JP5728781B2 - Method for producing lactide - Google Patents

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Description

本発明は、乳酸オリゴマーを解重合・環化してラクチドを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing lactide by depolymerizing and cyclizing a lactic acid oligomer.

ポリ−L−乳酸に代表されるポリヒドロキシカルボン酸は、機械的特性、物理的性質、化学的性質に優れている上に自然環境下で分解され、最終的には微生物によって水と炭酸ガスになるという生分解性の機能も有しており、近年医療用材料や、汎用樹脂代替等、様々な分野で注目されており、今後もその需要が大きく伸びることが期待されている。   Polyhydroxycarboxylic acid typified by poly-L-lactic acid is excellent in mechanical properties, physical properties, and chemical properties, and is decomposed in a natural environment, and finally converted into water and carbon dioxide by microorganisms. In recent years, it has been attracting attention in various fields such as medical materials and alternatives to general-purpose resins, and it is expected that the demand will increase greatly in the future.

ポリ−L−乳酸の製造方法としては、乳酸の直接脱水重縮合法(特許文献1)や、乳酸の環状ジエステルモノマーであるL−ラクチドの開環重合法(ラクチド法)、またはL−乳酸のオリゴマーを経由するなどの間接重合法(「ラクチド法」も広義の間接重合法に含まれる)が挙げられる。   Examples of the method for producing poly-L-lactic acid include a direct dehydration polycondensation method of lactic acid (Patent Document 1), a ring-opening polymerization method of L-lactide, which is a cyclic diester monomer of lactic acid (lactide method), or an L-lactic acid Indirect polymerization methods such as via oligomers (“lactide method” is also included in the broad indirect polymerization method).

Figure 0005728781
Figure 0005728781

これらの製造方法のうち、ラクチド法は、乳酸を重縮合させた乳酸オリゴマーを解重合・環化してラクチドとし、これを開環重合してポリ乳酸を得るというプロセスが一般的である。直接脱水重縮合法と比較すると、ラクチド法は製造工程が長く、設備コスト及び製造コストが大きくなるという点で不利ではあるが、高分子量のポリ−L−乳酸を得る技術が早期に開発されたことから、ポリ乳酸の工業生産において主流となっている。   Among these production methods, the lactide method is generally a process in which a lactic acid oligomer obtained by polycondensation of lactic acid is depolymerized and cyclized to form lactide, which is then subjected to ring-opening polymerization to obtain polylactic acid. Compared with the direct dehydration polycondensation method, the lactide method is disadvantageous in that the production process is long and the equipment cost and the production cost are high, but a technique for obtaining a high molecular weight poly-L-lactic acid was developed early. Therefore, it has become mainstream in the industrial production of polylactic acid.

ラクチド法において、ラクチドは、乳酸オリゴマーを触媒存在下で解重合・環化(熱分解と称されることもある)してラクチドを生成させ、これを溜去させる方法で製造されている(例えば、特許文献2〜4)。その解重合・環化の際の触媒(以下、解重合触媒と称する)としては、様々な金属や金属化合物が活性を有することが知られており、なかでもスズ化合物が好ましいとされており、代表的なものは、ジ(2−エチルヘキサン)酸スズ(II)、つまり、いわゆるオクチル酸スズである(特許文献2においては、錫ジオクトエートとの化合物名で記載されている)。オクチル酸スズは、触媒活性が高いうえに、室温でも液状で扱い易く、有機溶媒や溶融状態の高分子化合物といった有機化合物にも溶解し易いといった点で優れているとされる。   In the lactide method, lactide is produced by a method in which a lactic acid oligomer is depolymerized and cyclized (sometimes referred to as thermal decomposition) in the presence of a catalyst to produce lactide, which is distilled off (for example, And Patent Documents 2 to 4). As a catalyst for the depolymerization / cyclization (hereinafter referred to as a depolymerization catalyst), various metals and metal compounds are known to have activity, and among them, tin compounds are preferred. A typical example is tin (II) di (2-ethylhexane) ate, that is, so-called tin octylate (described in Patent Document 2 under the compound name of tin dioctoate). Tin octylate is said to be excellent in that it has a high catalytic activity, is easy to handle in a liquid state even at room temperature, and is easily dissolved in an organic compound such as an organic solvent or a molten polymer compound.

なお、ポリ乳酸は光学純度が高いほど、耐熱性などの点で優れた性能を持つので、光学純度が高い乳酸やラクチドを原料として用い、途中の工程におけるラセミ化を可能な限り抑制して光学純度の高いポリ乳酸を製造することが重要である(特許文献2または特許文献4など)。   The higher the optical purity of polylactic acid, the better the performance in terms of heat resistance, etc., so lactic acid or lactide with high optical purity is used as a raw material and racemization in the middle of the process is suppressed as much as possible. It is important to produce highly pure polylactic acid (Patent Document 2 or Patent Document 4).

国際公報第2007/145195号パンフレット(米国出願公開公報第2009/0176963号)International Publication No. 2007/145195 Pamphlet (US Application Publication No. 2009/0176963) 特開昭63−101378号公報(米国特許第5,053,522号公報)JP 63-101378 A (US Pat. No. 5,053,522) 特開平5−105745号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-105745 特開平9−327625号公報JP-A-9-327625

前述のとおり、ラクチド法によるポリ乳酸製造は工業化されているが、製造工程が長く、設備コスト及び製造コストが大きくなるという問題点があり、これがポリ乳酸製品の普及を阻害する要因の一つとなっている。   As mentioned above, the production of polylactic acid by the lactide method has been industrialized, but there are problems that the production process is long, and the equipment cost and production cost increase, which is one of the factors that hinder the spread of polylactic acid products. ing.

更に、本発明者らは、以下のとおり、スズ化合物触媒を用いたラクチドの製造には潜在的な課題があることを見出した。   Furthermore, the present inventors have found that there is a potential problem in the production of lactide using a tin compound catalyst as follows.

まず、解重合触媒として多用されているオクチル酸スズは、比較的揮発性が高く、その蒸留精製の条件(例えば、特開2001−288141号公報の段落[0036]には、好ましくは1torr以下、200℃以上と示されている)が、ラクチド製造において生成したラクチドを溜出させる際の条件と類似している。そのため、ラクチド製造において、ラクチドとともにオクチル酸スズも一部気化してしまい、生成後に分離されたラクチドに微量のオクチル酸スズが混入したり、解重合・環化の反応器内で飛散して反応器内部の壁や天井に付着したオクチル酸スズが劣化分解して異物化したりする恐れがある。   First, tin octylate frequently used as a depolymerization catalyst has relatively high volatility, and the conditions for distillation purification (for example, in paragraph [0036] of JP-A-2001-288141, preferably 1 torr or less, It is similar to the conditions for distilling the lactide produced in lactide production. Therefore, in lactide production, part of tin octylate is vaporized together with lactide, and a small amount of tin octylate is mixed into the lactide separated after generation, or it is scattered in the reactor for depolymerization and cyclization. There is a risk that tin octylate adhering to the walls and ceiling inside the vessel deteriorates and decomposes to become foreign matter.

前記のようなリスクを回避するため、高融点・高沸点で揮発性が極めて低い無機スズ化合物を用いようとしても、それら無機スズ化合物の多くは、有機溶媒や溶融状態の有機化合物への溶解性が良好ではないため、反応器や輸送管中で滞留・劣化して堅固な異物として付着したり、閉塞を起こしたり、送液ポンプの故障を起こしたりする危険が増大するという別の問題が生じ、根本的な解決には至らない。   In order to avoid the risks described above, even if an inorganic tin compound having a high melting point and a high boiling point and extremely low volatility is used, many of these inorganic tin compounds are soluble in organic solvents and molten organic compounds. Is not good, causing another problem in which the risk of staying or deteriorating in the reactor or the transport pipe and sticking as a solid foreign object, causing clogging, or causing the pump failure is increased. , It does not lead to a fundamental solution.

なお、ラクチド法では、減圧下に解重合・環化を行い生成したラクチドを溜去するので、解重合触媒が釜残(不揮発性の反応残渣)に残留すれば、これを回収・再利用することは理論上可能な筈であり、製造コストの抑制の点からも解重合触媒を再利用することが好ましい。しかし、前記のようなスズ化合物触媒の欠点は、解重合触媒の再利用において重大な支障となりうるものである。更に、生産効率をより高める為、連続式のラクチド製造プロセスとした場合、前記スズ化合物触媒の欠点による工程トラブル発生のリスクは更に高まるものと本発明者らは考えた。   In the lactide method, lactide generated by depolymerization and cyclization is distilled off under reduced pressure. If the depolymerization catalyst remains in the residue (nonvolatile reaction residue), this is recovered and reused. This is theoretically possible, and it is preferable to reuse the depolymerization catalyst from the viewpoint of suppressing the production cost. However, the drawbacks of the tin compound catalyst as described above can seriously hinder the reuse of the depolymerization catalyst. Furthermore, the present inventors considered that when a continuous lactide production process is used in order to further increase production efficiency, the risk of process troubles due to the defects of the tin compound catalyst is further increased.

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、非金属の解重合触媒であれば、そのような問題が生じず、より効率良く、長期の連続運転が可能なラクチド製造プロセスを完成できると考えた。本発明者らは、更に検討を進め、前記特許文献1記載のとおり、乳酸の直接脱水重縮合反応を促進する触媒活性が極めて高いため、乳酸オリゴマーに作用させても解重合・環化よりも脱水重縮合が進んでしまう筈でラクチド製造には不向きと考えられていた有機オニウム塩が、意外にも乳酸オリゴマーの解重合・環化にも高い触媒活性を示すことを見出した。更に驚くべきことに、L−乳酸またはD−乳酸のいずれか一方のみからなる光学活性乳酸オリゴマーを、有機オニウム塩を用いて解重合・環化させると、メソラクチドの生成を全く伴わず、よってラセミ化も全く生じず、高い化学純度・光学純度のラクチドが得られることを本発明者らは見出し、本発明を完成させるに至った。本発明の要旨を以下に示す。   In order to solve the above problems, the present inventors have intensively studied. As a result, a non-metal depolymerization catalyst does not cause such a problem, and a lactide production process capable of continuous operation over a long period of time is more efficient. I thought it could be completed. The present inventors have further studied and, as described in Patent Document 1, since the catalytic activity for promoting the direct dehydration polycondensation reaction of lactic acid is extremely high, even if it acts on a lactic acid oligomer, it is more effective than depolymerization / cyclization. It was discovered that organic onium salts, which were considered unsuitable for lactide production due to the progress of dehydration polycondensation, unexpectedly show high catalytic activity for depolymerization and cyclization of lactic acid oligomers. Surprisingly, when an optically active lactic acid oligomer consisting of only one of L-lactic acid or D-lactic acid is depolymerized and cyclized using an organic onium salt, no mesolactide is produced, and thus racemic The present inventors have found that lactide having high chemical purity and optical purity can be obtained, and the present invention has been completed. The gist of the present invention is shown below.

1. 下記一般式(1)〜(4)からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に、乳酸オリゴマーを減圧雰囲気で加熱することにより解重合・環化させてラクチドを生成させることを特徴とするラクチドの製造方法。 1. In the presence of at least one organic onium salt selected from the group consisting of the following general formulas (1) to (4), the lactic acid oligomer is heated in a reduced pressure atmosphere to depolymerize and cyclize to produce lactide. A process for producing lactide characterized by the above.

