhexanoato de estaño (II), ácido
p-tolueno sulfónico, Fascat® 9100 y Fascat® 9102
(los catalizadores Fascat® disponibles comercialmente de Atochem
North America Inc, Philadelphia, PA). Los catalizadores soportados
o sólidos con alguna funcionalidad ácida o funcionalidad ácida de
Lewis serían también útiles. Esto incluiría los catalizadores
sólidos descritos por Bellis et al. en la Solicitud PCT No.
WO 92/00292. Un catalizador preferido es, sin embargo, los
catalizadores de resina polimérica soportada disponibles de Rohm y
Haas comercialmente bajo la marca registrada Amberlyst® como una
serie de catalizadores. Ejemplos específicos que utilizan tales
catalizadores Amberlyst® se bosquejan adelante. También útiles son
los catalizadores sólidos del tipo descrito por Sir John Meurig
Thomas in Scientific American, Abril 1992, pp.
112-118. También se conocen los catalizadores de
ácido mineral para catalizar las reacciones de esterificación
anteriores y serían útiles en estas aplicaciones.
Ahora con referencia a la Figura 10, que
representa el primer cambio en el proceso completo descrito en la
Figura 2 para mejorar el proceso para uso con un éster de ácido
láctico como una fuente de carga, un éster de ácido láctico se
carga en un evaporador (260) en una tubería (250). Un catalizador
homogéneo soluble tal como aquel bosquejado anteriormente se carga
en el evaporador a través de una tubería (251). Alternativamente,
el catalizador y el éster de ácido láctico se pueden cargar juntos
en un mezclador estático antes de ser cargados al evaporador (260).
Dentro del evaporador (260) se calienta el éster de ácido láctico, y
el medio hidroxílico, dentro del cual se evapora el éster de ácido
láctico que puede estar en solución. Opcionalmente, el éster de
ácido láctico puede estar sin un medio hidroxílico. Se reconoce que
dentro del evaporador alguna condensación del éster de ácido
láctico ocurrirá para formar ácido poliláctico y alguna lactida. El
subproducto de la reacción de condensación resultante, que
incluiría los compuestos de la fórmula ROH que dependen del éster de
ácido láctico utilizado, sería evaporado y se tomaría del sistema a
través de una tubería (252). El grado en el que ocurre la
condensación debe depender de las condiciones de operación y tiempo
de residencia dentro del evaporador (260). El evaporador (260) se
puede operar a presión atmosférica o más preferiblemente bajo
presión reducida para permitir temperatura más baja de la operación
y evaporación. El éster de ácido láctico concentrado dentro del
evaporador (260), junto con cualquier ácido poliláctico o lactida
formada, se transfiere a través de una tubería (253) mediante un
mecanismo de transferencia de fluido (254) en una tubería (255) que
alimenta un reactor de lactida (270).
Dentro del reactor de lactida (270) se continúan
las reacciones para formar lactida, preferiblemente bajo
condiciones de temperatura elevada y presión relativa. La mezcla de
lactida y ácido poliláctico dentro del reactor de lactida (270) se
remueve a través de una tubería (271) y se carga en un sistema de
destilación (280). La mezcla de lactida y ácido poliláctico es una
lactida crudo. La lactida cruda también contendrá oligómeros de
bajo peso molecular de ácido láctico o el éster de ácido láctico,
que incluyen DP2 y DP3. Dentro del sistema de destilación se
purifica (280) la lactida cruda. La lactida purificada se remueve
como una corriente lateral de ebullición intermedia del sistema de
destilación (280) a través de una tubería (282). Como se describe
en la Figura 2, este lactida purificada se puede cargar a un proceso
de polimerización.
Dentro del sistema de destilación (280) por lo
menos se crean otras dos corrientes fraccionadas. Una corriente de
bajo punto de ebullición en la parte superior lleva al sistema de
destilación (280) a través de una tubería (281) donde se condensa
en un condensador (288) con una porción de la corriente superior de
bajo punto de ebullición que se remueve del sistema a través de una
tubería (289) y el resto se utiliza como una corriente de reflujo
de nuevo al sistema de destilación (280) a través de una tubería
(290). La corriente superior de bajo punto de ebullición contendrá
componentes que son de más baja ebullición que la lactida. Ellos
pueden incluir agua, dímero de ácido láctico y otros oligómeros, y
una concentración de lactida. La concentración de lactida en la
corriente de la parte superior se variará dependiendo de la
operación del sistema de destilación (280). Se considera que la
concentración de los materiales de bajo punto de ebullición que
estarían en la corriente de la parte superior diferentes de lactida
serán pequeños, por lo tanto puede ser necesario hacer refluir una
gran cantidad de lactida en la corriente superior de bajo punto de
ebullición con el fin de purificar la lactida.
Una corriente de residuos de alto punto de
ebullición se remueve del sistema de destilación (280) a través de
una tubería (283). Esta corriente de alto punto de ebullición de
residuos generalmente incluirá aquellos materiales de mayor
ebullición que la lactida, junto con una concentración de lactida
que variará dependiendo de la operación de sistema de destilación
(280). La corriente de residuos de alto punto de ebullición se puede
hacer recircular de nuevo al reactor de lactida (270) a través de
una tubería (286) o, alternativamente, al evaporador (260) a través
de una tubería (287). En una realización alternativa, otras
corrientes laterales se pueden remover del sistema de destilación
(280). Estas se indican generalmente por una tubería (284) y una
tubería (285). Con el diseño apropiado estas corrientes laterales se
pueden localizar en un punto en la columna de destilación donde un
componente tal como DP2 o el dímero de ácido láctico está en una
alta concentración y se puede retirar del sistema de destilación
(280) y hacer recircular de nuevo al reactor de lactida (270) o
evaporador (260).
Las Figuras 11 y 12 se dirigen a modificaciones
del proceso para remover los catalizadores a partir de la corriente
de lactida cruda antes de purificación.
Ahora volviendo a la Figura 11, un sistema
completo preferido que utiliza una carga de éster de ácido láctico
y un catalizador homogéneo soluble con la lactida cruda se somete a
destilación flash para remover dicha catalizador homogéneo antes de
la destilación de la lactida. Un éster de ácido láctico se carga en
un evaporador combinado/reactor (300) a través de una tubería
(302). El éster de ácido láctico puede ser cualquier mezcla de
ésteres de ácido láctico y también puede estar en un medio
hidroxílico como una solución. Un catalizador se carga en el reactor
de evaporador combinado (300) a través de una tubería (301). Este
catalizador puede ser cualquier catalizador soluble funcional de
ácido o funcional de ácido de Lewis como se detalló anteriormente.
Alternativamente, el éster de ácido láctico y el catalizador
soluble se puede combinar en un mecanismo de mezcla o mezclador
estático antes de ser cargado en el evaporador/reactor combinado
(300). Dentro de evaporador/reactor combinado (300), se deja
suficiente tiempo de residencia para condensar el éster de ácido
láctico para formar un ácido poliláctico y para despolimerizar el
ácido poliláctico para formar lactida. Las concentraciones relativas
del ácido poliláctico y lactida dependen de la temperatura y tiempo
de residencia cuando el sistema alcanza equilibrio como se bosquejó
anteriormente. El subproducto de la reacción de condensación de la
fórmula general ROH se remueve del evaporador/ reactor combinado
(300) a través de una tubería (303) como un vapor y se condensa en
un condensador (304) con remoción posterior del sistema en una
tubería (305). El producto de reacción lactida y polilactida o
lactida cruda que se forma en el reactor de evaporador combinado
(300) se remueve de dicho reactor (300) en una tubería (306) y se
carga en un sistema de destilación flash (310). El sistema de
destilación flash (310) se diseña con tiempo de residencia mínimo y
preferiblemente operación a baja presión para despedir rápidamente
con una cantidad de la lactida de la mezcla. El catalizador soluble
permanece con la corriente de líquido que se remueve del residuo
del sistema de destilación flash a través de una tubería (328) y
hacer recircular de nuevo al evaporador/reactor combinado (300). La
lactida que se despide como un vapor en el sistema de destilación
flash (310) se remueve a través de una tubería (311) y se carga en
un sistema de destilación (320). Esta corriente contiene lactida y
algún ácido poliláctico de menor grado de polimerización y menos
impurezas de ebullición. El sistema de destilación (320) puede ser
cualquier sistema de destilación como se describió anteriormente
como, por ejemplo, en la Figura 10.
La mezcla de lactida y ácido poliláctico es una
lactida crudo. La lactida cruda también contendrá oligómeros de
bajo peso molecular de ácido láctico o el éster de ácido láctico que
incluye DP2 y DP3. Dentro del sistema de destilación (320) se
purifica la lactida cruda. La lactida purificada se remueve como una
corriente lateral de ebullición intermedia del sistema de
destilación (320) a través de una tubería (326). Como se describe
en Figura 2, teste lactida purificada se puede cargar en un proceso
de polimerización.
Dentro del sistema de destilación (320) por lo
menos se crean otras dos corrientes fraccionadas. Una corriente de
bajo punto de ebullición en la parte superior lleva el sistema de
destilación (320) a través de una tubería (321) donde este se
condensa en un condensador (322) con una porción de La corriente
superior de bajo punto de ebullición que se remueve del sistema a
través de una tubería (323) y el resto se utiliza como una corriente
de reflujo de nuevo al sistema de destilación (320) a través de una
tubería (324). La corriente superior de bajo punto de ebullición
contendrá componentes que son de ebullición más baja que la lactida.
Ellos pueden incluir agua, dímero de ácido láctico y otros
oligómeros, y una concentración de lactida. La concentración de
lactida en la corriente de la parte superior será variada
dependiendo de la operación del sistema de destilación (280). Se
considera que la concentración de materiales de bajo punto de
ebullición que pueden estar en la corriente de la parte superior
diferentes de lactida serán pequeños, por lo tanto puede ser
necesario hacer refluir una cantidad alta de lactida en la
corriente superior de bajo punto de ebullición con el fin de
purificar la lactida.