Figure 0005728781
(前記一般式(1)において、Zは窒素原子またはリン原子である。
前記一般式(1)において、R、R、およびRは、それぞれ独立して水素原子、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数1〜20の脂肪族炭化水素基、無置換もしくは置換基を有する炭素数6〜18のアリール基、または無置換もしくは置換基を有する炭素数3〜22の複素環基である。また、水素原子でないR、R、Rのうち2以上が非芳香族環を形成してもよく、その際、置換基を有していても良い。
前記一般式(1)において、Xは炭素数1〜18のアルキルスルホン酸イオン、炭素数6〜18のアリールスルホン酸イオン、炭素数4〜18の複素環スルホン酸イオン、炭素数1〜8のフッ化アルキルスルホン酸イオン、または硫酸水素イオンである。)
Figure 0005728781
(In the general formula (1), Z represents a nitrogen atom or a phosphorus atom.
In the general formula (1), R A , R B and R C are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted. An aryl group having 6 to 18 carbon atoms having a group, or a heterocyclic group having 3 to 22 carbon atoms having no substituent or a substituent. In addition, two or more of R A , R B , and R C that are not hydrogen atoms may form a non-aromatic ring and may have a substituent.
In the general formula (1), X - represents an alkyl sulfonate ion having 1 to 18 carbon atoms, an aryl sulfonate ion having 6 to 18 carbon atoms, a heterocyclic sulfonate ion having 4 to 18 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms Of fluorinated alkyl sulfonate ions or hydrogen sulfate ions. )

Figure 0005728781
(前記一般式(2)において、Z’およびZ’’はそれぞれ独立に窒素原子またはリン原子であり、Qは単結合、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、無置換もしくは置換基を有する炭素数4〜12のシクロアルキレン基、無置換もしくは置換基を有する炭素数6〜12のアリーレン基、炭素数3〜12の複素環基である。
前記一般式(2)において、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して水素原子、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数1〜20の脂肪族炭化水素基、無置換もしくは置換基を有する炭素数6〜18のアリール基、または無置換もしくは置換基を有する炭素数3〜22の複素環基である。また、水素原子でないR、R、R、およびRのうち2以上が非芳香族環を形成してもよく、その際、置換基を有していても良い。
前記一般式(2)において、X’およびX’’はそれぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキルスルホン酸イオン、炭素数6〜18のアリールスルホン酸イオン、炭素数4〜18の複素環スルホン酸イオン、炭素数1〜8のフッ化アルキルスルホン酸イオン、または硫酸水素イオンである。)
Figure 0005728781
(In the general formula (2), Z ′ and Z ″ are each independently a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Q is a straight chain of 1 to 12 carbon atoms having a single bond, unsubstituted or substituted, or A branched alkylene group, an unsubstituted or substituted cycloalkylene group having 4 to 12 carbon atoms, an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms. .
In the general formula (2), R D , R E , R F and R G are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, It is a substituted or substituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted heterocyclic group having 3 to 22 carbon atoms. Further, two or more of R D , R E , R F , and R G that are not hydrogen atoms may form a non-aromatic ring, and may have a substituent.
In the general formula (2), X '- and X''- are each independently an alkyl sulfonate ion having 1 to 18 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms aryl sulfonate ion, a complex of 4 to 18 carbon atoms It is a ring sulfonate ion, a fluorinated alkyl sulfonate ion having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrogen sulfate ion. )

[Het]H X’’’ (3)
(前記一般式(3)において、[Het]は、炭素数3〜65の無置換もしくは置換基を有する含窒素芳香族複素環基を表し、また、前記一般式(3)において、X’’’は炭素数1〜18のアルキルスルホン酸イオン、炭素数6〜18のアリールスルホン酸イオン、炭素数4〜18の複素環スルホン酸イオン、炭素数1〜8のフッ化アルキルスルホン酸イオン、または硫酸水素イオンである。)
[Het] + H X ′ ″ (3)
(In the general formula (3), [Het] represents an unsubstituted or substituted nitrogen-containing aromatic heterocyclic group having 3 to 65 carbon atoms, and in the general formula (3), X ″ '- alkyl sulfonate ion having 1 to 18 carbon atoms, an aryl sulfonate ion having 6 to 18 carbon atoms, a heterocyclic sulfonate ion having 4 to 18 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms fluorinated alkylsulfonate ion, Or hydrogen sulfate ion.)

Figure 0005728781
(前記一般式(4)において、[Het’]およびは[Het’’]、同一または異なってもよい、炭素数3〜65の無置換もしくは置換基を有する含窒素芳香族複素環基であり、[Het’]と[Het’’]が結合し環を形成していてもよい。
前記一般式(4)において、Q’は単結合、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、無置換もしくは置換基を有する炭素数4〜12のシクロアルキレン基、無置換もしくは置換基を有する炭素数6〜12のアリーレン基、炭素数3〜12の複素環基である。
前記一般式(4)において、X’’’’およびX’’’’’はそれぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキルスルホン酸イオン、炭素数6〜18のアリールスルホン酸イオン、炭素数4〜18の複素環スルホン酸イオン、炭素数1〜8のフッ化アルキルスルホン酸イオン、または硫酸水素イオンである。)
Figure 0005728781
(In the general formula (4), [Het ′] and [Het ″] are the same or different, nitrogen-containing aromatic heterocyclic groups having 3 to 65 carbon atoms, which are unsubstituted or substituted. , [Het ′] and [Het ″] may combine to form a ring.
In the general formula (4), Q ′ represents a single bond, an unsubstituted or substituted linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an unsubstituted or substituted carbon group having 4 to 12 carbon atoms. A cycloalkylene group, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 12 carbon atoms, and a heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms.
In the general formula (4), X ″ ″ and X ′ ″ ″ are each independently an alkyl sulfonate ion having 1 to 18 carbon atoms, an aryl sulfonate ion having 6 to 18 carbon atoms, or carbon. It is a heterocyclic sulfonate ion having 4 to 18 carbon atoms, a fluorinated alkyl sulfonate ion having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrogen sulfate ion. )

2.前記一般式(1)の有機オニウム塩が、 2. The organic onium salt of the general formula (1) is

Figure 0005728781
なる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781
Item 1 is at least one member selected from the group consisting of The manufacturing method of lactide as described.

3.前記一般式(2)の有機オニウム塩が、 3. The organic onium salt of the general formula (2) is

Figure 0005728781
(前記右側の一般式において、mおよびnはそれぞれ独立に0〜4のいずれかである。)
よりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781
(In the general formula on the right side, m and n are each independently 0-4.)
Item 1 is at least one member selected from the group consisting of: The manufacturing method of lactide as described.

4.前記一般式(3)の有機オニウム塩が、その[Het]Hは、 4). In the organic onium salt of the general formula (3), [Het] + H is

Figure 0005728781
(前記一般式において、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜9の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数3〜9の複素環基である。)
よりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781
(In the general formula, R 1 to R 7 are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a heterocyclic group having 3 to 9 carbon atoms. .)
Item 1 is at least one member selected from the group consisting of: The manufacturing method of lactide as described.

5.前記一般式(3)の有機オニウム塩が、その[Het]Hは、 5. In the organic onium salt of the general formula (3), [Het] + H is

Figure 0005728781
Figure 0005728781

Figure 0005728781

よりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781

Item 1 is at least one member selected from the group consisting of: The manufacturing method of lactide as described.

6.前記一般式(3)の有機オニウム塩が、 6). The organic onium salt of the general formula (3) is

Figure 0005728781
よりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781
Item 1 is at least one member selected from the group consisting of: The manufacturing method of lactide as described.

7. 前記一般式(4)の有機オニウム塩が、その([Het’]H)−Q’−([Het’’]H)は、 7). The organic onium salt of the general formula (4) is represented by ([Het ′] + H) -Q ′-([Het ″] + H)

Figure 0005728781

(前記一般式において、R11〜R22はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜9の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数3〜9の複素環基である。)よりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781

(In the general formula, R 11 to R 22 are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a heterocyclic group having 3 to 9 carbon atoms. The above item 1. which is at least one selected from the group consisting of: The manufacturing method of lactide as described.

8.前記一般式(4)の有機オニウム塩が、 8). The organic onium salt of the general formula (4) is

Figure 0005728781
よりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記の項1.記載のラクチドの製造方法。
Figure 0005728781
Item 1 is at least one member selected from the group consisting of: The manufacturing method of lactide as described.

9.乳酸オリゴマーの平均重合度が、3以上100以下である前記の項1.〜8.のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 9. Item 1. The average degree of polymerization of the lactic acid oligomer is 3 or more and 100 or less. ~ 8. The method for producing lactide according to any one of the above.

10.140〜200℃の温度に加熱して解重合・環化を行う前記の項1.〜9.のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 Item 1. The depolymerization and cyclization are carried out by heating to a temperature of 10.140 to 200 ° C. ~ 9. The method for producing lactide according to any one of the above.

11.乳酸オリゴマーが、光学純度99%e.e.以上の光学活性乳酸を重縮合させたものである前記の項1.〜10.のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 11. Lactic acid oligomer has an optical purity of 99% e.e. e. Item 1. The above item 1, which is a polycondensation of the above optically active lactic acid. -10. The method for producing lactide according to any one of the above.

12.乳酸オリゴマーが、乳酸を、一般式(1)〜(4)より選ばれる少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に加熱して重縮合させたものである前記の項1.〜11.のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 12 Item 1. The lactic acid oligomer is obtained by heating and polycondensing lactic acid in the presence of at least one organic onium salt selected from the general formulas (1) to (4). ~ 11. The method for producing lactide according to any one of the above.

13.乳酸オリゴマーの解重合・環化反応物からラクチドを分離した残渣またはポリ乳酸に、乳酸および/または水を加えて、一般式(1)〜(4)より選ばれる少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に加熱して再生させたものを、解重合・環化の原料の乳酸オリゴマーとして用いることを特徴とする、前記の項1.〜10.のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 13. At least one organic onium salt selected from the general formulas (1) to (4) is obtained by adding lactic acid and / or water to a residue obtained by separating lactide from a depolymerization / cyclization reaction product of a lactic acid oligomer or polylactic acid. Item 1, which is heated and regenerated in the presence of lactic acid oligomer as a raw material for depolymerization / cyclization. -10. The method for producing lactide according to any one of the above.

14.ラクチドが、メソラクチドの含有率1%以下、かつ下記式(A)で定義される光学活性ラクチド選択率が99%以上のものであり、乳酸が該光学活性ラクチドを構成する乳酸成分と同じ光学活性を示し、光学純度が99%e.e.以上である前記の項13.に記載の製造方法。
光学活性ラクチド選択率[%]=(LL‐ラクチドまたはDD‐ラクチドの質量)/(LL‐ラクチドの質量+メソラクチドの質量+DD‐ラクチドの質量)×100 (A)
14 Lactide has a meso-lactide content of 1% or less and an optically active lactide selectivity defined by the following formula (A) of 99% or more, and lactic acid has the same optical activity as the lactic acid component constituting the optically active lactide With an optical purity of 99% e.e. e. The above-mentioned item 13. The manufacturing method as described in.
Optically active lactide selectivity [%] = (mass of LL-lactide or DD-lactide) / (mass of LL-lactide + mass of meso lactide + mass of DD-lactide) × 100 (A)

本発明により、工程内で異物化する恐れがある金属化合物触媒を使用することなく、高い光学純度および化学純度のラクチドを、安定かつ効率よく生産することができる。   According to the present invention, lactide having high optical purity and chemical purity can be stably and efficiently produced without using a metal compound catalyst that may be converted into a foreign substance in the process.

実施例4−1および比較例4−3にて得られたラクチドについて、H−homodecoupling NMR測定を行って得られたチャートの1.7ppm付近の抜粋である(左側:実施例4−1、右側:比較例4−3)。これにより、該ラクチドがメソラクチドを含有している率(以下、メソ体率と称する)を算出するために使用した1.66ppmと1.77ppmのピークの積分値を確認することができる。About the lactide obtained in Example 4-1 and Comparative Example 4-3, it is an extract around 1.7 ppm of the chart obtained by performing 1 H-homocoupling NMR measurement (left side: Example 4-1, Right: Comparative Example 4-3). Thereby, the integrated value of the peak of 1.66 ppm and 1.77 ppm used in order to calculate the ratio (henceforth a meso-body ratio) in which this lactide contains meso-lactide can be confirmed. 実施例5の連続的なラクチド製造において、各回にて投入したL−乳酸の総量を基準としたラクチド収率(LA base)と、オリゴマー総量を基準としたラクチド収率(OLA base)とを示した棒グラフである。In the continuous lactide production of Example 5, the lactide yield (LA base) based on the total amount of L-lactic acid charged each time and the lactide yield (OLA base) based on the total oligomer amount are shown. It is a bar graph.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、前記一般式(1)〜(4)からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に、乳酸オリゴマーを減圧雰囲気で加熱することにより解重合・環化させてラクチドを生成させることを特徴とするラクチドの製造方法である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, lactide is depolymerized and cyclized by heating a lactic acid oligomer in a reduced-pressure atmosphere in the presence of at least one organic onium salt selected from the group consisting of the general formulas (1) to (4). Is a method for producing lactide.

<有機オニウム塩>
まず、前記一般式(1)で表される有機オニウム塩について述べる。
前記一般式(1)で表される有機オニウム塩において、R、R、またはRが無置換もしくは置換基を有する炭素原子数1〜20の脂肪族炭化水素基であるとき、該脂肪族炭化水素基としては、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキニル基、無置換もしくは置換基を有する炭素数4〜12のシクロアルキル基、無置換もしくは置換基を有する炭素原子数7〜20の直鎖状もしくは分岐状のアラルキル基より選ばれるいずれかが好ましい。
<Organic onium salt>
First, the organic onium salt represented by the general formula (1) will be described.
In the organic onium salt represented by the general formula (1), when R A , R B , or R C is an unsubstituted or substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, Examples of the aromatic hydrocarbon group include an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or substituted linear or branched group having 2 to 20 carbon atoms. -Like alkenyl group, unsubstituted or substituted linear or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, unsubstituted or substituted Any one selected from linear or branched aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms having a group is preferred.

前記のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル、イコシル基等を挙げることができる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tertiary butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, tertiary pentyl, hexyl, heptyl, Examples include octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, myristyl group, palmityl group, stearyl, icosyl group and the like.

前記のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、イソペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、オレイル基、イコセニル基等が挙げられる。   Examples of the alkenyl group include vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, isobutenyl, pentenyl, isopentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, An undecenyl group, a dodecenyl group, a tetradecenyl group, an oleyl group, an icocenyl group, etc. are mentioned.

前記のアルキニル基としては、プロパルギル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1−メチル−2−プロピニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、19−イコシニル基等が挙げられる。   Examples of the alkynyl group include propargyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-methyl-2-propynyl group, 3-pentynyl group, 4-pentynyl group, 19-icosinyl group and the like.

前記のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、メチルシクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基、パーヒドロビフェニル基などが挙げられる。   Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a methylcyclohexyl group, a decahydronaphthyl group, and a perhydrobiphenyl group.

前記のアラルキル基としては、ベンジル基、メチルベンジル基、(α−/β−)フェネチル基、メチルフェネチル基、フェニルベンジル基、ナフチルメチル基、トリフェニルエチル基などが例示される。   Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a methylbenzyl group, an (α- / β-) phenethyl group, a methylphenethyl group, a phenylbenzyl group, a naphthylmethyl group, and a triphenylethyl group.

なお、本発明の製造方法において用いられる前記の一般式(1)〜(4)の有機オニウム塩の構造に関して、「無置換もしくは置換基を有する」という場合の“置換基”とは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、シアノ基、チオシアノ基、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基よりなる群から選ばれる1種類以上を指し、「置換基を有する炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基」のように言う場合、該炭素原子数は該アルキル基についてのもので、置換基が有する炭素原子はこれに含まれない。   In addition, regarding the structure of the organic onium salt of the general formulas (1) to (4) used in the production method of the present invention, the “substituent” in the case of “unsubstituted or having a substituent” means a fluoro group Chloro group, bromo group, iodo group, cyano group, thiocyano group, methoxy group, ethoxy group, phenoxy group, methylthio group, ethylthio group, phenylthio group, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, phenylsulfonyl group When referring to one or more kinds, such as “a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having a substituent”, the number of carbon atoms is for the alkyl group, This does not include the carbon atoms possessed by.

前記一般式(1)で表される有機オニウム塩において、R、R、またはRのうち2以上が水素原子でなく環を形成する場合の、環状構造としては、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、ピペラジン環、2−アザアダマンタン環、キヌクリジン環などからなる群より選ばれる1つ以上が挙げられる。 In the organic onium salt represented by the general formula (1), when two or more of R A , R B , or R C form a ring instead of a hydrogen atom, the cyclic structure includes a pyrrolidine ring, a piperidine ring 1 or more selected from the group consisting of morpholine ring, piperazine ring, 2-azaadamantane ring, quinuclidine ring, and the like.

前記一般式(1)で表される有機オニウム塩において、R、R、またはRが無置換もしくは置換基を有する炭素数6〜18のアリール基であるとき、該アリール基としては、フェニル基、トルイル基類,キシリル基類、(α−、β−)ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、フルオレニル基、ターフェニル基、フェナントリル基、アセナフチル基などが好ましく、これらアリール基は無置換またはフルオロ基もしくはクロロ基で1つ以上の水素が置換されたものが好ましい。 In the organic onium salt represented by the general formula (1), when R A , R B , or R C is an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, A phenyl group, a toluyl group, a xylyl group, an (α-, β-) naphthyl group, a biphenyl group, an anthranyl group, a fluorenyl group, a terphenyl group, a phenanthryl group, an acenaphthyl group, etc. are preferred, and these aryl groups are unsubstituted or Those in which one or more hydrogens are substituted with a fluoro group or a chloro group are preferable.

前記一般式(1)で表される有機オニウム塩において、R、R、またはRが無置換もしくは置換基を有する炭素数3〜22の複素環基であるとき、該アリール基としては、アジリジル基、フリル基、チェニル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、ベンゾフリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イミダゾリル基、ピラジル基、ピリミジル基、キナゾリニル基、プリニル等が好ましいものとして挙げられる。 In the organic onium salt represented by the general formula (1), when R A , R B , or R C is an unsubstituted or substituted heterocyclic group having 3 to 22 carbon atoms, the aryl group is Preferred examples include aziridyl group, furyl group, chenyl group, pyrrolyl group, pyridyl group, quinolyl group, benzofuryl group, oxazolyl group, thiazolyl group, imidazolyl group, pyrazyl group, pyrimidyl group, quinazolinyl group, purinyl and the like.

前記一般式(1)において、Xは炭素数1〜18のアルキルスルホン酸イオン、炭素数6〜18のアリールスルホン酸イオン、炭素数4〜18の複素環スルホン酸イオン、炭素数1〜8のフッ化アルキルスルホン酸イオン、または硫酸水素イオンであり、なかでも、メタンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオン、オクタンスルホン酸イオン、ドデカンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、デシルベンゼンスルホン酸イオン、炭素数1〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオン、硫酸水素イオンよりなる群から選ばれる1種類以上が好ましく、炭素数1〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオン、つまり、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、パーフルオロエタンスルホン酸イオン、パーフルオロブタンスルホン酸イオン、パーフルオロヘキサンスルホン酸イオン等が特に好ましい。 In the general formula (1), X - represents an alkyl sulfonate ion having 1 to 18 carbon atoms, an aryl sulfonate ion having 6 to 18 carbon atoms, a heterocyclic sulfonate ion having 4 to 18 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms Fluorinated alkyl sulfonate ions or hydrogen sulfate ions of methane sulfonate ion, ethane sulfonate ion, octane sulfonate ion, dodecane sulfonate ion, p-toluene sulfonate ion, benzene sulfonate ion, One or more kinds selected from the group consisting of naphthalene sulfonate ion, dodecyl benzene sulfonate ion, decyl benzene sulfonate ion, perfluoroalkyl sulfonate ion having 1 to 6 carbon atoms and hydrogen sulfate ion are preferable, and 1 to 6 carbon atoms are preferable. Perfluoroalkyl sulfonate ion Fluoromethanesulfonic acid ions, perfluoroethanesulfonic acid ions, perfluorobutanesulfonic acid ions, perfluorohexanesulfonic acid ions, and the like are particularly preferable.

前記一般式(1)で表される有機オニウム塩としては、カチオンがトリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、エチルジメチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム等の脂肪族アンモニウム、アニリニウム、ジフェニルアンモニウム等の芳香族アンモニウム、N−メチルピロリジウム、N−メチルピペリジニウム、N−メチルモルホリニウム等の脂環式アンモニウム、トリアリールホスホニウム、アリールジアルキルホスホニウム、ジアリールアルキルホスホニウム、トリアルキルホスホニウム等のモノホスホニウムであるものが好ましいものとして挙げられる。   Examples of the organic onium salt represented by the general formula (1) include cation having aliphatic ammonium such as trimethylammonium, triethylammonium, ethyldimethylammonium and diethylmethylammonium, aromatic ammonium such as anilinium and diphenylammonium, and N-methyl. Preferred are those that are monophosphonium such as alicyclic ammonium such as pyrrolidinium, N-methylpiperidinium, N-methylmorpholinium, triarylphosphonium, aryldialkylphosphonium, diarylalkylphosphonium, trialkylphosphonium. It is done.

特に、カチオンがフッ素置換体のアニリウム、塩素置換体、具体的には置換位置任意のジクロロアニリニウムや、置換位置任意のトリクロロアニリニウム、ジフェニルアンモニウム、トリアリールアンモニムである前記一般式(1)で表される有機オニウム塩が好ましく、より好ましいものとしては以下に構造を示すものが挙げられる。   In particular, the general formula (1) in which the cation is fluorine-substituted anilium, chlorine-substituted, specifically dichloroanilinium at any substitution position, trichloroanilinium, diphenylammonium, triarylammonium at any substitution position. The organic onium salt represented by these is preferable, and what shows a structure below is mentioned as a more preferable thing.

Figure 0005728781
ここで、TPP−Tはトリフェニルホスホニウムトルフルオロメタンスルホネート、TPP−Sはトリフェニルホスホニウムハイドロジェンサルフェート、PFPATはペンタフルオロフェニルアンモニウムトルフルオロメタンスルホネート、2,4−DCA−Tは2,4−ジクロロフェニルアンモニウムトルフルオロメタンスルホネート、2,5−DCA−Tは2,5−ジクロロフェニルアンモニウムトルフルオロメタンスルホネート、2,4,6−DCA−Tは2,4,6−トリクロロフェニルアンモニウムトルフルオロメタンスルホネート、DPATはジフェニルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、DPA−Sはジフェニルアンモニウムハイドロジェンサルフェートの略号である。
Figure 0005728781
Here, TPP-T is triphenylphosphonium trifluoromethanesulfonate, TPP-S is triphenylphosphonium hydrogen sulfate, PFPAT is pentafluorophenylammonium trifluoromethanesulfonate, and 2,4-DCA-T is 2,4-dichlorophenyl. Ammonium trifluoromethanesulfonate, 2,5-DCA-T is 2,5-dichlorophenylammonium trifluoromethanesulfonate, 2,4,6-DCA-T is 2,4,6-trichlorophenylammonium trifluoromethanesulfonate, DPAT Is an abbreviation for diphenylammonium trifluoromethanesulfonate, and DPA-S is an abbreviation for diphenylammonium hydrogen sulfate.