Una corriente de residuos de alto punto de
ebullición se remueve del sistema de destilación (320) a través de
una tubería (327). Esta corriente de alto punto de ebullición de
residuos generalmente incluirá aquellos materiales de más alta
ebullición que la lactida, junto con una concentración de lactida
que variará dependiendo de la operación del sistema de destilación
(320). La corriente de residuos de alto punto de ebullición se
puede hacer recircular de nuevo al evaporador/reactor combinado
(300) a través de una tubería (327). En una realización
alternativa, otras corrientes laterales se puede remover del sistema
de destilación (320). Esto se indica generalmente por una tubería
(329). Con el diseño apropiado estas corrientes laterales se pueden
localizar en un punto en la columna de destilación donde un
componente tal como DP2 o el dímero de ácido láctico está en alta
concentración y se puede retirar del sistema de destilación (320) y
hacer recircular de nuevo al evaporador/reactor combinado
(320).
Ahora con referencia a la Figura 12, que es una
realización preferida para utilizar un material de carga de éster
de ácido láctico para formar polilactida sin la inestabilidad creada
por la presencia de un catalizador dentro del sistema de
destilación. Dentro de este sistema se utiliza un catalizador
soportado sólido o catalizador sólido en un sistema de reactor de
lecho de catalizador (350). El sistema reactor de lecho de
catalizador se puede llenar con cualquier catalizador soportado
sólido o catalizador sólido, insoluble como se describió
anteriormente que tiene una funcionalidad ácida o funcionalidad
ácida de Lewis. Existen muchas formas en las que opera el sistema
reactor de lecho de catalizador que se conocen generalmente en la
técnica e incluyen un sistema de lecho fijo, de lecho ebulado, o de
lecho fluidizado. La clave para la es evitar que el catalizador
salga del reactor de lecho de catalizador (350) y al sistema de
destilación (360) como se indica en la Figura 12. Esto se conoce
generalmente en la técnica y se puede lograr utilizando tamices y
filtros de la salida de dicho reactor de lecho de catalizador
(350).
Dentro de esta realización alternativa, el éster
de ácido láctico o el éster de ácido láctico en medio hidroxílico
se carga en el sistema reactor de lecho de catalizador (350) a
través de una tubería (352). Este material se puede cagar ya sea
como un líquido o vapor. Dentro del sistema reactor de lecho de
catalizador (350), se dejan a las reacciones establecidas
anteriormente que ocurran en la presencia de un catalizador
soportado sólido o catalizador sólido. La concentración de lactida
y polilactida variará, dependiendo del tiempo de residencia dentro
del sistema de lecho de catalizador, la remoción del subproducto de
la reacción de condensación, el catalizador seleccionado, junto con
la temperatura y la presión. El subproducto de la reacción de
condensación se puede despedir y remover a través de una tubería
(368) del sistema reactor de lecho de catalizador o,
alternativamente, puede permanecer un líquido y ser cargado al
sistema de destilación (360) a través de una tubería (351).
La mezcla de lactida y ácido poliláctico que
lleva el reactor de lecho de catalizador (350) es una lactida
crudo. La lactida cruda también contendrá oligómeros de bajo peso
molecular de ácido láctico o el éster de ácido láctico que incluye
DP2 y DP3, que se denominan colectivamente como, y se incluyen en,
la definición de ácido poliláctico. Este también puede contener el
subproducto de la reacción de condensación. Este material se carga
en sistema de destilación (360). Dentro del sistema de destilación
(360) se purifica la lactida cruda. La lactida purificada se
remueve como una corriente lateral de ebullición intermedia del
sistema de destilación (360) a través de una tubería (365). Como se
describe en Figura 2, este lactida purificada se puede cargar a un
proceso de polimerización.
Dentro del sistema de destilación (360) por lo
menos se crean otras dos corrientes fraccionadas. Una corriente de
bajo punto de ebullición en la parte superior lleva al sistema de
destilación (360) a través de una tubería (361) donde esta se
condensa en un condensador (362) con una porción de La corriente
superior de bajo punto de ebullición que se remueve del sistema a
través de una tubería (367) y el resto se utiliza como una corriente
de reflujo de nuevo para compensar un sistema de destilación (360)
a través de una tubería (363). La corriente superior de bajo punto
de ebullición contendrá componentes que tienen menor punto de
ebullición que la lactida. Ellos pueden incluir agua, dímero de
ácido láctico y otros oligómeros, y una concentración de lactida. La
concentración de lactida en la corriente de la parte superior se
variará dependiendo de la operación del sistema de destilación
(360). Se considera que la concentración de materiales de bajo punto
de ebullición que estaría en la corriente de la parte superior
diferente de la lactida será pequeña, por lo tanto puede ser
necesario hacer refluir una alta cantidad de lactida en la
corriente superior de bajo punto de ebullición con el fin de
purificar la lactida.
Una corriente de residuos de alto punto de
ebullición se remueve del sistema de destilación (360) a través de
una tubería (366). Esta corriente de alto punto de ebullición de
residuos generalmente incluirá aquellos materiales de más alta
ebullición que la lactida, junto con una concentración de lactida
que variará dependiendo de la operación del sistema de destilación
(360). La corriente de residuos de alto punto de ebullición se
puede hacer recircular de nuevo al reactor de lecho de catalizador
(350) a través de una tubería (366). En una realización
alternativa, otras corrientes laterales se puede remover del sistema
de destilación (360). Esto se indica generalmente por una tubería
(369). Con el diseño apropiado estas corrientes laterales se pueden
localizar en un punto en la columna de destilación donde un
componente como DP2 o el dímero de ácido láctico está en alta
concentración y se puede retirar del sistema de destilación (360) y
hacer recircular de nuevo a el reactor de lecho de catalizador
(350).
Los solicitantes reconocen que en una
realización preferida uno puede escoger agregar un monómero no
lactida a la lactida purificada que lleva el sistema de destilación
(80). Este comonémero se puede agregar a través del conducto (101).
Los comonómeros se cargan en el reactor de polimerización (110) y se
polimerizan para formar un copolímero. Muchos copolímeros de
polilactida se conocen en la técnica. Estos incluyen These include
P. Dave, N. Ashar, R. Gross, S. McCarthy, "Survey of Polymer
Blends Containing Poly
(3-hydroxybutyrate-co-16%
hydroxyvalerate), Polymer Preparation, American Chemical Society,
v. 31 (1), pp. 442-3 (1990); B. Riedl and R.
Prud'homme", "Thermodynamic Study of Poly(vinyl
chloride)-Polyester Blends by Inverse Gas Phase
Chromatography", J. Polymer Science, Part B, vol. 24(11),
pp. 2565-82 (1986); H. Younes and D. Cohn, "Phase
Separation in Poly(ethylene glycol)/Poly(lactic acid)
Blends, European Polymer J., v. 24(8), pp.
765-73 (1988); Smith et al. (Solicitud de
Patente Europea, EP209371, Enero 21, 1987); Pines et al.
(Solicitud de Patente Europea EP109197, Mayo 23, 1984); J. Zhu, Y.
Shao, W. Sui, S. Zhang, H. Xiao and X. Tao, "Homopolymers and
Copolymers of Glycolide and Lactide", C-MRS Int.
Symp. Proc. Meeting Date 1990, v. 3, pp. 387-90
(1990); Jarrett et al. (Patente Estadounidense 4,788,979);
y, T. Nakamura et al., "Surgical Application of
Biodegradable Films Prepared from
Lactide-Epsilon-Caprolactone
Copolymers, Advanced Biomaterials, 7 (Biomater. Clin. Appl.) pp.
759-64 (1987). Los solicitantes consideran que se
pueden producir cualesquier copolímeros de polilactida a partir del
proceso descrito aquí.
Los mecanismos de transferencia de fluido
descritos a lo largo de esta descripción detallada serían
normalmente una bomba. Sin embargo, los Solicitantes reconocen que
a través del diseño se escogen otros mecanismos para transferencia,
tales como flujo gravitacional, también se pueden utilizar.
Los solicitantes reconocen adicionalmente que el
sistema completo preferido descrito aquí es una combinación
compleja de muchas operaciones de unidades hechas por ingeniería
química conocidas. De tal manera que se puede reconocer el
beneficio de la combinación completa, los Solicitantes aquí
describen in en detalle adicional la selección, operación, y
beneficio de seleccionar tales operaciones de unidades, junto con
los resultados experimentales de laboratorio actual que
ejemplifican las ventajas descritas.
Como se estableció previamente, la carga de
ácidos lácticos crudos a este proceso (2) se puede hacer de ácido
L-láctico o ácido D-láctico, o
combinaciones de los mismos. La composición de la carga, sin
embargo, se traduce directamente a través del proceso completo para
definir la composición del producto de polímero que lleva el
reactor de polimerización (110) a través del conducto (108). Los
solicitantes reconocen que puede ocurrir la racemización, o
conversión de un enantiómero óptico al otro. Se considera que tal
racemización se conduce por tales factores como temperatura,
presión, tiempo en una temperatura o presión dada, la presencia de
catalizadores o impurezas, y concentraciones relativas de los dos
enantiómeros en cualquier tiempo dado. El grado de racemización se
define aquí por la conversión en porcentaje del enantiómero óptico
que está presente en exceso de 50%. Como una ecuación, este cálculo
sería definido como:
Así, una composición inicial del 75% de L y 25%
de D que resulta después de la racemización en una mezcla 50% de L,
50% de D sería igual a un grado de racemización de 100%. En todos
los casos, no importa que composición inicial, un grado de
racemización 100% de coincide con una composición de 50% de cada
enantiómero, o inactividad óptica. Esto reconoce la tendencia hacia
el equilibrio en una concentración del 50% de cada enantiómero, que
corresponde a la inactividad óptica. En la realización más preferida
del sistema, se controla cada operación unitaria a un grado que
permite la producción de una mezcla de lactida purificada con la
composición química y óptica. La composición óptica de la mezcla de
lactida se determina por la relativa abundancia de subunidades de
ácido D- y L-láctico en el ácido poliláctico dentro
del reactor de lactida. Como se reconoce por Nieuwenhuis et
al. en la Patente Estadounidense No. 5,053,485 la mezcla de
isómeros de lactida utilizados para producir el polímero afecta las
propiedades físicas del polímero, que incluyen la the
biodegradabilidad.