次に、前記一般式(2)で表される有機オニウム塩について述べる。
前記一般式(2)で表される有機オニウム塩として、そのQが単結合または無置換の炭素原子数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基であるものが好ましい。
Next, the organic onium salt represented by the general formula (2) will be described.
As the organic onium salt represented by the general formula (2), those in which Q is a single bond or an unsubstituted linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms are preferable.

前記一般式(2)におけるR、R、R、およびRの好ましい基は、前記一般式(1)におけるR、R、およびRについて示したものと同様である。ただし、R、R、R、およびRのうち2以上が水素原子でなく環を形成する場合の、環状構造としては、前記一般式(1)に関して示したピロリジン環等のほか、1,3−ジアダマンタン環なども含まれる。 Preferred groups of R D , R E , R F , and R G in the general formula (2) are the same as those shown for R A , R B , and R C in the general formula (1). However, in the case where two or more of R D , R E , R F , and R G form a ring instead of a hydrogen atom, the cyclic structure includes, for example, the pyrrolidine ring shown for the general formula (1), A 1,3-diadamantane ring and the like are also included.

前記一般式(2)におけるX’−、およびX’’−の好ましいものは前記一般式(1)におけるXについて示したものと同様である。 X in the general formula (2) '-, and X''- preferred are the X in the general formula (1) - are the same as those shown for.

前記一般式(2)で表される有機オニウム塩として特に好ましくは、以下に示すものが挙げられる。   Particularly preferred examples of the organic onium salt represented by the general formula (2) include the following.

Figure 0005728781
(前記右側の一般式において、mおよびnはそれぞれ独立に0〜4のいずれかである。)
Figure 0005728781
(In the general formula on the right side, m and n are each independently 0-4.)

次に、前記一般式(3)で表される有機オニウム塩について述べる。
なお、本発明の製造方法において用いられる前記一般式(3)〜(4)の有機オニウム塩の構造に関して、「無置換もしくは置換基を有する」という場合の“置換基”とは、無置換の炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、無置換の炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、無置換の炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキニル基、無置換の炭素数4〜12のシクロアルキル基、無置換の炭素原子数7〜20の直鎖状もしくは分岐状のアラルキル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、シアノ基、チオシアノ基、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、アミノ基よりなる群から選ばれる1種類以上を指し、「炭素数3〜65の無置換もしくは置換基を有する含窒素芳香族複素環基」のように言う場合、該炭素数は置換基が有する炭素原子も含むものである。
Next, the organic onium salt represented by the general formula (3) will be described.
In addition, regarding the structure of the organic onium salt of the general formulas (3) to (4) used in the production method of the present invention, the term “substituent” in the case of “unsubstituted or having a substituent” A linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted linear or branched alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an unsubstituted straight chain having 2 to 20 carbon atoms Or a branched alkynyl group, an unsubstituted cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, an unsubstituted linear or branched aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, a fluoro group, a chloro group, a bromo group, and an iodo group Group, cyano group, thiocyano group, methoxy group, ethoxy group, phenoxy group, methylthio group, ethylthio group, phenylthio group, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, amino group It refers to one or more selected from the group consisting of groups, and when it is referred to as “an unsubstituted or substituted nitrogen-containing aromatic heterocyclic group having 3 to 65 carbon atoms”, the carbon number of the substituent is carbon Includes atoms.

前記一般式(3)におけるX’’’−の好ましいものは前記一般式(1)におけるXについて示したものと同様である。 Preferable X ′ ″ − in the general formula (3) is the same as that shown for X in the general formula (1).

前記一般式(3)で表される有機オニウム塩としては、その[Het]Hが、 As the organic onium salt represented by the general formula (3), [Het] + H is

Figure 0005728781
(前記一般式において、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜9の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数3〜9の複素環基である。)よりなる群から選ばれる少なくとも1種であるものが好ましく、具体例として、ピリジニウム、ピリダジニウム、ピラジニウム、ピリミジニウム、ピラゾリウム、イミダゾリウム、オキサゾリウム、イソオキサゾリウムなどの含窒素の単環又は縮合環化合物を挙げることができる。これら含窒素芳香族複素環化合物にはアルキル基、アラルキル基、ハロゲン基、アルコキシ基などの置換基が結合していても良い。
Figure 0005728781
(In the general formula, R 1 to R 7 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 3 to 9 carbon atoms. And at least one selected from the group consisting of a heterocyclic group), and specific examples include nitrogen-containing compounds such as pyridinium, pyridazinium, pyrazinium, pyrimidinium, pyrazolium, imidazolium, oxazolium, and isoxazolium. A monocyclic or condensed ring compound can be mentioned. These nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds may be bonded to a substituent such as an alkyl group, an aralkyl group, a halogen group, or an alkoxy group.

前記一般式(3)で表される有機オニウム塩としては、その[Het]Hが、 As the organic onium salt represented by the general formula (3), [Het] + H is

Figure 0005728781
Figure 0005728781

Figure 0005728781
よりなる群から選ばれる少なくとも1種であるとより好ましく、かつX’’’−が炭素数1〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンであると一層好ましい。更に言うと、前記一般式(3)で表される有機オニウム塩としては、
Figure 0005728781
It is more preferable that it is at least one selected from the group consisting of the above, and it is more preferable that X ′ ″ − is a perfluoroalkylsulfonic acid ion having 1 to 6 carbon atoms. Furthermore, as the organic onium salt represented by the general formula (3),

Figure 0005728781

よりなる群から選ばれる少なくとも1種が特に好ましい。
Figure 0005728781

Particularly preferred is at least one selected from the group consisting of:

次に、前記一般式(4)で表される有機オニウム塩について述べる。
前記一般式(4)におけるQ’の好ましいものは前記一般式(2)おけるQについて示したものと同様である。
Next, the organic onium salt represented by the general formula (4) will be described.
Preferable Q ′ in the general formula (4) is the same as that shown for Q in the general formula (2).

前記一般式(4)におけるX’’’’−およびX’’’’’−の好ましいものは前記一般式(1)におけるXについて示したものと同様である。 Formula (4) X 'in''of the preferred X in the general formula (1) - -' - and X '''''is similar to that shown for.

前記一般式(4)の有機オニウム塩は、その([Het’]H)−Q’−([Het’’]H)が、 The organic onium salt of the general formula (4) has ([Het ′] + H) -Q ′-([Het ″] + H)

Figure 0005728781
(前記一般式において、R11〜R22はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜9の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数3〜9の複素環基である。)
よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。好ましいものの具体例としては、2,2’−ビピリジニウム、4,4’ −ビピリジニウム、5,5’−ジメチル−2,2’−ビピリジニウム、が挙げられる。また、ビスホスホニウムも好ましいものとして挙げることができる。
Figure 0005728781
(In the general formula, R 11 to R 22 are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a heterocyclic group having 3 to 9 carbon atoms. .)
It is preferably at least one selected from the group consisting of: Specific examples of preferable ones include 2,2′-bipyridinium, 4,4′-bipyridinium, and 5,5′-dimethyl-2,2′-bipyridinium. Bisphosphonium can also be mentioned as a preferable one.

更に言うと、前記一般式(4)で表される有機オニウム塩としては、   Furthermore, as the organic onium salt represented by the general formula (4),

Figure 0005728781
よりなる群から選ばれる少なくとも1種が特に好ましい。
Figure 0005728781
Particularly preferred is at least one selected from the group consisting of:

以下の説明において、特に断らない限り、前記の化学式(5)から(9)のスルホン酸塩は、それぞれ、ピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、5,5’−ジメチル−2,2’−ビスピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、2,2’−ビスピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、4,4’−ビスピリジニウムトリフルオロメタンスルホネートであり、それぞれ、PyH−T、Me−Imid−T、5,5’−diMe−2,2’−BiPy−T、2,2’−BiPy−T、4,4’−BiPy−Tと略するものとする。   In the following description, unless otherwise specified, the sulfonates of the above chemical formulas (5) to (9) are pyridinium trifluoromethanesulfonate, methylimidazolium trifluoromethanesulfonate, 5,5′-dimethyl-2,2 respectively. '-Bispyridinium trifluoromethanesulfonate, 2,2'-bispyridinium trifluoromethanesulfonate, 4,4'-bispyridinium trifluoromethanesulfonate, PyH-T, Me-Imid-T, 5,5'-diMe, respectively. It shall be abbreviated as -2,2'-BiPy-T, 2,2'-BiPy-T, and 4,4'-BiPy-T.

前記の一般式(1)〜(4)の有機オニウム塩は、乳酸オリゴマーを解重合・環化してラクチドを生成させる際の条件で充分な安定性を有するが、前記一般式(5)〜(9)の有機オニウム塩は、特に耐熱性に優れているので、反応温度をより高くすることできる。   The organic onium salts of the general formulas (1) to (4) have sufficient stability under the conditions for depolymerizing and cyclizing the lactic acid oligomer to produce lactide, but the general formulas (5) to (5) Since the organic onium salt 9) is particularly excellent in heat resistance, the reaction temperature can be further increased.

前記一般式(1)〜(4)の有機オニウム塩の製造方法としては、カチオン成分の含窒素化合物または含リン化合物と、X等のアニオン成分となるスルホン酸類とを反応させる方法が簡便である。前記一般式(7)、(8)および(9)の有機オニウム塩について具体的に言うと、前記一般式(7)の有機オニウム塩は5,5’-ジメチル-2,2’-ビピリジンを塩化メチレンに溶かし、2当量のトリフルオロメタンスルホン酸を加えて中和反応させた後、ジエチルエーテルを加えて再結晶させることで得られる。 As a method for producing an organic onium salt of the general formula (1) to (4), a nitrogen-containing compound or a phosphorus-containing compound of cationic components, X - a method of reacting a sulfonic acid as the anionic component, such as it is convenient is there. Specifically, the organic onium salts of the general formulas (7), (8), and (9) are expressed as follows. The organic onium salt of the general formula (7) is represented by 5,5′-dimethyl-2,2′-bipyridine. It is obtained by dissolving in methylene chloride, neutralizing by adding 2 equivalents of trifluoromethanesulfonic acid, and then recrystallizing by adding diethyl ether.

また、前記一般式(8)の有機オニウム塩は2,2’-ビピリジンを塩化メチレンに溶かし、2当量のトリフルオロメタンスルホン酸を加えて中和反応させた後、ジエチルエーテルを加えて再結晶させることで得られる。   In the organic onium salt of the general formula (8), 2,2′-bipyridine is dissolved in methylene chloride, neutralized by adding 2 equivalents of trifluoromethanesulfonic acid, and then recrystallized by adding diethyl ether. Can be obtained.

更に、前記一般式(9)の有機オニウム塩は4,4’-ビピリジンを塩化メチレンに溶かし、2当量のトリフルオロメタンスルホン酸を加えて中和反応させた後、ジエチルエーテルを加えて再結晶させることで得られる。   Further, the organic onium salt of the general formula (9) is obtained by dissolving 4,4′-bipyridine in methylene chloride, adding 2 equivalents of trifluoromethanesulfonic acid to neutralize, and then recrystallizing with diethyl ether. Can be obtained.

前記一般式(8)の有機オニウム塩の合成法については、“Barbara Milani, Anna Anzilutti, Lidia Vicentini, Andrea Sessanta o Santi, Ennio Zangrando, Silvano Geremia, and Giovanni Mestroni Organometallics 1997, 16, 5064-5075”に詳細が示されている。   The synthesis method of the organic onium salt of the general formula (8) is described in “Barbara Milani, Anna Anzilutti, Lidia Vicentini, Andrea Sessanta o Santi, Ennio Zangrando, Silvano Geremia, and Giovanni Mestroni Organometallics 1997, 16, 5064-5075”. Details are shown.