En una realización preferida, el evaporador (22)
se opera para minimizar el tiempo de residencia de tal manera que
existe poco o no hay efecto en la pureza óptica. El reactor de
prepolímero (38) también se opera para minimizar la racemización.
Esto incluye reducir el tiempo de residencia dentro del reactor.
La lactida cruda producido en el reactor de
lactida (60) será una mezcla de las tres lactidas posibles que se
pueden generar de ácido L- y D-láctico. Esto incluye
el L-lactida, D-lactida, y
meso-lactida.
Como se detalla en el Ejemplo 3 aquí adelante,
la concentración de catalizador agregada al mezclador estático (50)
también afecta el grado de racemización y la composición del
producto de lactida cruda. En una realización preferida, el nivel
de concentración del catalizador se ajusta con base en las
propiedades deseadas del producto de polímero final.
Los solicitantes han descubierto, y detallado en
el Ejemplo 12, que localidad de la lactida cruda cargado en el
sistema de destilación has tiene un efecto significativo en la
operación de dicho sistema. En particular, las impurezas acídicas
tales como ácido láctico y oligómeros de bajo peso molecular, que se
forman por las reacciones de abertura de anillo de ácido láctico o
agua con lactida, pueden originar polimerización prematura en el
sistema de destilación. En una realización preferida, los
solicitantes consideran que tales reacciones colaterales se pueden
controlar al condensar parcialmente el vapor crudo antes de cargar a
la destilación para remover las impurezas.
El sistema de destilación (80) también se puede
operar para controlar la racemización de la lactida y otras
reacciones colaterales. En una realización preferida, este sistema
se diseña para minimizar la racemización al utilizar un sistema de
destilación de columna empacada que minimiza la retención del
líquido, junto con un evaporador de tipo sifón térmico que limita
el tiempo de residencia de los líquidos del fondo, y utilizar una
relación de reflujo mínima para reducir adicionalmente el tiempo de
retención en la columna. Sin embargo, se reconoce que otros
sistemas de destilación se pueden utilizar con impacto variado en la
pureza óptica de la lactida purificada y el producto de polímero
resultante.
En una realización preferida, el sistema de
destilación (80) se utiliza como una etapa de purificación para la
lactida de tal manera que no es necesaria la cristalización de la
lactida cruda con el fin de producir un producto de lactida de
pureza adecuada para polimerización. El reactor de lactida (60)
también se diseña en una realización preferida, maximizando el área
de superficie entre el líquido y el vapor de tal manera que la
lactida líquido se puede vaporizar fácilmente. Esto permite la
remoción rápida de la lactida generada, que a su vez conduce la
reacción. Adicionalmente, como se reconoce por DeVries en la Patente
Estadounidense No. 4,797,468, un sistema que utiliza etapas de
purificación diferentes a las de cristalización incrementa la
producción. El uso de destilación como una etapa de purificación
también evita la necesidad de manejar sólidos con los problemas
inherentes con el equipo y la contaminación en tales
operaciones.
Los solicitantes han encontrado que la
utilización de un éster de ácido láctico, ya sea solo o en un medio
hidroxílico requiere modificaciones en el proceso completo para
acomodar tales cargas. Así, en una realización preferida cuando un
éster de láctico se utiliza como un material de carga, un
catalizador con funcionalidad ácida mientras que sea en términos de
un ácido verdadero que es una fuente de protones, o un ácido de
Lewis que es una fuente de densidad de carga positiva, se utiliza
para facilitar la reacción de condensación. La presencia del
catalizador con funcionalidad ácida produce la lactida cruda
relativamente inestable durante la purificación mediante
destilación. En una realización preferida, la descomposición de la
lactida durante purificación se evita al utilizar un catalizador
insoluble, soportado sólido. Alternativamente, se puede utilizar un
catalizador homogéneo soluble en la formación de la lactida cruda,
sin embargo, la lactida cruda luego se somete a una destilación
flash con el catalizador en se remueve en la corriente de alto punto
de ebullición de residuos.
En todas las realizaciones de la presente
invención, los solicitantes utilizan la destilación como los medios
de purificación final para producir un polímero grado lactida.
Varios procesos de destilación posibles se describieron
anteriormente. Los solicitantes consideran que cada uno de estos
sistemas se pueden utilizar en un proceso completo que utiliza
ácido láctico en un medio acuoso o hidroxílico, un éster de ácido
láctico, un éster de ácido láctico en un medio hidroxílico, mezclas
de ésteres de ácido láctico, un éster de ácido láctico en mezcla
con ácido láctico o una mezcla de ésteres de ácido láctico con ácido
láctico como el material de carga para producir la lactida cruda a
ser destilado. Un experto en la técnica utilizando los principios
de diseño y operación ajustaría así tales variables con base en la
composición de carga y la pureza resultante requerida.
Los siguientes ejemplos detallan las ventajas
adicionales del sistema descrito aquí:
Se agrega Na_{2}S en niveles de 20, 200, y
1000 ppm al ácido láctico purificado (grado estable con calor
Purac) de la composición 85% de ácido L-láctico y
15% de agua. El ácido láctico luego se polimeriza para formar PLA
con un número de peso molecular promedio de aproximadamente 650
g/mol. El H_{2}S se remueve bajo vacío mientras que el PLA que se
forma, lleva iones de Na^{+} en solución. El PLA luego se utiliza
para generar lactida en 10 mm de Hg con 0.05% en peso de
catalizador SnO (Aldrich cat. no. 24,464-3, óxido de
estaño (II), 99 + %) y una entrada de calor constante, que permite
fluctuar la temperatura del reactor. Los resultados se muestran en
la siguiente tabla y en la Figura 3:
La tabla muestra que aunque la adición de sodio
no tiene efecto en el índice de lactida de la producción o en la
reacción temperatura, este tiene un efecto pronunciado sobre la
cantidad de meso-lactida presente en el producto
crudo.
El solicitante considera que otras especies
catiónicas se comportarán en una forma similar.
Una implicación práctica de este ejemplo es que
será necesario en cualquier proceso continuo, donde se desea el
manejo de composición óptica, para proporcionar un mecanismo para
remover las impurezas iónicas del reactor. Las impurezas iónicas
estarán presentes en todas las fuentes de ácido láctico en algún
grado, y se concentrarán en el líquido dentro del reactor de
lactida (residuos del reactor) durante el tiempo. En una realización
preferida de la presente invención una corriente de purga se
proporciona para lograr este objetivo. Una alternativa sería apagar
el sistema periódicamente y vaciar o reciclar los residuos del
reactor.
\vskip1.000000\baselineskip
La lactida se genera de varias muestras de PLA
también conocido como ácido poliláctico o prepolímero) cada muestra
tiene un peso molecular promedio diferente. Las condiciones bajo las
cuales se genera la lactida en cada experimento incluyen: presión
de 10 mm de Hg, 0.05% en peso SnO como catalizador (algún
catalizador como en el Ejemplo 1), serie de aproximadamente 73% de
conversión de PLA a lactida, entrada constante de calor y velocidad
de agitación. La temperatura de reacción se deja fluctuar,
alcanzando en valor necesario para disipar la salida de calor. Este
método de serie tiende a dar índice de producción de lactida
constante, dentro de los límites. Se utilizan cinco muestras de
PLA, un caso de referencia con peso molecular de 640 g/mol
(determinado por la titulación final del grupo) y cuatro casos
adicionales obtenidos por calentamiento adicional del PLA bajo
vacío a 200-220ºC. Los resultados de los
experimentos se tabulan adelante y se muestran en la Figura 4.
El incremento del peso molecular de carga
resulta en una disminución muy clara en la concentración de ácido
láctico en la lactida cruda. Esto es un beneficio del procesamiento
debido a que será más fácil alcanzar la lactida grado de
polimerización de un material de partida más limpio. Sin embargo,
como muestran la tabla y la figura, la concentración de
meso-lactida en la lactida cruda se incrementa
significativamente. La operación óptima requerirá cuidado
balanceado de estos dos factores con base en el producto de polímero
final deseado. En particular, si se desea lactida de alta pureza
óptica entonces el proceso se debe correr con una carga de bajo
peso molecular.
\vskip1.000000\baselineskip
La lactida se produce utilizando catalizador de
SnO (catalizador del Ejemplo 1) de PLA con un peso molecular de 650
g/mol en varios niveles de catalizador y dos presiones. La salida de
potencia se mantiene constante (configuración Variac de 75) y la
temperatura de reacción se permite que busque un nivel de
equilibrio. El porcentaje de meso en la lactida cruda para cada
experimento se muestra en la tabla adelante y gráficamente en la
Figura 5.
Es claro a partir de estos datos que los niveles
de catalizador por encima de 0.1% en peso lleva a un incremento en
el contenido de meso-lactida, para ambas presiones
estudiadas. El aumento ocurre aún cuando se incremente el índice de
generación de lactida completa y disminuya la temperatura de
reacción. El contenido de meso-lactida también se
incrementa en muy bajas concentraciones de catalizador, resultando
en un mínimo para.02-0.10% en peso de SnO. En una
realización preferida, las concentraciones de catalizador pueden
variar dependiendo de las propiedades físicas del polímero final
deseadas.
\vskip1.000000\baselineskip
El Ejemplo 1 demuestra que alguna forma de purga
del líquido en el reactor (residuos del reactor) probablemente
serían necesarios para una operación continua. Este ejemplo
demuestra un beneficio sorprendente si tal corriente de purga se
recicla de nuevo en la etapa de adición de catalizador.
El PLA se produce a partir del mismo ácido
láctico utilizado en el Ejemplo 1, utilizando el mismo método. Este
se utiliza para generar lactida en 1 mm de Hg con 0.05% en peso de
SnO como catalizador (catalizador del Ejemplo 1). La reacción se
corre a 72% de conversión, en cuyo punto el índice de producción de
lactida ha empezado a declinar significativamente. El calor se paga
y el matraz se enfría a 150ºC bajo una atmósfera de nitrógeno. Se
agregan 390 gms de 88% de ácido L-láctico a los 80
gms del residuo. El matraz se adapta para generar una nueva tanda
de PLA, simulando la recirculación de los residuos del reactor a la
sección de evaporador. El nuevo PLA se calienta bajo vacío hasta
que el peso molecular es aproximadamente 650 g/mol (por la
titulación del grupo final). Un análisis de GPC (cromatografía de
permeación de gel) muestra que los residuos del reactor se han
descompuesto completamente y se han reabsorbido en el PLA, sin
signos de residuos del reactor de alto peso molecular. La
generación de lactida se vuelve a realizar utilizando las mismas
condiciones como anteriormente, y se encuentra sorprendentemente
que el índice de producción de lactida incrementa: de 0.86 hr^{-1}
para la primera serie (antes de recirculación) a 1.03 hr^{-1}
para la segunda serie (recirculación, sin catalizador adicional).
La temperatura de reacción es 213ºC para la primera serie y 215ºC
para la segunda serie. La composición de la lactida cruda y de los
residuos del reactor es similar para los dos casos. Así, en una
realización preferida los residuos del reactor se hacen recircular
a un punto anterior al reactor de lactida para incrementar la
producción total de la carga de ácido láctico.
\vskip1.000000\baselineskip
La lactida es una mezcla de 80% de L- y 20% de
D,L-lactida, recristalizado a alta pureza. 40 gm de
lactida se carga en un matraz con agitación magnética. Una solución
de THF (Tetrahidrofurano, Burdick y Jackson, de alta pureza, sin
espectro) que contiene ácido L-láctico, agua, o
ambos se agrega a la lactida. El contenido del matraz se reduce en
un baño de aceite a 140-160ºC para fundir y mezclar
el monómero. Este se mantiene durante cinco minutos después de
completar la fundición (aproximadamente un total de 15 minutos). Una
muestra de partida se tira para análisis de agua y/o GC. Se agrega
una solución catalizadora de 10% en peso de
2-etilhexanoato de estaño (II) (Johnson Mathey
Electronics, Tech. Grade) en tolueno y se deja reaccionar durante 1
minuto. Muestras de cinco gramos luego se pipetean en frascos de
silanizados y lavados con nitrógeno de 20 ml. estos se colocan
rápidamente en un baño de aceite con temperatura controlada. Los
frascos se halan y se congelan en varios intervalos de tiempo
hasta
de 4 horas.
de 4 horas.
Las muestras se preparan para análisis al
descomponer el polímero de los frascos y disolverlos en THF a
temperatura ambiente en un agitador orbital (aproximadamente
1-6 horas para 5 gramos de polímero en 125 mls de
THF). La mezcla luego se diluye a 1% en THF y se analiza utilizando
análisis GPC para determinar el peso molecular y el porcentaje de
conversión.
\vskip1.000000\baselineskip
Se conducen experimentos entre diferentes
temperaturas con dos niveles de impurezas, utilizando la técnica de
polimerización del Ejemplo 5. En cada caso, un peso molecular
proyectado que el polímero podría alcanzar en 100% de conversión se
determina por análisis GPC de la mayor muestra de conversión y se
corrige para el monómero no convertido. Este método se ha mostrado
por dar valores reproducibles y exactamente correctos para
cualquier efecto de la muestra en diferentes niveles de conversión.
Los resultados de los experimentos se tabulan adelante y de
muestran gráficamente en la Figura 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Un análisis estadístico de varianza muestra que
el peso molecular del polímero se controla solamente por el nivel
de impurezas, sin que tenga efecto la temperatura. Así, en una
realización preferida las impurezas hidroxilo se controlan a os
niveles deseados para controlar las propiedades físicas del producto
de polímero resultante.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polímeros se preparan a 160ºC utilizando la
técnica de polimerización del Ejemplo 5. Dos niveles de agua (H =
5.9-8.8 meq./mol., L = 1.8-3.7
meq./mol.) y dos niveles de ácido láctico (H =
0.9-1.3 meq./mol., L = 0.1-0.2
meq./mol.) se utilizan en un experimento de diseño factorial
duplicado ejemplo cada uno de los dos diferentes niveles de
catalizador (0.0002 mol/mol; y 0.0004 mol/mol) (total de ocho
experimentos). Se calculan los pesos moleculares proyectados como
en el Ejemplo 6. Los resultados se muestran en forma tabular
adelante y gráficamente en la
Figura 7.
Figura 7.
Un análisis de varianza revela que el cambio en
el contenido de hidroxilo representa el 91% de la varianza en el
peso molecular, mientras que el cambio en la concentración de
catalizador representa solo el 4% de la varianza. Se encuentra que
ambos efectos son significativos estadísticamente.
Estos datos muestran, en una realización
preferida, la necesidad crítica de controlar el nivel de hidroxilo
que contienen impurezas en la lactida con el fin de controlar el
peso molecular del polímero final.
\vskip1.000000\baselineskip
El PLA de 650 MW se calienta a presión
atmosférica con 0.00, 0.05, o 0.15% en peso de SnO como un
catalizador (Catalizador del Ejemplo 1). Las mezclas se mantienen a
tres temperaturas diferentes deseadas durante 20 minutos, en cuyo
tiempo 10% en peso de L-lactida purificada se agrega
a la mezcla con agitación. El recipiente se ajusta con un
condensador para evitar la pérdida de agua u otros componentes
volátiles. Las muestras se remueven del recipiente de reacción en
tiempos que varían de 5 minutos a 450 minutos y se analizan
utilizando una columna Ultrastyragel® 100A GPC (Waters
Chromatography, una división de Millipore Corp.) con THF como la
fase móvil para determinar la concentración de lactida. Los datos
de concentración se ajustan a un modelo simple de desintegración de
primer orden utilizando un paquete de software de regresión no
lineal (SAS Institute, Inc.) para determinar los valores en
equilibrio. Los valores resultantes proyectados para las
concentraciones en equilibrio de lactida se muestran en la tabla
adelante y se trazan gráficamente en la Figura 8. Los resultados
muestran el efecto benéfico de la remoción rápida de lactida del
reactor de lactida en las realizaciones preferidas para conducir
adicionalmente la generación de la reacción de lactida.
Las muestras de PLA (con y sin SnO (catalizador
del Ejemplo 1) como catalizador) y lactida se calientan y agitan
durante cuatro horas a 200ºC a presión atmosférica en un matraz de
residuo redondo ajustado con un condensador para evitar la pérdida
de componentes volátiles. Las muestras luego se dejan enfriar y la
pureza óptica del PLA se determina por saponificación seguida por
una medición de la rotación óptica. La muestra de lactida se
analiza por GC para determinar el contenido mesolactida, que luego
se convierte a una medición de pureza óptica.
Los resultados de este experimento demuestran
que la racemización ocurre más rápido en el PLA que se expone a
catalizador. Así, en la realización más preferida la racemización se
controla en el reactor que genera lactida. Sin embargo se reconoce
que otra área de control de racemización será los evaporadores que
se utilizan para preparar el PLA, debido a los tiempos de
residencia largos y la posible inclusión de catalizador e impurezas
catalizadas. En una realización preferida el tiempo de residencia de
la lactida en la columna de destilación se mantendrá bajo,
minimizando el potencial para la racemización.
\vskip1.000000\baselineskip
La lactida se produce a partir de PLA en varios
niveles de catalizador y en dos presiones para determinar el efecto
de la transferencia de masa. El catalizador es SnO (catalizador del
Ejemplo 1) con entrada de calor constante en una configuración de
potencia en el Variac de 75%.
\newpage
La tabla adelante muestra el efecto de cambiar
la eficiencia de transferencia de masa al ajustar la presión
(concentración de lactida en fase de vapor). Note que las
temperaturas de reacción son similares para cada par de casos.
La eficiencia de transferencia de masa
incrementada a 1 mm de Hg vs 10 mm de Hg resulta índices de
producción de lactida neto significativamente más altos una
concentración inferior de meso-lactida. En una
realización preferida el reactor de lactida se opera bajo vacío
para facilitar la transferencia de masa.
\vskip1.000000\baselineskip
El ácido láctico se concentra y se polimeriza
para formar ácido poliláctico de bajo peso molecular (rango MW de
aproximadamente 600-2200) y cargar en un reactor de
escala de piloto continuo para la producción de lactida. Al final
de la semana 1 de la operación una muestra del líquido del reactor
se toma y se analiza para metales. Los resultados se muestran
adelante.
El perfil de los metales muestra claramente la
corrosión del sistema de reacción de acero inoxidable, ya sea en la
formación del prepolímero o en el reactor que genera lactida.
El alto contenido de metales, que representa la
acumulación de más de una semana sin purga en los residuos del
reactor, es perjudicial para el proceso de formación de la lactida.
Los datos adelante muestran este efecto.
Tres series de lactida se hacen siguiendo el
proceso de laboratorio usual. Un control utilizando 650 MW de PLA,
el control con hierro y cromo agregado (1000 ppm de hierro de
FeCl_{3}*6H_{2}O, 1000 de hiero de FeSO_{4}*7H_{2}O, y 1000
de cromo de CrCl_{3}*6H_{2}O), y las muestras del residuo del
reactor (inicial MW 2000). El catalizador fresco, 0.05% en peso de
SnO (Catalizador del Ejemplo 1), se agrega a cada muestra y se
genera lactida a 10 mm de Hg con una temperatura de reactor de
230-240ºC.