本発明の製造方法における有機オニウム塩の使用量は、乳酸オリゴマー基準の触媒濃度が0.01〜10mol%であると好ましく、0.1〜5mol%であると更に好ましく、0.2〜2mol%であると特に好ましい。0.01mol%より少ないとラクチド収率上、不十分となる傾向があり、また、10mol%を越えてもその効果はほとんど変わらないからである。   The amount of the organic onium salt used in the production method of the present invention is preferably such that the catalyst concentration based on the lactic acid oligomer is 0.01 to 10 mol%, more preferably 0.1 to 5 mol%, and 0.2 to 2 mol%. Is particularly preferred. If the amount is less than 0.01 mol%, the yield of lactide tends to be insufficient, and if the amount exceeds 10 mol%, the effect hardly changes.

なお本発明において、“乳酸オリゴマー基準の触媒濃度”とは、乳酸オリゴマーの質量を乳酸残基(−O−CH(CH)−C(=O)−)の式量の72で割って求めた乳酸残基のモル量に対する有機オニウム塩のモル量の割合(有機オニウム塩/乳酸残基)を言う。“ポリ乳酸基準の触媒濃度”や“ラクチド残渣基準の触媒濃度”という場合も同様である。 In the present invention, the “catalyst concentration based on lactic acid oligomer” is determined by dividing the mass of the lactic acid oligomer by 72 of the formula amount of lactic acid residue (—O—CH (CH 3 ) —C (═O) —). The ratio of the molar amount of the organic onium salt to the molar amount of the lactic acid residue (organic onium salt / lactic acid residue). The same applies to “polylactic acid-based catalyst concentration” and “lactide residue-based catalyst concentration”.

<解重合・環化>
本発明の製造方法においては、平均重合度が3〜100の範囲にある乳酸オリゴマーを用いることが好ましい。平均重合度が3より小さい乳酸オリゴマーを用いると、ラクチド生成の前に低分子量オリゴ乳酸が留出し易い傾向にあり、平均重合度が100より大きい乳酸オリゴマーを用いると、加熱時に解重合・環化よりも重縮合が優先的に進行するらしくラクチドの収率が低下するからである。ここで、平均重合度は、H−NMRスペクトル測定により測定することができ、特に断らない限り、本明細書中では、得られた数平均重合度を平均重合度という。本発明の製造方法において用いられる乳酸オリゴマーは平均重合度が3〜50のものであるとより好ましく、平均重合度が6〜15のものを用いると更に好ましい。
<Depolymerization / Cyclization>
In the production method of the present invention, it is preferable to use a lactic acid oligomer having an average degree of polymerization of 3 to 100. If a lactic acid oligomer with an average polymerization degree of less than 3 is used, low molecular weight oligolactic acid tends to distill before the lactide is formed. If a lactic acid oligomer with an average polymerization degree of more than 100 is used, depolymerization and cyclization will occur during heating. This is because the polycondensation proceeds more preferentially and the yield of lactide decreases. Here, the average degree of polymerization can be measured by 1 H-NMR spectrum measurement, and the obtained number average degree of polymerization is referred to as the average degree of polymerization unless otherwise specified. The lactic acid oligomer used in the production method of the present invention is more preferably one having an average degree of polymerization of 3 to 50, and still more preferably one having an average degree of polymerization of 6 to 15.

本発明の製造方法の解重合・環化において、減圧下とは、大気圧(101.3kPa)より低い圧力であればよく、好ましくは0.013〜1.3kPa、より好ましくは0.133〜0.533kPaである。   In the depolymerization / cyclization of the production method of the present invention, the reduced pressure may be a pressure lower than the atmospheric pressure (101.3 kPa), preferably 0.013-1.3 kPa, more preferably 0.133- 0.533 kPa.

本発明の製造方法において、解重合・環化を行う温度としては140〜200℃が好ましく、160〜180℃が更に好ましい。加熱温度が140℃よりも低いと解重合・環化が進行しにくく、200℃よりも高いと副反応が惹起し易くなり好ましくないからである。   In the production method of the present invention, the temperature for performing depolymerization / cyclization is preferably 140 to 200 ° C, more preferably 160 to 180 ° C. This is because if the heating temperature is lower than 140 ° C., depolymerization and cyclization hardly proceed, and if the heating temperature is higher than 200 ° C., side reactions are likely to occur, which is not preferable.

本発明の製造方法において、解重合・環化を行う反応時間としては、生産性の面からは短い方が好ましいが、充分に反応を行う必要があるので、0.5〜75時間であると好ましく、1〜35時間であるとより好ましく、2〜10時間であると更に好ましい。   In the production method of the present invention, the reaction time for depolymerization / cyclization is preferably shorter from the viewpoint of productivity, but it is necessary to carry out the reaction sufficiently, so that it is 0.5 to 75 hours. Preferably, it is 1 to 35 hours, more preferably 2 to 10 hours.

また、本発明の製造方法における、乳酸オリゴマーの解重合・環化は、溶媒を用いても又は無溶媒で行ってもよい。なお、特に断らない限り、本発明において「無溶媒」とは、脱水縮合反応により生じる水を共沸除去するための溶媒を添加しない反応条件を意味する。   In the production method of the present invention, the depolymerization and cyclization of the lactic acid oligomer may be performed using a solvent or without a solvent. Unless otherwise specified, the term “solvent-free” in the present invention means a reaction condition in which a solvent for azeotropic removal of water generated by a dehydration condensation reaction is not added.

なお、本発明の製造方法において、前記の有機オニウム塩に加えて、本発明の効果を損なわない程度に、スズ化合物など公知の金属化合物触媒を併用することも可能である。   In addition, in the manufacturing method of this invention, in addition to the said organic onium salt, it is also possible to use together well-known metal compound catalysts, such as a tin compound, to such an extent that the effect of this invention is not impaired.

<乳酸オリゴマー>
本発明の製造方法において、原料の乳酸オリゴマーとしては、公知の方法によって製造されたものを使用できる。例えば、乳酸を直接脱水縮合して得られた乳酸オリゴマーが代表的なものとして挙げられる。その場合、乳酸を直接脱水縮合して乳酸オリゴマーを生成させた反応混合物のまま、本発明の製造方法において原料として用いてもよく、また、乳酸オリゴマーを反応混合物から分離・精製してから用いても良い。
<Lactic acid oligomer>
In the production method of the present invention, as the raw material lactic acid oligomer, those produced by a known method can be used. For example, a typical example is a lactic acid oligomer obtained by direct dehydration condensation of lactic acid. In that case, the reaction mixture in which lactic acid is directly dehydrated and condensed to form a lactic acid oligomer may be used as a raw material in the production method of the present invention, or the lactic acid oligomer may be used after being separated and purified from the reaction mixture. Also good.

高性能のポリ乳酸を得るためには高純度のラクチドが必要であり、高純度のラクチドを得るためには、乳酸オリゴマーの原料となるD−乳酸またはL−乳酸には光学純度の高いものを用いることが好ましい。   In order to obtain high-performance polylactic acid, high-purity lactide is required, and in order to obtain high-purity lactide, D-lactic acid or L-lactic acid used as a raw material for lactic acid oligomers must have high optical purity. It is preferable to use it.

なお、ここで、光学純度とは、D−乳酸またはL−乳酸のいずれか多い方の量から少ない方の量を差し引き、全体の量で割った値で表すことができる。例えば、L−乳酸量を「L」、D−乳酸量を「D」とし、L−乳酸量が過剰な場合、光学純度は以下の式で表される。
光学純度(%e.e.)=[(L−D)/(L+D)]×100
Here, the optical purity can be represented by a value obtained by subtracting the smaller amount from the larger amount of D-lactic acid or L-lactic acid and dividing the result by the total amount. For example, when the amount of L-lactic acid is “L”, the amount of D-lactic acid is “D”, and the amount of L-lactic acid is excessive, the optical purity is expressed by the following formula.
Optical purity (% ee) = [(LD) / (L + D)] × 100

D−乳酸またはL−乳酸の光学純度は、高速液体クロマトグラフ法(HPLC法)を用いて、乳酸のD/L体のピーク面積比から算出することができる。   The optical purity of D-lactic acid or L-lactic acid can be calculated from the peak area ratio of the D / L form of lactic acid using a high performance liquid chromatographic method (HPLC method).

本発明において、乳酸オリゴマーの原料として用いられる光学活性乳酸、つまりD−乳酸またはL−乳酸は、光学純度が99%e.e.以上のものがより好ましく、99.5%e.e.以上のものが更に好ましい。   In the present invention, the optically active lactic acid used as a raw material for the lactic acid oligomer, that is, D-lactic acid or L-lactic acid has an optical purity of 99% e.e. e. The above are more preferable, and 99.5% e.e. e. The above is more preferable.

また、本発明の製造方法において、勿論、ラクチドを開環重合して得た乳酸オリゴマーを原料として用いても良い。   In the production method of the present invention, of course, a lactic acid oligomer obtained by ring-opening polymerization of lactide may be used as a raw material.

前述のように乳酸オリゴマーの重合度が高すぎると、これを前記の有機オニウム塩とともに、減圧下に加熱しても、解重合・環化よりも脱水重縮合が優先的に進行し易くなるので、前記のとおり、乳酸オリゴマーの重合度が、好ましくは100以下、より好ましくは50以下、特に好ましくは15以下、かつ好ましくは3以上、より好ましくは6以上となるように乳酸の直接脱水重縮合の条件を選択することが好ましい。   As described above, if the degree of polymerization of the lactic acid oligomer is too high, dehydration polycondensation is more likely to proceed preferentially than depolymerization and cyclization even when heated under reduced pressure together with the organic onium salt. As described above, direct dehydration polycondensation of lactic acid so that the degree of polymerization of the lactic acid oligomer is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, particularly preferably 15 or less, and preferably 3 or more, more preferably 6 or more. It is preferable to select these conditions.

乳酸を直接脱水重縮合させる際の圧力としては、2.5〜9.3kPaであると好ましく、4.0〜6.7kPaであるとより好ましい。圧力が9.3kPaより高いと水が留出しにくい場合がある。また、より低圧とする方が反応温度を低くできるので好ましいが、2.5kPaよりも低くすると高真空装置が必要となる上に、配管に詰まりが生じる等の問題が発生し易くなることがある。   The pressure for direct dehydration polycondensation of lactic acid is preferably 2.5 to 9.3 kPa, and more preferably 4.0 to 6.7 kPa. If the pressure is higher than 9.3 kPa, it may be difficult to distill water. In addition, a lower pressure is preferable because the reaction temperature can be lowered. However, if the pressure is lower than 2.5 kPa, a high vacuum device is required and problems such as clogging of the piping may occur easily. .

乳酸の直接脱水重縮合の温度としては、120〜160℃が好ましく、130〜150℃であるとより好ましい。直接脱水重縮合の温度が120℃より低いと脱水縮合が進行しにくいことがあり、160℃より高いと重合度が高くなりすぎることがある。   The temperature for direct dehydration polycondensation of lactic acid is preferably 120 to 160 ° C, more preferably 130 to 150 ° C. If the temperature of direct dehydration polycondensation is lower than 120 ° C, dehydration condensation may not proceed easily, and if it is higher than 160 ° C, the degree of polymerization may become too high.

乳酸の直接脱水重縮合の反応時間としては、生産性の面からは短い方が好ましいが、充分に反応を行う必要があるので、0.5〜75時間であると好ましく、1〜35時間であるとより好ましく、2〜10時間であると更に好ましい。   The reaction time for the direct dehydration polycondensation of lactic acid is preferably shorter from the viewpoint of productivity, but it is necessary to carry out the reaction sufficiently, and it is preferably 0.5 to 75 hours, and preferably 1 to 35 hours. More preferably, it is more preferably 2 to 10 hours.