Las series con elevados contenidos de metales
tiene baja producción y más alto peso molecular promedio al final
de la reacción, demostrando el efecto perjudicial de un alto
contenido de metal.
En una realización se considera preferida, que
una purga de los residuos del reactor aliviarán este problema.
\vskip1.000000\baselineskip
La lactida se produce en una planta de piloto
continuo en velocidades de 2-5 kg/hr. Los materiales
de partida son ácido láctico Purac de aproximadamente 85% de
concentración. Un prepolímero PLA que tiene un rango de pesos
moleculares de aproximadamente 400-2000 MW se
elabora en forma de tanda al calentar primero a presión atmosférica
y luego bajo vacío. El prepolímero se utiliza para suministrar la
carga continua en el reactor de lactida. The reactor se corre a una
temperatura de 220-240ºC y presión de
aproximadamente 35 mm de Hg.
Las dos muestras de lactida se destilan en un
matraz de tres cuellos de 2000 ml con agitación mecánica. La
lactida se toma de la parte superior a través de un ID de 2 cm
mediante una columna de vidrio de 30 cm con empaque de acero
inoxidable. No se controla el reflujo, sino que se aísla la columna.
El índice de destilación varia de aproximadamente
150-370 gms/hr. Después de tomar aproximadamente 80%
de la parte superior, se analizan los residuos mediante GC para
determinar la concentración de oligómeros y calcular la cantidad de
polimerización que ha ocurrido (basada en la carga). La tabla
adelante muestra la relación entre concentración de las impurezas
acídicas en la lactida cruda y el grado de polimerización durante la
destilación. Los datos muestran el efecto de las impurezas acídicas
del polímero molecular final debido al contenido de oligómero
incrementado en a la lactida purificada.
Tres grados de PLA se evalúan para la producción
de lactida utilizando varios catalizadores. Las fuentes del PLA
son: A) ácido láctico grado estable al calor Purac, B) una muestra
de prueba de ácido láctico de Lactech, Inc. que se produce mediante
fermentación, y A/B) una mezcla 50/50 del PLA producido de las dos
fuentes previas.
La lactida se genera en un aparato de
laboratorio (matraz de tres cuellos con agitación mecánica,
condensador principal a 85-100ºC, y matraces y
trampas de recepción) a temperatura constante de 230ºC y presión
constante de 10 mm de Hg. La carga de PLA inicial es de 360 gms del
material que tiene un peso molecular promedio de aproximadamente
650. La carga de catalizador es 0.045% en peso como Sn para cada
tipo de catalizador.
La tabla adelante muestra los resultados de
varios experimentos para diferentes combinaciones.
A partir de la tabla anterior se puede ver
fácilmente que el PLA B no es reactivo hacia la producción de
lactida como lo es PLA A. El efecto es particularmente pronunciado
en el catalizador SnO.
El análisis de los ácidos lácticos iniciales no
revela impurezas significativas en B con relación a A. Se considera
que algún contaminante no identificado en el PLA B bloquea la
actividad del catalizador.
Experimentos adicionales se desarrollan
utilizando los contenidos líquidos del reactor de lactida (residuos
del reactor o residuos) de series precias con catalizador de SnO
como el catalizador. El contenido de Sn completo se mantiene a
0.045% en peso.
La tabla adelante muestra claramente que la
lactida se puede producir de PLA B tan rápido como del PLA A si el
catalizador de SnO se pretrata al producir primero una tanda de
lactida de PLA A. La tabla también muestra que si el catalizador se
pretrata al producir una tanda de lactida de la mezcla PLA A/B
entonces se hace inefectivo y no promueve la producción de lactida
en altos índices aún del PLA A. Así, los solicitantes han encontrado
sorprendentemente que las deficiencias aparentes en la fuente del
ácido láctico se pueden superar mediante acondicionamiento
apropiado del catalizador.
La comparación de los índices para el PLA A con
SnO (0.70 hr^{-1} tabla 1) y SnO/A (1.20 hr^{-1} tabla 2)
muestra que el acondicionamiento también incrementa el índice total
de la reacción para el ácido láctico más productivo, proporcionando
un beneficio adicional.
Los solicitantes consideran que calentar el
catalizador a aproximadamente 200-230ºC durante
aproximadamente 10-30 minutos en la presencia de ya
sea 1) PLA hecho de un ácido láctico purificado, 2) el PLA preparado
mediante la hidrólisis parcial de la lactida purificada, 3) ácido
láctico purificado, o 4) lactida, proporcionaría beneficios
similares como el método descrito anteriormente.
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La fracción de la parte superior del ejemplo 12
se recolecta en tres recipientes, que contienen 14%, 36%, y 28% de
la carga de lactida cruda, respectivamente. La primera fracción
contiene más del 5% en peso de ácido láctico y se desecha. Las
fracciones 2 y 3 se combinan y se redestilan, produciendo una
fracción de lactida con impurezas acídicas totales de 4.4
miliequivalentes/mol de lactida. Esta fracción se polimeriza
utilizando la técnica de polimerización del ejemplo 5 (temperatura
180ºC, relación de catalizador/monómero 1:5000), produciendo un
polímero con número de peso molecular promedio de 42,100 a 100% de
conversión y peso molecular promedio de 76,300. La conversión
actual es 84.6% a 2 horas.
Los solicitantes también han completado
experimentos y el desarrollo experimental muestra la factibilidad y
las ventajas del proceso descrito para la producción de polilactida
que inicia con un éster de ácido láctico como el material de carga.
Aunque, como se bosquejó anteriormente, hay muchas similitudes entre
un proceso polilactida que utiliza ácido láctico como una fuente de
carga y tal proceso que utiliza un éster de ácido láctico como el
material de carga, se han descubierto las variaciones en las
condiciones de operación y la disposición del equipo junto con el
uso del catalizador. Los siguientes ejemplos, Ejemplos
15-27, documentan el trabajo experimental hecho por
los solicitantes en el área de la producción de polilactida a partir
de un éster de ácido láctico. Los Ejemplos 15-18
demuestran que varios catalizadores son efectivos para completar la
reacción de condensación de un éster de ácido láctico a un
prepolímero de polilactida. Los Ejemplos 19-21
demuestran alguna purificación de los productos de reacción junto
con la polimerización de la lactida. Los Ejemplos 22 y 23 dan datos
adicionales en el curso de una reacción e indican que las
distribuciones observadas probablemente corresponden al equilibrio.
El Ejemplo 24 demuestra el control probable del peso molecular del
polímero cuando se utiliza un éster de lactato para controlar las
impurezas como se mostró previamente cuando se utiliza ácido
láctico y las impurezas acompañantes. Los Ejemplos
25-27 demuestran el uso de catalizadores soportados
heterogéneos o sólidos para la producción de lactida a partir de un
éster de ácido
láctico.
láctico.
A menos que se indique otra cosa, los siguientes
materiales experimentales y procedimientos de prueba se utilizan en
los Ejemplos 15-27:
El lactato de metilo, lactato de etilo, y
lactato de butilo se suministran por PURAC America, Inc. bajo la
marca registrada PURASOLV y se utilizan sin purificación
adicional.
El análisis de cromatografía de gas (GC) para
oligómeros de éster de lactato se desarrolla utilizando un modelo
Hewlett Packard 5890 con una columna DB-17 (J &W
Scientific). La temperatura del puerto inyector es 200ºC. La
temperatura de la columna inicia en 40ºC y se eleva a 250ºC a
10ºC/min, luego se mantiene durante 10 minutos. Se utiliza
detección de ionización de llama (FID). Excepto donde se notan, los
resultados del análisis GC para determinar la composición con base
en el porcentaje de área, no corregido para el porcentaje de
recuperación o factores de respuesta relativos.
Se desarrolla Cromatografía de Permeación de Gel
utilizando un sistema de Cromatografía Waters con columnas de
Ultrastyragel®. El cloroformo (B & J alta pureza) se utiliza
como un disolvente. La calibración utiliza estándares de
poliestireno suministrados por TSK.
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2.65 kilogramos de ácido láctico (grado estable
al calor), suministrados por PURAC, se calientan a presión
atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de
180ºC. No se agrega catalizador. 600 gramos de la parte superior,
más del 99% de agua, se remueven durante esta fase. Se deja enfriar
el material. El calentamiento se reanuda con el matraz a una
presión de 50 mm de Hg. Se mantiene una ebullición leve cuando el
material se calienta a 180ºC, removiendo otros 135 gramos de
material. El contenido de ácido láctico de la segunda parte
superior se estima que es de aproximadamente 2%, siendo el agua el
material de partida. El tiempo de calentamiento total para la fase
atmosférica es 5.5 horas, y para la fase de vacío es 3.5 horas. El
material tiene un color tostado claro. La titulación del contenido
del grupo ácido muestra que el material tiene un número promedio de
peso molecular promedio de 650 g/mol, que corresponde a 9 unidades
de repetición. Varias muestras se hacen siguiendo el mismo
procedimiento se prueban y se muestra que tienen una concentración
de lactida de menos de 5 por ciento en peso.
250 gramos de lactato de metilo se calientan a
presión atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una
temperatura de 145ºC. El material ebulle a 145ºC. No se agrega
catalizador. No se genera condensado durante 3 horas de
calentamiento y el material del crisol se mantiene en ebullición a
145ºC. El material del crisol es incoloro y contiene 99% de lactato
de metilo y 1% de DP2. Ninguna reacción es aparente.
225 gramos de lactato de etilo se calientan con
3.5% de catalizador de etilhexanoato de estaño (II) a presión
atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de
145ºC, durante 3 horas. El material inicialmente ebulle a 140ºC,
debido al etanol presente. La parte superior consiste principalmente
de lactato de etilo y el subproducto de condensación esperado
etanol. El material del crisol es ligeramente verde y contiene 46.2%
de lactato de etilo, 32.3% de DP2, 13.3% de DP3, 4.1% de DP4 y 1.0%
de D- y/o L-lactida.
\vskip1.000000\baselineskip
250 gramos de lactato de etilo se calientan con
0.5% de ese catalizador de ácido-tolueno sulfónico a
presión atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una
temperatura de 145ºC, durante 3 horas. El material inicialmente
ebulle a 140ºC. La parte superior consiste principalmente de lactato
de etilo y el subproducto de condensación esperado etanol. El
material del crisol es incoloro y contiene 45% de lactato de etilo,
oligómeros indeterminados, y 2.0% de D- y/o
L-lactida.
\vskip1.000000\baselineskip
220 gramos de lactato de etilo se calientan con
5.0% de catalizador Fascat® 9102 (Atochem North America, Inc.) a
presión atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una
temperatura de 145ºC, durante 3 horas. El material inicialmente
ebulle a 140ºC. La parte superior consiste principalmente de lactato
de etilo y el subproducto de condensación esperado etanol. El peso
total del destilado es 24 gms, que consiste de 98% de etanol. El
material del crisol es de color verde claro y contiene 45% de
lactato de etilo, 29% de DP2, 12% de DP3, 3% de DP4, 0.4% de
meso-lactida y 2.6% de D- y/o
L-lactida, con base en los factores de respuesta
para la lactida puro y éster. Los factores de respuesta para los
oligómeros se asumen por ser iguales al factor de respuesta para el
éster. Esta presunción se utiliza en todos los ejemplos posteriores
en donde reutilizan las correcciones para factores de
respuesta.
\vskip1.000000\baselineskip
260 gramos de lactato de butilo se calientan con
5.0% de catalizador Fascat® 9102 (Atochem North America, Inc.) a
presión atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una
temperatura de 190ºC, durante 2.5 horas. El material inicialmente
ebulle a 165ºC. La parte superior consiste principalmente de lactato
de butilo y el subproducto de condensación esperado butanol. El
peso total del destilado es 43.5 gms, que consiste de 94% de
butanol. El material del crisol es de color naranja profundo y
contiene 45% de lactato de butilo, oligómeros no determinados, y
2.0% de D- y/o L-lactida, con base en los factores
de respuesta para la lactida puro y éster. Se observa un
precipitado
blanco.
blanco.
\vskip1.000000\baselineskip
277 gramos de lactato de metilo se calientan con
0.8% catalizador Fascat® 9100 (Atochem North America, Inc.,
Philadelphia, PA) a presión atmosférica bajo una atmósfera de
nitrógeno a una temperatura de 165ºC, durante 4.0 horas. El
material inicialmente ebulle a 125ºC. La parte superior consiste
principalmente de lactato de metilo y el subproducto de
condensación esperado metanol. El peso total del destilado es 44
gms, que consiste de 72% de metanol. El material es ligeramente
verde y contiene 30.8% de lactato de metilo, 36.5% de DP2, 18.9% de
DP3, 2.6% de DP4 y 8.6% de D- y/o L-lactida.
Corregidos para los factores de respuesta como se detalló
anteriormente, esto corresponde a 25% de lactato de metilo, 30% de
DP2, 15% de DP3, 2% de DP4, y 6% de meso- y D- y/o
L-lactida.
\vskip1.000000\baselineskip
240 gramos de lactato de etilo se calientan con
5.0% de catalizador Fascat® 9102 (Atochem North America, Inc.) a
presión atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una
temperatura de 190ºC, durante 3.6 horas. El material inicialmente
ebulle a 140ºC. La parte superior consiste principalmente de lactato
de etilo y el subproducto de condensación esperado etanol. El peso
total del destilado es 44 gms, que consiste de 98% de etanol. El
material se deja enfriar. El calentamiento se reanuda con el matraz
a una presión de 50 mm de Hg. Se mantiene una ebullición leve
cuando el material se calienta a 170ºC, removiendo otros 22 gramos
de material. El contenido de lactato de etilo de la segunda parte
superior se estima que es de aproximadamente el 52%, con el material
restante que es etanol. El tiempo de calentamiento total para la
fase de vacío es 7.0 horas. El material es de un color naranja
oscuro.
\vskip1.000000\baselineskip
2.2 kilogramos de lactato de metilo se calientan
con 0.6% de catalizador Fascat® 9100 (Atochem North America, Inc.)
a presión atmosférica bajo una atmósfera de nitrógeno a una
temperatura de 165ºC, durante 5.0 horas. El material inicialmente
ebulle a 125ºC. La parte superior consiste principalmente de lactato
de metilo y el subproducto de condensación esperado metanol. El
peso total del destilado es 350 gms, que consiste de 91% de
metanol. El material se deja enfriar. El calentamiento se reanuda
con el matraz a una presión de 50 mm de Hg. Se mantiene una
ebullición leve cuando el material se calienta a 145ºC, removiendo
otros 165 gramos del material. El contenido de lactato de metilo de
la segunda parte superior se estima que es de aproximadamente 83%,
con el material restante que es metanol. El tiempo de calentamiento
total para la fase de vacío es 6.8 horas.
El material se calienta a 200ºC y la presión se
reduce a 10 mm de Hg. El destilado se condensa parcialmente para
formar una fracción de producto y los vapores restantes se condensan
adicionalmente para formar una fracción en la parte superior.
- Parte superior: 67.3% de lactato de metilo, 16.2% de DP2, 1.0% de DP3 y 11.7% de D- y/o L-lactida. Las concentraciones corregidas de factor de respuesta son 64% de lactato de metilo, 15% de DP2, 1% de DP3 y 10% de D- y/o L-lactida.
- Producto: 3.1% de lactato de metilo, 6.9% de DP2, 1.8% de DP3, 0.2% de DP4, y 77.6% de D- y/o L-lactida y 9.3% de mesolactida. Las concentraciones corregidas de valor de respuesta son 3% de lactato de metilo, 7% de DP2, 2% de DP3, 76% de D- y/o L-lactida y 9% de meso-lactida.
\vskip1.000000\baselineskip
La purificación del material de producto
mediante destilación en una columna empacada a 10 mm de Hg y 150º C
resulta en una fracción que contiene 0.2% de DP2, 8.8% de meso y
90.3% de D- y/o L-lactida. La lactida purificada se
polimeriza con etilhexanoato de estaño (II) (Aldrich Chemicals) en
relación molar de 3000:1 y 185ºC durante 1.5 horas. La lactida
polimerizado resulta en un peso y número de peso molecular promedio
(Mw y Mn) de 121,500 y 55,000 respectivamente y un 97.5% de
conversión de lactida.
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras de la mezcla de reacción para el
Ejemplo 20 se toman en varias etapas de la reacción y se analizan
por GC. Los resultados se muestran en la tabla adelante. Se observa
un incremento constante en la concentración de lactida cuando
progresa la reacción. La mezcla de reacción aparece para mantener
una distribución en equilibrio, como se evidencia por la constancia
de las relaciones:
\vskip1.000000\baselineskip
que representan las constantes de
equilibrio para las
reacciones:
En la Tabla 1 adelante, un resumen se
proporciona de los resultados analíticos obtenidos de las muestras
establecidas anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Una serie de experimentos de abertura de anillo
se realizan con el fin de determinar si las distribuciones
observadas durante la condensación son distribuciones en equilibrio.
Las mezclas de lactato de metilo y lactida se preparan en
relaciones de peso de 70/30, 51/49, y 36/64. Se agrega el
catalizador (1% en peso, Fascat® 9102) y los frascos se colocan en
un baño de aceite a 143ºC. Las muestras se toman en tiempos de 1/2
hora a 24 horas. La Tabla 2 adelante compara estos resultados con
las muestras de reacción intermedias tomadas durante la reacción
del Ejemplo 21. Note que las muestras de reacción de condensación
del Ejemplo 21 dan relaciones de equilibrio constante para las
últimas muestras. También note que los experimentos de abertura de
anillo producen relaciones de equilibrio (tiempo 4 horas o 24
horas) que están de acuerdo unas con otras (independiente de la
composición de mezcla inicial) y con las reacciones de
condensación.
La lactida purificada (100% de
L-lactida, suministrado por Boehringer Ingelheim KG)
se polimeriza en un frasco de vidrio a 185ºC durante 2 horas y
relación molar de 3000:1 monómero: catalizador de etilhexanoato de
estaño (II) catalizador (Aldrich Chemicals), que se proporciona
sobre 90% de conversión al polímero con un número de peso molecular
promedio de 116.000. El experimento se repite con adición ya sea de
ácido láctico o lactato de etilo como un agente de control de peso
molecular. Los resultados se tabulan adelante.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polímeros formados con lactato de etilo como
el agente de control tienen un peso molecular que promedia 37% más
que los polímeros formados con ácido láctico como el agente de
control. Esto implica que los requerimientos de purificación
cumplan un peso molecular específico que puede ser ligeramente menor
para un proceso con base en ésteres de lactato a diferencia de una
carga de ácido láctico si se utilizan impurezas autógenas como el
agente de control de peso molecular.
\vskip1.000000\baselineskip
325 gramos de lactato de metilo se calientan con
3.0% en peso de catalizador de resina Amberlyst® (Rohm y Haas) a 80
mm de Hg, bajo una atmósfera de nitrógeno, a una temperatura de
104ºC, durante 6 horas. El material ebulle a 78ºC. La parte
superior consiste principalmente de metanol con algo de lactato de
metilo. El volumen total del destilado - 43 ml a 87% de metanol. El
material se deja enfriar. El calentamiento se reanuda con el matraz
a una presión de 45 mm de Hg. Se mantiene una ebullición leve cuando
el material se calienta a 120ºC, removiendo otros 63.5 ml de
material. El contenido de lactato de metilo de a segunda parte
superior se estima que es de aproximadamente 62%, con el material
restante que es metanol. El tiempo de calentamiento total para esta
fase es 5.5 horas. El material es de un color naranja oscuro.