乳酸を直接脱水重縮合して乳酸オリゴマーを得る際、溶媒を用いることなく乳酸と重縮合触媒との混合物のみで反応を行っても良く、脱水重縮合反応による生じる水を共沸除去するための溶媒を添加してもよい。そのような溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン等が使用でき、その使用量は操作性の観点から、乳酸に対して1〜3倍(容量)程度が好ましい。   When obtaining a lactic acid oligomer by directly dehydrating polycondensation of lactic acid, the reaction may be carried out only with a mixture of lactic acid and a polycondensation catalyst without using a solvent, and azeotropic removal of water generated by the dehydration polycondensation reaction may be performed. A solvent may be added. As such a solvent, benzene, toluene, xylene and the like can be used, and the amount used is preferably about 1 to 3 times (volume) with respect to lactic acid from the viewpoint of operability.

乳酸を直接脱水重縮合して乳酸オリゴマーを得る際の重縮合触媒としては、オクチル酸スズに代表される金属化合物触媒など公知のものを使用することができるが、前記一般式(1)〜(4)に示した有機オニウム塩の少なくとも1種類を用いると、乳酸オリゴマーの単離や金属化合物触媒の除去をすることなくラクチド製造の原料とすることができるので好ましい。直接脱水重縮合における重縮合触媒の使用量としては、乳酸に対する重縮合触媒の濃度(重縮合触媒/乳酸)が0.01〜10mol%であると好ましく、0.1〜5mol%であると更に好ましく、0.2〜2mol%であると特に好ましい。   As a polycondensation catalyst for obtaining a lactic acid oligomer by directly dehydrating polycondensation of lactic acid, known compounds such as metal compound catalysts represented by tin octylate can be used. Use of at least one of the organic onium salts shown in 4) is preferable because it can be used as a raw material for producing lactide without isolating lactic acid oligomers or removing metal compound catalysts. The amount of the polycondensation catalyst used in the direct dehydration polycondensation is preferably such that the concentration of the polycondensation catalyst relative to lactic acid (polycondensation catalyst / lactic acid) is 0.01 to 10 mol%, and more preferably 0.1 to 5 mol%. Preferably, it is especially preferable in it being 0.2-2 mol%.

また、本発明の製造方法において、原料の乳酸オリゴマーとしては、乳酸オリゴマーを解重合・環化させた反応物からラクチドを分離した残渣(以下、ラクチド残渣と称する場合がある)に乳酸および/または水を加えて加熱することにより、再生されたものを用いてもよい。該ラクチド残渣中には、重合度が高めの乳酸オリゴマーや、ポリ乳酸が含まれており、乳酸により加酸分解、および/または水による加水分解が起こって低分子量化が進むことにより、ラクチドの原料として好適な乳酸オリゴマーが再生される。   In the production method of the present invention, the raw lactic acid oligomer may be a residue obtained by separating lactide from a reaction product obtained by depolymerizing and cyclizing the lactic acid oligomer (hereinafter sometimes referred to as a lactide residue) and / or lactic acid and / or You may use what was regenerated by adding water and heating. The lactide residue contains lactic acid oligomers having a high degree of polymerization and polylactic acid, and acid degradation by lactic acid and / or hydrolysis by water occurs to lower the molecular weight. A lactic acid oligomer suitable as a raw material is regenerated.

更に、本発明の製造方法において原料として用いられる乳酸オリゴマーとしては、ポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、再生されたものを用いてもよい(以下、ラクチド残渣やポリ乳酸から再生された乳酸オリゴマーを再生乳酸オリゴマーと称することがある)。この場合のポリ乳酸としては、前記のラクチド残渣から単離されたものでも良く、重縮合反応の際の品質外れ品でも良く、ポリ乳酸を紡糸や成形する際に生じた成形屑でも良く、また、ポリ乳酸製品として販売され、使用後に廃棄されたものを回収して異物や他素材を除去したものでも良い。ポリ乳酸やラクチド残渣から乳酸オリゴマーを再生させる際に用いる乳酸および/または水としては、乳酸水溶液が好ましい。予め乳酸水溶液を調製してポリ乳酸やラクチド残渣と混合しても良く、乳酸と水とを別々に混合しても良い。   Furthermore, as a lactic acid oligomer used as a raw material in the production method of the present invention, a lactic acid and / or water regenerated by adding lactic acid and / or water to a polylactic acid may be used (hereinafter referred to as a lactide residue or a polylactic acid). Lactic acid oligomers regenerated from lactic acid may be referred to as regenerated lactic acid oligomers). In this case, the polylactic acid may be isolated from the above-mentioned lactide residue, may be a non-quality product during the polycondensation reaction, may be a molding waste generated when spinning or molding polylactic acid, A product that is sold as a polylactic acid product and discarded after use can be recovered to remove foreign substances and other materials. The lactic acid and / or water used when regenerating the lactic acid oligomer from the polylactic acid or lactide residue is preferably a lactic acid aqueous solution. An aqueous lactic acid solution may be prepared in advance and mixed with polylactic acid or a lactide residue, or lactic acid and water may be mixed separately.

前記のように、ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させ、これを解重合・環化してラクチドを生成させるにおいて、ラクチドが、メソラクチドの含有率1%以下、かつ前記式にて定義される光学活性ラクチド選択率が99%以上のものであり、乳酸が該光学活性ラクチドを構成する乳酸成分と同じ光学活性を示し、光学純度が99%e.e.以上であることが好ましい。   As described above, by adding lactic acid and / or water to lactide residue or polylactic acid and heating, the lactic acid oligomer is regenerated, and this is depolymerized and cyclized to produce lactide. In this case, lactide is a meso-lactide. The content is 1% or less, and the optically active lactide selectivity defined by the above formula is 99% or more. The lactic acid exhibits the same optical activity as the lactic acid component constituting the optically active lactide, and the optical purity is 99. % E. e. The above is preferable.

なお、本発明においては、便宜上、平均重合度が100超過のものをポリ乳酸と称し、3以上100以下のものを乳酸オリゴマーと称し、非環状の2量体をダイマーと称する。前記のポリ乳酸の平均重合度について特に上限は特に無いが、あまり平均重合度が高いと加酸分解が進みにくいので、平均重合度は7000以下であると好ましく、5000以下であるとより好ましく、1000以下であると更に好ましい。   In the present invention, for the sake of convenience, those having an average polymerization degree exceeding 100 are referred to as polylactic acid, those having 3 to 100 are referred to as lactic acid oligomers, and acyclic dimers are referred to as dimers. The upper limit of the average degree of polymerization of the polylactic acid is not particularly limited, but if the average degree of polymerization is too high, it is difficult for the acidolysis to proceed. Therefore, the average degree of polymerization is preferably 7000 or less, more preferably 5000 or less, More preferably, it is 1000 or less.

ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させる際の温度としては、100℃以上200℃以下の温度が好ましく、120℃以上160℃以下であるとより好ましい。   The temperature at which the lactic acid oligomer is regenerated by adding lactic acid and / or water to the lactide residue or polylactic acid and heating it is preferably 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and 120 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. And more preferred.

ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させる際の圧力としては、特に制限は無いが、0.096〜0.106MPaの大気圧雰囲気または0.106MPa超過の加圧雰囲気が好ましい。加圧雰囲気で乳酸オリゴマーを再生させる際の圧力の上限としては5MPa以下が好ましく、1MPa以下であると好ましい。   The pressure for regenerating the lactic acid oligomer by adding lactic acid and / or water to the lactide residue or polylactic acid and heating is not particularly limited, but it may be an atmospheric pressure atmosphere of 0.096 to 0.106 MPa or 0 A pressurized atmosphere exceeding 106 MPa is preferred. The upper limit of the pressure when regenerating the lactic acid oligomer in a pressurized atmosphere is preferably 5 MPa or less, and preferably 1 MPa or less.

ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させる際の反応時間としては、生産性の面からは短い方が好ましいが、充分に反応を行う必要があるので、0.5〜75時間であると好ましく、1〜35時間であるとより好ましく、2〜10時間であると更に好ましい。   The reaction time when regenerating the lactic acid oligomer by adding lactic acid and / or water to the lactide residue or polylactic acid and heating it is preferable in terms of productivity, but it is necessary to carry out the reaction sufficiently. Therefore, it is preferably 0.5 to 75 hours, more preferably 1 to 35 hours, and even more preferably 2 to 10 hours.

ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させる際の、ラクチド残渣やポリ乳酸に対する乳酸および/または水の量は、100質量部のラクチド残渣やポリ乳酸に対して10質量部以上2500質量部以下であると好ましく、25質量部以上1000質量部以下であると更に好ましい。なお、本発明の製造方法において、乳酸および/または水としては乳酸水溶液が好ましい。乳酸水溶液は、乳酸と水の合計を100質量%とした場合、乳酸の濃度が0質量%超〜100質量%未満のものであり、乳酸の濃度が50質量%以上〜99質量%以下であると好ましく、80質量%以上〜95質量%以下であるとより好ましい。   When the lactic acid oligomer is regenerated by adding lactic acid and / or water to the lactide residue or polylactic acid and heating, the amount of lactic acid and / or water relative to the lactide residue or polylactic acid is 100 parts by weight of lactide residue or polylactic acid. It is preferable that it is 10 to 2500 mass parts with respect to polylactic acid, and it is still more preferable that it is 25 to 1000 mass parts. In the production method of the present invention, the lactic acid and / or water is preferably a lactic acid aqueous solution. When the total amount of lactic acid and water is 100% by mass, the lactic acid aqueous solution has a lactic acid concentration of more than 0% to less than 100% by mass and a lactic acid concentration of 50% by mass to 99% by mass. It is preferable, and it is more preferable in it being 80 to 95 mass%.

また、本発明の製造方法において用いる、乳酸および/または水は、乳酸と水のほか、乳酸オリゴマーの再生を阻害するなどの本発明の目的に支障を来たすものではない他の成分を含んでもよい。   The lactic acid and / or water used in the production method of the present invention may contain other components that do not hinder the purpose of the present invention, such as inhibiting the regeneration of lactic acid oligomers, in addition to lactic acid and water. .

ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させる際、無触媒で反応を行っても良く、オクチル酸スズに代表される金属化合物触媒を加酸分解触媒として使用しても良いが、前記一般式(1)〜(4)に示した有機オニウム塩の少なくとも1種類を加酸分解触媒として用いると、乳酸オリゴマーの単離や金属化合物触媒の除去をすることなくラクチド製造の原料とすることができるので好ましい。ラクチド残渣やポリ乳酸に乳酸および/または水を加えて、加熱することにより、乳酸オリゴマーを再生させる際の加水分解触媒の使用量としては、ラクチド残渣またはポリ乳酸基準の触媒濃度が0.01〜10mol%であると好ましく、0.1〜5mol%であると更に好ましく、0.2〜2mol%であると特に好ましい。   When lactic acid oligomer is regenerated by adding lactic acid and / or water to lactide residue or polylactic acid and heating, the reaction may be carried out without a catalyst, and a metal compound catalyst typified by tin octylate is added with acid. Although it may be used as a decomposition catalyst, when at least one of the organic onium salts represented by the general formulas (1) to (4) is used as an acid decomposition catalyst, the lactic acid oligomer is isolated and the metal compound catalyst is removed. It is preferable because it can be used as a raw material for producing lactide without having The amount of the hydrolysis catalyst used to regenerate the lactic acid oligomer by adding lactic acid and / or water to the lactide residue or polylactic acid, and heating, the catalyst concentration based on the lactide residue or polylactic acid is 0.01 to The amount is preferably 10 mol%, more preferably 0.1 to 5 mol%, and particularly preferably 0.2 to 2 mol%.