\vskip1.000000\baselineskip
2.5 kilogramos de lactato de metilo se calientan
con 3.5% en peso de catalizador de resina Amberlyst® 36 (Rohm y
Haas) a 80 mm de Hg, bajo una atmósfera de nitrógeno, a una
temperatura de 104ºC, durante 10.75 horas. El material inicia la
ebullición a 70ºC. La parte superior consiste principalmente de
metanol con algo de lactato de metilo, el volumen total de
destilado - 505 ml a 81% de metanol. El material se deja enfriar, y
el catalizador se intercambia con resina de Amberlyst® 36 fresca a
4.5% en peso. El calentamiento se reanuda con el matraz a una
presión de 40 mm de Hg. Se mantiene una ebullición leve cuando el
material se calienta a 115ºC, removiendo otros 275 ml del material.
El contenido de lactato de metilo de la segunda parte superior se
estima que es de aproximadamente 40%, con el material restante que
es metanol. El tiempo de calentamiento total para esta fase es
11.25 horas. El material se deja enfriar, y el catalizador se
intercambian con resina Amberlyst® 36 fresca a 5.5% en peso. El
calentamiento se reanuda con el matraz a una presión de 25 mm de Hg.
Se mantiene una ebullición leve cuando el material se calienta a
115ºC, removiendo otros 120 ml del material. El contenido de
lactato de metilo de la tercera parte superior se estima que es de
aproximadamente 50%, con el material restante que es metanol. El
tiempo de calentamiento total para esta fase es 6 horas. El material
es de un color naranja oscuro.
La composición del crisol se monitorea como una
función del tiempo, con los resultados mostrados adelante. Se
calculan estas concentraciones luego de corrección para los factores
de respuesta como se detalló anteriormente. Carga Inicial: 2500
Gramos de Lactato de metilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados son muy similares a aquellos
obtenidas utilizando catalizadores homogéneos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se desarrolla una reacción de abertura del
anillo utilizando el catalizador homogéneo, Amberlyst® 36. Las
condiciones son similares a aquellas del Ejemplo 23, que utilizan un
catalizador homogéneo.
La temperatura es 140ºC, la carga de catalizador
es 2.33% en peso, frascos tapados con muestras tomadas en 40, 70 y
190 minutos.
Se evoluciona el gas y se observa que una
presión aumenta, de tal manera que las muestras no se calientan
durante más de 3 horas.
\hskip1.8cm
Los solicitantes notan que las velocidades de
reacción son un poco más lentas que aquellas del Ejemplo 23, pero
que las composiciones finales son similares. Estos datos soportan la
hipótesis de que se generan distribuciones en equilibrio.
Los solicitantes consideran este ejemplo final,
acoplado con ejemplos que demuestran la factibilidad total y
ventajas del proceso descrito.
Se entenderá, sin embargo, que a pesar de que
estas numerosas características y ventajas de la invención se han
establecido en la anterior descripción, junto con detalles de la
estructura y función de la invención, la descripción es solo
ilustrativa, y se pueden hacer cambios en detalle, especialmente en
materias de forma, tamaño y disposición de las partes en la
secuencia en la sincronización de las etapas, dentro del amplio
principio de la presente invención al grado completo indicado por
los amplios significados generales de los términos en los que se
expresan las reivindicaciones.
Claims (23)
1. Un proceso para la conversión continua de una
carga de ácido láctico crudo, en un medio hidroxílico, a una
lactida purificada, de por lo menos 99% en peso de lactida pura,
dicho proceso comprende las etapas de:
- a)
- proporcionar una fuente de ácido láctico en solución en un medio hidroxílico que contiene 1% a 99% en peso., ácido láctico;
- b)
- concentrar el ácido láctico en el medio hidroxílico al evaporar una porción sustancial del medio hidroxílico para formar una solución de ácido láctico concentrada;
- c)
- polimerizar ácido láctico en la dicha solución de ácido láctico concentrada mediante evaporación adicional del medio hidroxílico para formar en dichas moléculas de ácido poliáctico medio que tienen un peso molecular promedio de entre 100 y 5,000;
- d)
- formar continuamente lactida cruda, en un reactor de lactida, a partir de dichas moléculas de ácido poliláctico, mientras que se carga simultánea y continuamente un catalizador para catalizar la despolimerización de las moléculas de ácido poliláctico, para formar la corriente de vapor de lactida cruda que se remueve continuamente a partir del reactor de lactida; dicha etapa de formación de lactida cruda también incluye purgar impurezas de ácido poliláctico de alto punto de ebullición u otras impurezas no volátiles del reactor de lactida; y
- e)
- purificar la dicha corriente de vapor de lactida cruda, a por lo menos 99% en peso de lactida pura mediante destilación;
- i)
- dicha etapa de destilar incluye cargar la corriente de vapor de lactida cruda en un sistema de destilación, o cargar la corriente de vapor de lactida cruda directamente a un condensador de lactida parcial en el que la lactida se condensa y con este se carga un sistema de destilación, y la mayoría del agua y otras impurezas que permanecen como vapores se hacen recircular de nuevo en reactor de lactida u otro equipo de proceso corriente abajo; y remover del sistema de destilación por lo menos tres corrientes de componentes:
- A)
- una corriente de bajo punto de ebullición en la parte superior o corriente destilada que contiene los componentes que tienen un bajo punto de ebullición tal una lactida que incluye ácido láctico, agua u otro disolvente y subproductos de la reacción de condensación que pueden estar presentes dentro del sistema;
- B)
- una corriente de lactida purificada se remueve de la columna como una corriente lateral de ebullición intermedia; y
- C)
- una corriente de alto punto de ebullición en el residuo que contiene componentes que tienen mayor ebullición que una lactida.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1, en donde dichas etapas de concentrar y polimerizar se conducen
en un reactor de prepolímero.
3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
2, en donde dicha etapa de polimerizar ácido láctico para formar
moléculas de ácido poliláctico que tienen un peso molecular promedio
de entre 100 y 5,000 se conduce en una manera para formar medio de
ácido poliláctico antes de la provisión del ácido poliláctico en el
reactor de lactida.
4. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha fuente de ácido láctico
incluye entre 5% en peso y 50% en peso ácido láctico.
5. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde entre dicha etapa de polimerizar
ácido láctico y dicha etapa de formación de lactida cruda, en un
reactor de lactida, el medio de ácido poliláctico, se dirige en un
tanque de almacenamiento.
6. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, en donde dicho catalizador para catalizar
la despolimerización de las dichas moléculas de ácido poliláctico,
se agrega al medio de moléculas de ácido poliláctico antes de la
introducción de la composición de moléculas de ácido poliláctico en
el reactor de lactida.
7. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde dicho sistema de destilación
incluye más de una columna de destilación.
8. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde dicho sistema de destilación
utiliza una columna de destilación.
9. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, en donde dicho catalizador es un catalizador
seleccionado del grupo que consiste de metales o compuestos de los
metales del Grupo IV, V, VIII o mezclas de los mismos.
10. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 9, en donde dicha etapa de destilación incluye
cargar la lactida cruda como una corriente de vapor directamente
dentro del reactor de lactida en el sistema de destilación.
11. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 10, en donde dicho medio hidroxílico se
selecciona de por lo menos uno de agua, metanol, etanol, propanol,
butanol, isopropanol e isobutanol.
12. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 11, en donde dicho reactor de lactida comprende
una columna de destilación montada directamente sobre la parte
superior de tal reactor para crear un área cerrada única dentro de
la que tienen lugar reacciones y destilación para purificar la
lactida.
13. Un proceso de una cualquiera de
reivindicaciones 1 a 12 que incluye la etapa adicional de
polimerizar la dicha corriente de lactida purificada para formar
polilactida.
14. Un proceso para la conversión continua de un
éster de ácido láctico a una lactida purificada, por lo menos 99%
en peso de lactida pura, dicho proceso comprende las etapas de:
- a)
- proporcionar una fuente del éster de ácido láctico;
- b)
- formar un subproducto de la reacción de condensación y ácido poliláctico en la presencia de primeros medios de catalizador para catalizar la condensación de las moléculas del éster de ácido láctico para formar ácido poliláctico, en donde las moléculas de ácido poliláctico tienen un peso molecular promedio de entre 100 y 5,000;
- c)
- formar una lactida crudo a partir de las moléculas de ácido poliláctico en la presencia de segundos medios de catalizador para catalizar la despolimerización del ácido poliláctico para formar la lactida cruda;
- d)
- purificar el dicho lactida cruda para formar una lactida sustancialmente pura al destilar la lactida cruda, como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
\vskip1.000000\baselineskip
15. El proceso de la reivindicación 14, en donde
la fuente del éster de ácido láctico es un éster único o una mezcla
de ésteres de la fórmula general:
en donde R es un alquilo lineal o
ramificado
C_{1}-C_{8}.
16. El proceso de la reivindicación 15, en donde
la fuente del éster de ácido láctico incluye un éster único, o una
mezcla de dichos ésteres, más ácido láctico.
17. El proceso de la reivindicación 15, en donde
el éster de ácido láctico se selecciona del grupo que consiste de
lactato de metilo, lactato de etilo, lactato de propilo, lactato de
butilo, lactato de isopropilo, lactato de isobutilo y mezclas de
los mismos.
18. El proceso de la reivindicación 15, en donde
el éster de ácido láctico está en solución en un medio hidroxílico,
dicho éster de ácido láctico comprende 20% en peso o más de la
solución, y en donde dicho medio hidroxílico se evapora antes de
formar dicho ácido poliláctico.
19. El proceso de la reivindicación 15, en donde
la etapa de formar ácido poliláctico comprende:
- -
- proporcionar un sistema de reactor de lecho de catalizador que contiene medios de catalizador soportado sólido para catalizar la condensación de moléculas del éster de ácido láctico para formar moléculas de ácido poliláctico; y
- -
- cargar el éster de ácido láctico a través de dichos medios de catalizador soportados sólidos para formar dichas moléculas de ácido poliláctico.
\vskip1.000000\baselineskip
20. El proceso de la reivindicación 15, en donde
se proporciona el mismo catalizador para proporcionar ambos de
dichos primeros y segundos medios de catalizador.
21. El proceso de una de las reivindicaciones 14
a 20, en donde el catalizador es el que tiene funcionalidad
ácida.
22. El proceso de una de las reivindicaciones 14
a 21, en donde, cuando se utiliza un catalizador soluble, la
lactida cruda se envía primero a una destilación flash en donde una
porción de la lactida generada se hace fluir a un vapor y se toma
como una corriente de la parte superior sin tiempo de residencia
sustancial dentro del sistema de destilación flash.
23. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 22 que incluye la etapa adicional de
polimerizar la dicha corriente de lactida purificada para formar
polilactida.
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Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6326458B1 (en) * | 1992-01-24 | 2001-12-04 | Cargill, Inc. | Continuous process for the manufacture of lactide and lactide polymers |
| US5521278A (en) * | 1994-08-18 | 1996-05-28 | Ecological Chemical Products | Integrated process for the manufacture of lactide |
| JP3301311B2 (ja) * | 1996-05-24 | 2002-07-15 | 株式会社神戸製鋼所 | ２−ヒドロキシカルボン酸オリゴマーの連続製造方法 |
| JPH10109983A (ja) * | 1996-10-04 | 1998-04-28 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 環状エステルの製造方法および精製方法 |
| JP4284709B2 (ja) * | 1996-12-25 | 2009-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 乳酸系副産物の再生利用法 |
| DE60031897T2 (de) | 1999-06-18 | 2007-09-06 | Toray Industries, Inc. | Polymilchsäureharz, damit erhaltene Textilerzeugnisse und Verfahren zur Herstellung derselben |
| FR2802923B1 (fr) | 1999-12-28 | 2002-03-08 | Roquette Freres | Procede de preparation d'une composition d'ester d'acide lactique et son utilisation en tant que solvant |
| EP1357119B1 (en) * | 2001-01-31 | 2011-05-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for producing lactide and process for producing polylactic acid starting with fermented lactic acid |
| BE1015060A3 (fr) * | 2002-08-06 | 2004-09-07 | Brussels Biotech Nv Sa | Procede de production de polylactide au depart d'une solution d'acide lactique ou d'un de ses derives. |
| DE60320282T2 (de) * | 2002-10-08 | 2009-07-16 | Kureha Corp. | Verfahren zur herstellung von aliphatischem polyester |
| US7829507B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-11-09 | Halliburton Energy Services Inc. | Subterranean treatment fluids comprising a degradable bridging agent and methods of treating subterranean formations |
| US7674753B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-03-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Treatment fluids and methods of forming degradable filter cakes comprising aliphatic polyester and their use in subterranean formations |
| US7833944B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-11-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions using crosslinked aliphatic polyesters in well bore applications |
| US8030249B2 (en) | 2005-01-28 | 2011-10-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions relating to the hydrolysis of water-hydrolysable materials |
| US20060169182A1 (en) | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions relating to the hydrolysis of water-hydrolysable materials |
| US7662753B2 (en) | 2005-05-12 | 2010-02-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Degradable surfactants and methods for use |
| US7318474B2 (en) | 2005-07-11 | 2008-01-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for controlling formation fines and reducing proppant flow-back |
| US8329621B2 (en) | 2006-07-25 | 2012-12-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Degradable particulates and associated methods |
| US7686080B2 (en) | 2006-11-09 | 2010-03-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Acid-generating fluid loss control additives and associated methods |
| NL2000454C1 (nl) | 2006-11-28 | 2008-01-02 | Purac Biochem Bv | Stabiele lactidedeeltjes. |
| US20080146822A1 (en) | 2006-11-28 | 2008-06-19 | Purac Biochem B.V. | Stable lactide particles |
| EP2031009A1 (de) * | 2007-09-03 | 2009-03-04 | Uhde Inventa-Fischer GmbH | Reinigungsvorrichtung zur Abtrennung von Dilactid aus Stoffgemischen, Polymerisationsvorrichtung, Verfahren zur Abtrennung von Dilactid aus Stoffgemischen sowie Verwendung |
| JP4427571B2 (ja) | 2007-11-07 | 2010-03-10 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ポリマー合成に関する装置および方法 |
| AT506038B1 (de) | 2007-11-14 | 2015-02-15 | Jungbunzlauer Austria Ag | Verfahren zur herstellung zyklischer diester von l-, d- und d,l-milchsäure |
| US8006760B2 (en) * | 2008-04-10 | 2011-08-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Clean fluid systems for partial monolayer fracturing |
| AT506768B1 (de) | 2008-04-16 | 2013-10-15 | Jungbunzlauer Austria Ag | Verfahren zur reinigung zyklischer diester der l- bzw. d-milchsäure |
| US7906464B2 (en) | 2008-05-13 | 2011-03-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Compositions and methods for the removal of oil-based filtercakes |
| KR101012483B1 (ko) * | 2008-07-08 | 2011-02-09 | 김용환 | 효소 전환반응을 이용한 광학순수형 락티드 제조방법 및광학순수형 유산 또는 알킬 락테이트의 분리방법 |
| JP5077170B2 (ja) | 2008-09-22 | 2012-11-21 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ポリヒドロキシカルボン酸の製造方法 |
| US7833943B2 (en) | 2008-09-26 | 2010-11-16 | Halliburton Energy Services Inc. | Microemulsifiers and methods of making and using same |
| CN102439001B (zh) * | 2009-03-13 | 2014-09-17 | 自然工作有限责任公司 | 由内消旋-丙交酯流回收乳酸值 |
| US8082992B2 (en) | 2009-07-13 | 2011-12-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of fluid-controlled geometry stimulation |
| AU2009352300B2 (en) * | 2009-09-14 | 2014-01-23 | Joseph Daniel Cook | Method for wet flue gas desulfurization |
| CN101696203B (zh) * | 2009-10-26 | 2013-02-06 | 江苏科技大学 | 从粗l-丙交酯连续精制l-丙交酯的方法 |
| BRPI1004962A2 (pt) * | 2010-08-20 | 2012-05-29 | Companhia Refinadora Da Amazonia | processo de produção de poli (ácido lático ) e reatores para utilização no referido processo |
| JP2012097224A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Hitachi Plant Technologies Ltd | ポリヒドロキシカルボン酸の製造装置および製造方法 |
| EP2559725B1 (de) | 2011-08-19 | 2024-05-08 | Uhde Inventa-Fischer GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Lactid aus Polylactid bzw. Glycolid aus Polyglycolid |
| ES2536294T3 (es) | 2012-10-26 | 2015-05-22 | Uhde Inventa-Fischer Gmbh | Procedimiento para preparar diésteres cíclicos, especialmente dilactida |
| KR101434462B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2014-08-26 | 한국화학연구원 | 락타이드의 회분식 증류정제장치 및 이를 이용한 락타이드의 증류정제방법 |
| EP2876124B1 (de) * | 2013-11-20 | 2019-01-09 | Uhde Inventa-Fischer GmbH | Verfahren sowie vorrichtung zur herstellung einer kristallisierbaren polymilchsäuremischung sowie polymilchsäuremischung |
| WO2015086613A1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-18 | Futerro S.A. | Improved process for producing polylactide |
| EP3056490A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-17 | PURAC Biochem BV | Method for manufacturing lactide |
| EP3288930B1 (en) * | 2015-04-30 | 2021-04-21 | PURAC Biochem BV | Method and device for manufacturing lactide |
| KR101780779B1 (ko) | 2015-09-24 | 2017-09-21 | 롯데케미칼 주식회사 | 고순도 락타이드의 제조 방법 |
| KR101704563B1 (ko) | 2015-10-12 | 2017-02-08 | 한국화학연구원 | 락타이드 정제공정을 이용한 락타이드 제조방법 및 제조장치 |
| US10562877B2 (en) * | 2016-06-20 | 2020-02-18 | Total Research & Technology Feluy | Single step lactide production process with hydrolysis of oligomers and catalyst by recovered water |
| EP3406605B1 (en) * | 2017-05-22 | 2022-04-20 | NatureWorks LLC | Methods for producing lactide with recrystallization and recycle of meso-lactide |
| CN110652946B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-11-09 | 安徽神剑新材料股份有限公司 | 一种聚酯树脂生产过程中顶温控制系统及方法 |
| CN116635376A (zh) * | 2020-12-24 | 2023-08-22 | 聚晟(新加坡)私人有限公司 | 丙交酯的生产工艺 |
| JP2024518184A (ja) * | 2021-02-22 | 2024-04-25 | 聚晟(新加坡)私人有限公司 | ラクチドを製造する方法及び装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1995970A (en) * | 1931-04-04 | 1935-03-26 | Du Pont | Polymeric lactide resin |
| DE3708915C2 (de) * | 1987-03-19 | 1996-04-04 | Boehringer Ingelheim Kg | Verfahren zur Herstellung von Lactid |
| EP0261572A1 (de) * | 1986-09-20 | 1988-03-30 | Boehringer Ingelheim Kg | Verfahren zur Herstellung von Lactid |
| ES2052551T3 (es) * | 1986-12-19 | 1994-07-16 | Akzo Nv | Metodo para preparar poli(acido lactico) o copolimeros de poli(acido lactico) por polimeracion de la lactida. |
| DE3869343D1 (de) * | 1987-06-16 | 1992-04-23 | Boehringer Ingelheim Kg | Meso-lactid und verfahren zu seiner herstellung. |
| NL8702563A (nl) | 1987-10-28 | 1989-05-16 | Cca Biochem B V | Polymeer lactide, werkwijze voor het bereiden van een dergelijk polymeer lactide, alsmede een samenstelling, die een dergelijk polymeer lactide bevat. |
-
1993
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