<製造プロセス>
以上の記載より明らかなように、本発明のラクチド製造方法では、乳酸を重縮合させて乳酸オリゴマーを製造し、該乳酸オリゴマーを解重合・環化させてラクチドを生成させ、該解重合・環化反応物から該ラクチドを分離した残渣に、乳酸および/または水を加えて加酸分解および/または加水分解して乳酸オリゴマーを再生させ、これをまた解重合・環化させるというプロセスを、前記の有機オニウム塩を用いて行うことができる。有機オニウム塩の量は、該プロセスにおいて適宜追加で添加することも可能であり、反応混合物をプロセス外にパージすることなどにより減らすことも可能である。該プロセスを構成する各反応器はバッチ式、セミバッチ式、連続式のいずれでも良く、乳酸の重縮合や乳酸オリゴマーの解重合・環化用の装置として公知のものを採用することができる。
<Manufacturing process>
As is clear from the above description, in the lactide production method of the present invention, lactic acid is polycondensed to produce a lactic acid oligomer, and the lactic acid oligomer is depolymerized and cyclized to produce lactide. The process of adding lactic acid and / or water to the residue obtained by separating the lactide from the isomerization reaction product to cause acidolysis and / or hydrolysis to regenerate the lactic acid oligomer, which is also depolymerized and cyclized, The organic onium salt can be used. The amount of the organic onium salt can be added as appropriate in the process, and can be reduced by purging the reaction mixture out of the process. Each reactor constituting the process may be a batch type, a semi-batch type or a continuous type, and a known apparatus for polycondensation of lactic acid or depolymerization / cyclization of lactic acid oligomers can be adopted.

<ラクチド>
本発明のラクチド製造方法では極めて高純度のラクチドを得ることができる。
例えば、100%e.e.のL−乳酸を用いて得たオリゴマーを原料として用いても、解重合・環化の条件が不適切であると、L−乳酸の環状二量体であるLL−ラクチドのほかに、まずメソラクチド(DL−ラクチド)が生成し、さらにDD−ラクチドも生成する。
<Lactide>
With the lactide production method of the present invention, extremely high purity lactide can be obtained.
For example, 100% e. e. In addition to LL-lactide, which is a cyclic dimer of L-lactic acid, if the depolymerization and cyclization conditions are inappropriate even if the oligomer obtained using L-lactic acid is used as a raw material, first, meso lactide (DL-lactide) is produced, and further DD-lactide is produced.

Figure 0005728781
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当然、100%e.e.のD−乳酸を用いて得たオリゴマーを原料として用いても、解重合・環化の条件が不適切であると、D−乳酸の環状二量体であるDD−ラクチドのほかに、まずメソラクチド(DL−ラクチド)が生成し、さらにLL−ラクチドも生成することが知られている。   Of course, 100% e.e. e. In addition to DD-lactide, which is a cyclic dimer of D-lactic acid, if the depolymerization and cyclization conditions are inappropriate even if the oligomer obtained using D-lactic acid is used as a raw material, first meso lactide It is known that (DL-lactide) is produced and further LL-lactide is produced.

よって、あるラクチド試料について、そのうちのある光学活性ラクチド、つまりLL−体またはDD体のいずれかについての純度を正式に表現するためには、下記式(A)で表される、対象の光学活性ラクチドがLL‐ラクチド、メソラクチド、およびDD‐ラクチドの合計量において占める割合(光学活性ラクチド選択率)のような指標が必要となる。なお、下記式(A)において、質量をすべてモル量に置き換えて算出してもよい。
光学活性ラクチド選択率[%]=(LL‐ラクチドまたはDD‐ラクチドの質量)/(LL‐ラクチドの質量+メソラクチドの質量+DD‐ラクチドの質量)×100 (A)
Therefore, for a certain lactide sample, in order to formally express the purity of a certain optically active lactide, that is, either the LL-form or the DD-form, the optical activity of the subject represented by the following formula (A): Indicators such as the proportion of lactide in the total amount of LL-lactide, meso-lactide, and DD-lactide (optically active lactide selectivity) are required. In the following formula (A), calculation may be performed by replacing all the masses with molar amounts.
Optically active lactide selectivity [%] = (mass of LL-lactide or DD-lactide) / (mass of LL-lactide + mass of meso lactide + mass of DD-lactide) × 100 (A)

前記のような高い光学純度の乳酸を原料として、本発明の製造方法によって得られるラクチドについて、ラクチドのH−または13C−NMR分析により、光学活性ラクチド類(LL‐ラクチドとDD‐ラクチドの双方を指す)とメソラクチドの存在比を定量し、以下の式(B)によって求められるメソ体率が1%以下の場合は、光学活性ラクチドは全量、原料として用いた光学活性な乳酸の環状二量体、つまり光学純度が100%e.e.のラクチドであり、前記の式(A)は以下の式(A’)のように簡略化できる。
メソ体率[%]={メソラクチドのピークの積分値/(光学活性ラクチド類のピークの積分値+メソラクチドのピークの積分値)}×100 (B)

光学活性ラクチド選択率[%]=(LL‐ラクチドまたはDD‐ラクチドの質量)/(LL‐ラクチドの質量+メソラクチドの質量+DD‐ラクチドの質量)×100≒100−メソ体率 (A’)
With respect to lactide obtained by the production method of the present invention using lactic acid having a high optical purity as described above as a raw material, optically active lactides (LL-lactide and DD-lactide are analyzed by 1 H- or 13 C-NMR analysis of lactide. When the abundance ratio of meso-lactide is determined and the meso form ratio determined by the following formula (B) is 1% or less, the total amount of the optically active lactide is the cyclic disaccharide of the optically active lactic acid used as a raw material. Mer, that is, the optical purity is 100% e.e. e. The above formula (A) can be simplified as the following formula (A ′).
Mesobody ratio [%] = {integral value of peak of meso lactide / (integral value of peak of optically active lactide + integral value of peak of meso lactide)} × 100 (B)

Optically active lactide selectivity [%] = (mass of LL-lactide or DD-lactide) / (mass of LL-lactide + mass of meso lactide + mass of DD-lactide) × 100≈100−meso body fraction (A ′)

例えば、L−乳酸オリゴマーを原料として本発明の製造方法によりLL‐ラクチドを製造した場合の、LL‐ラクチド、メソラクチド、およびDD‐ラクチドの合計量に対するLL‐ラクチドの割合(LL‐ラクチド選択率と称する)は、以下の式(C)で表される。当然、下記の式(C)において、質量をすべてモル量に置き換えて算出してもよい。   For example, when LL-lactide is produced by the production method of the present invention using an L-lactic acid oligomer as a raw material, the ratio of LL-lactide to the total amount of LL-lactide, meso-lactide, and DD-lactide (LL-lactide selectivity and Is expressed by the following formula (C). Of course, in the following formula (C), all the masses may be replaced with molar amounts.

LL‐ラクチド選択率[%]=(LL‐ラクチドの質量)/(LL‐ラクチド質量+メソラクチド質量+DD‐ラクチドの質量)×100≒100−メソ体率 (C)   LL-lactide selectivity [%] = (mass of LL-lactide) / (mass of LL-lactide + massolactide mass + mass of DD-lactide) × 100≈100-meso body fraction (C)

前述の特許文献2や特許文献4にも光学純度が100%e.e.またはそれに近い光学活性ラクチドが得られる製法が開示されているが、特許文献4の実施例記載からも明らかなように、当該方法で得られる光学活性ラクチドには最低でも2〜3%程度のメソラクチドが混入しており、高耐熱性のポリ乳酸を得るためには、更に精製を行い、メソラクチドを分離することが必要であった。   Patent Document 2 and Patent Document 4 mentioned above also have an optical purity of 100% e.e. e. Alternatively, a process for obtaining an optically active lactide close to that is disclosed, but as is clear from the description of Examples in Patent Document 4, the optically active lactide obtained by this method has a meso lactide of at least about 2 to 3%. In order to obtain highly heat-resistant polylactic acid, it was necessary to further purify and separate meso lactide.

本発明の製造方法では、前記のメソ体率、つまりメソラクチドの混入率が1%以下であり、光学活性ラクチド選択率が99%以上のものが得られ、更に光学純度が99%e.e.以上の高純度の光学活性ラクチドが得られるため、前記のようなラクチドの精製工程を省略または簡素化することが可能である。前記のとおり、ラクチド法によるポリ乳酸製造には製造プロセスが長く、これが高コストの原因となっているので、本発明のラクチド製造方法による製造プロセスの短縮は極めて重要な意義を持つものである。   In the production method of the present invention, the meso form ratio, that is, the mixing ratio of meso lactide is 1% or less, the optically active lactide selectivity is 99% or more, and the optical purity is 99% e.e. e. Since the above-described highly pure optically active lactide is obtained, the above-described purification step of lactide can be omitted or simplified. As described above, polylactic acid production by the lactide method has a long production process, which causes high costs. Therefore, shortening the production process by the lactide production method of the present invention is extremely important.

本発明の製造方法によって得られたラクチドを開環重合して高分子量のポリ乳酸を得る方法や装置、プロセスについては公知のものを使用できる。   Known methods, apparatuses, and processes for obtaining high molecular weight polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide obtained by the production method of the present invention can be used.

なお、本発明のラクチド製造方法は、グリコール酸の環状二量体であるグリコリドの製造に応用が可能である。つまり、前記のラクチドの製造方法において、光学活性に関するものは除き、乳酸をグリコール酸、乳酸オリゴマーをグリコール酸オリゴマー、ラクチドをグリコリド、そしてポリ乳酸をポリグリコール酸に置き換えると、前記一般式(1)〜(4)の有機オニウム塩を用いることにより、前述のようなオクチル酸スズなどの金属化合物触媒を用いる場合の課題が解決されたグリコリドの製造方法の発明となる。   The lactide production method of the present invention can be applied to the production of glycolide, which is a cyclic dimer of glycolic acid. That is, in the method for producing lactide, except for those relating to optical activity, lactic acid is replaced with glycolic acid, lactic acid oligomer is replaced with glycolic acid oligomer, lactide is glycolide, and polylactic acid is replaced with polyglycolic acid. By using the organic onium salt of (4), it becomes an invention of a method for producing glycolide in which the problem in the case of using a metal compound catalyst such as tin octylate as described above is solved.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の改良及び変形が可能である。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to a following example, A various improvement and deformation | transformation are possible within the scope of the present invention.

本実施例にて行った分析および物性測定の方法、使用した原料について以下のとおり示す。   The analysis and physical property measurement methods performed in this example and the raw materials used are as follows.

1)ラクチドのメソ体率およびLL−ラクチド選択率
標準化合物としてテトラメチルシラン(TMS)を0.03vol%含むCDC1溶媒に試料を溶解し、ブルカーDRX500(500MHz)NMRスペクトロメーター(ブルカー社製)を使用して、H−homodecoupling NMR測定を行い、1.66ppmと1.77ppmの積分値から下記式(D)により、メソ体率を求め、更に下記式(E)にてメソ体率からLL-ラクチド選択率を求めた。

メソ体率[%]=(1.77ppmの積分値)/{(1.66ppmの積分値)+(1.77ppmの積分値)}×100 (D)

LL-ラクチド選択率[%]=100−メソ体率 (E)
1) tetramethylsilane (TMS) A sample was dissolved in CDC1 3 solvent containing 0.03Vol% as meso ratio and LL- lactide selectivity standard compound of lactide, Bruker DRX500 (500 MHz) NMR spectrometer (Bruker Co.) 1 H-homocoupling NMR measurement is performed, and the meso body fraction is obtained from the integrated value of 1.66 ppm and 1.77 ppm by the following formula (D), and further from the meso body percentage by the following formula (E). The LL-lactide selectivity was determined.

Mesobody ratio [%] = (integrated value of 1.77 ppm) / {(integrated value of 1.66 ppm) + (integrated value of 1.77 ppm)} × 100 (D)

LL-lactide selectivity [%] = 100-meso body ratio (E)

2)乳酸オリゴマーおよびポリ乳酸の平均重合度
標準化合物としてテトラメチルシラン(TMS)を0.03vol%含むCDC1溶媒に試料を溶解し、ブルカーDRX500(500MHz)NMRスペクトロメーター(ブルカー社製)を使用して、H−NMRスペクトル測定を行い、OH末端側のCH(δ4.3)と内部CH(δ5.2)の面積比から算出した。
2) tetramethylsilane (TMS) as the average degree of polymerization of standard compound of lactic acid oligomers and polylactic acid of a sample was dissolved in 0.03Vol% including CDC1 3 solvent, using a Bruker DRX500 (500 MHz) NMR spectrometer (Bruker Co.) Then, 1 H-NMR spectrum measurement was performed and calculated from the area ratio of CH (δ4.3) on the OH terminal side and internal CH (δ5.2).

3)有機オニウム塩の熱分解温度測定
テキサスインスツルメンツ社製の熱重量測定装置を用いて、空気中にて試料を室温から600℃に、昇温速度10℃/分にて昇温した際の5%質量減少温度を熱分解温度とした。
3) Thermal decomposition temperature measurement of organic onium salt 5 when the sample was heated from room temperature to 600 ° C. in air at a heating rate of 10 ° C./min using a thermogravimetric measuring device manufactured by Texas Instruments. % Mass reduction temperature was defined as the thermal decomposition temperature.

4)L−乳酸の光学純度
本実施例において用いた90質量%(以下、90wt%と略記する)のL−乳酸水溶液は、L乳酸の光学純度が99%e.e.以上のものである。HPLC法による光学純度の測定条件を以下に示す。
測定条件:
カラム:SUMICHIRAL OA−5000(4.5mmφ×15cm、住化分析センター)
カラムオーブン温度:40℃
移動相:1mMCuSO4水溶液
流量:1.0mL/min
測定時間:30分
オーブン:Shodex Oven AO−30
ポンプ:Shodex DS−4
検出器:Shodex UV−41(測定波長254nm)
4) Optical purity of L-lactic acid The 90 mass% (hereinafter abbreviated as 90 wt%) L-lactic acid aqueous solution used in this example has an optical purity of L lactic acid of 99% e. e. That's all. The measurement conditions of optical purity by the HPLC method are shown below.
Measurement condition:
Column: SUMICHIRAL OA-5000 (4.5 mmφ × 15 cm, Sumika Chemical Analysis Center)
Column oven temperature: 40 ° C
Mobile phase: 1 mM CuSO 4 aqueous solution flow rate: 1.0 mL / min
Measurement time: 30 minutes Oven: Shodex Oven AO-30
Pump: Shodex DS-4
Detector: Shodex UV-41 (measurement wavelength 254 nm)

5)PyH−T触媒
本実施例において用いたPyH−T触媒は、東京化成株式会社製の製品コードP1627を用いた。
5) PyH-T catalyst As a PyH-T catalyst used in this example, product code P1627 manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.

[有機オニウム塩の合成]
合成例1(TPP−T触媒の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLにトリフェニルホスフィン(和光純薬社製)2.3gを溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸0.9mlを少しずつ滴下した。塩化メチレン/ジエチルエーテル/ヘキサン=2/2/1の溶媒から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥して、収率78.9%にて、以下に示すPP−T触媒を得た。TPP−T触媒の熱分解温度は178℃であった。
参考文献:van der Akker, M. Jellinek, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 1967, 86, 275-288.
[Synthesis of organic onium salts]
Synthesis Example 1 (Synthesis of TPP-T catalyst)
In a 200 mL eggplant flask, 2.3 g of triphenylphosphine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 0.9 ml of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while cooling with ice. Crystals precipitated from a solvent of methylene chloride / diethyl ether / hexane = 2/2/1 were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain the PP-T catalyst shown below in a yield of 78.9%. The thermal decomposition temperature of the TPP-T catalyst was 178 ° C.
Reference: van der Akker, M. Jellinek, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 1967, 86, 275-288.

Figure 0005728781
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合成例2(TPP−S触媒の合成)
塩化メチレン30mLにトリフェニルホスフィン2.62g(10mmol)を溶解し、氷冷、撹拌しながら濃硫酸1.0mL(9.7mmol)を少しずつ加えた。濃縮後、酢酸エチル30mLから析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、2.31gの以下に示すTPP−S触媒を得た(収率64%)。TPP−S触媒の熱分解温度は173℃であった。
13C NMR (CDCl3) δ119.02(d、J=69.8Hz),129.9 (d,J=12.5), 134.4 (d,J=9.5), 134.6 (d, J=3.4 Hz)
31P NMR(CDCl3) δ20.89
Synthesis Example 2 (Synthesis of TPP-S catalyst)
In 30 mL of methylene chloride, 2.62 g (10 mmol) of triphenylphosphine was dissolved, and 1.0 mL (9.7 mmol) of concentrated sulfuric acid was added little by little with ice cooling and stirring. After concentration, crystals precipitated from 30 mL of ethyl acetate were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 2.31 g of the TPP-S catalyst shown below (yield 64%). The thermal decomposition temperature of the TPP-S catalyst was 173 ° C.
13 C NMR (CDCl 3 ) δ119.02 (d, J = 69.8 Hz), 129.9 (d, J = 12.5), 134.4 (d, J = 9.5), 134.6 (d, J = 3.4 Hz)
31 P NMR (CDCl 3 ) δ20.89

Figure 0005728781
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合成例3(PyH−S触媒の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン15mLにピリジン5.2g(65mmol)を溶解し、氷冷、撹拌しながら濃硫酸3.6mL(65mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶をろ過して減圧乾燥し、8gの以下に示すPyH‐S触媒を得た(収率69.0%)。
13C NMR (CDCl3) δ127.34, 141.82, 146.43
Synthesis Example 3 (Synthesis of PyH-S catalyst)
In a 200 mL eggplant flask, 5.2 g (65 mmol) of pyridine was dissolved in 15 mL of methylene chloride, and 3.6 mL (65 mmol) of concentrated sulfuric acid was added dropwise little by little while cooling with ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were filtered and dried under reduced pressure to obtain 8 g of the following PyHS catalyst (yield 69.0%).
13 C NMR (CDCl 3 ) δ 127.34, 141.82, 146.43

Figure 0005728781
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合成例4(Me−Imid−T触媒の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLにN-メチルイミダゾール4mL(50.2mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸5mL(53.3mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、12gの以下に示すMe−Imid−T触媒を得た(収率 95.9%)。Me−Imid−T触媒の熱分解温度は276℃であった。
13C NMR (CD3COCD3) δ35.53, 119.88, 121.05(q,J=319.0), 123.49, 135.91
19F NMR(CD3COCD3) δ98.68
Synthesis Example 4 (Synthesis of Me-Imid-T catalyst)
In a 200 mL eggplant flask, 4 mL (50.2 mmol) of N-methylimidazole was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 5 mL (53.3 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while stirring on ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 12 g of the Me-Imid-T catalyst shown below (yield 95.9%). The thermal decomposition temperature of the Me-Imid-T catalyst was 276 ° C.
13 C NMR (CD 3 COCD 3 ) δ35.53, 119.88, 121.05 (q, J = 319.0), 123.49, 135.91
19 F NMR (CD 3 COCD 3 ) δ98.68

Figure 0005728781
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合成例5(5,5’−diMe−2,2’−BiPy−T触媒の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに5,5’-ジメチル-2,2’-ビピリジン(和光純薬社製)9g(48mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸9mL(96mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、11gの以下に示す5,5’−Me−2,2’−BiPy−T触媒を得た(収率47.7%)。この5,5’−Me−2,2’−BiPy−T触媒の熱分解温度は235℃であった。
13C NMR (CDCl3) δ18.04, 120.08(q,J=319.7), 122.28, 137.71, 143.19, 144.21, 145.88
19F NMR(CD3COCD3) δ98.68
Synthesis Example 5 (Synthesis of 5,5′-diMe-2,2′-BiPy-T catalyst)
In a 200 mL eggplant flask, 9 g (48 mmol) of 5,5′-dimethyl-2,2′-bipyridine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 9 mL (96 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was stirred with ice cooling. ) Was added dropwise little by little. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 11 g of 5,5′-Me-2,2′-BiPy-T catalyst shown below (yield 47.7%). . The thermal decomposition temperature of the 5,5′-Me-2,2′-BiPy-T catalyst was 235 ° C.
13 C NMR (CDCl 3 ) δ18.04, 120.08 (q, J = 319.7), 122.28, 137.71, 143.19, 144.21, 145.88
19 F NMR (CD 3 COCD 3 ) δ98.68

Figure 0005728781
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合成例6 (2,2’−BiPy−T触媒の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに2,2’-ビピリジン(和光純薬社製)4.5g(28.8mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸5mL(53.3mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、12gの以下に示す2,2’−BiPy−T触媒を得た(収率 95.9%)。2,2‘−BiPy−T触媒の熱分解温度は208℃であった。
13C NMR (CDCl3) δ119.95(q,J=319.0), 123.54, 127.20, 143.41, 145.71, 14.96
19F NMR(CDCl3) δ-78.75
Synthesis Example 6 (Synthesis of 2,2′-BiPy-T catalyst)
In a 200 mL eggplant flask, 4.5 g (28.8 mmol) of 2,2′-bipyridine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 5 mL (53.3 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was stirred with ice cooling. Was added dropwise little by little. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 12 g of 2,2′-BiPy-T catalyst shown below (yield 95.9%). The thermal decomposition temperature of the 2,2′-BiPy-T catalyst was 208 ° C.
13 C NMR (CDCl 3 ) δ119.95 (q, J = 319.0), 123.54, 127.20, 143.41, 145.71, 14.96
19 F NMR (CDCl 3 ) δ-78.75

Figure 0005728781
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合成例7 (4,4’−BiPy−Tの合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに4,4’-ビピリジン(和光純薬社製)4.5gを溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸5mLを少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、12gの以下に示す4,4’−BiPy−T触媒を得た(収率 93.7%)。この4,4’−BiPy−T触媒の熱分解温度は300℃であった。
13C NMR (CDCl3) δ120.75(q,J=320.0), 126.07, 126.33, 126.54, 143.72, 151.68
19F NMR(CD3COCD3) δ98.34
Synthesis Example 7 (Synthesis of 4,4′-BiPy-T)
In a 200 mL eggplant flask, 4.5 g of 4,4′-bipyridine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 5 mL of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while stirring with ice cooling. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 12 g of 4,4′-BiPy-T catalyst shown below (yield 93.7%). The thermal decomposition temperature of this 4,4′-BiPy-T catalyst was 300 ° C.
13 C NMR (CDCl 3 ) δ120.75 (q, J = 320.0), 126.07, 126.33, 126.54, 143.72, 151.68
19 F NMR (CD 3 COCD 3 ) δ98.34

Figure 0005728781
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合成例8 (3−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート(以下、3−Me−PyH−Tと略す。)の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに3−メチルピリジン3.0mL(30.8mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸3.0mL(33.9mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、7.2gの3−Me−PyH−T触媒を得た(収率96.7%)。
1H NMR(CDCl3) δ7.95(dd,1H,J=6.1,1.7), 8.33(d,1H,J=8.0), 8.69(s,1H),
8.72(d,1H,J=6.1)
13C NMR (CDCl3)δ18.30, 122.72(q,J=319.0), 127.04, 138.77, 139.00, 140.97, 147.37
19F NMR(CDCl3) δ-78.64
m.p. 72.6-73.8℃
Synthesis Example 8 (Synthesis of 3-methylpyridinium trifluoromethanesulfonate (hereinafter abbreviated as 3-Me-PyH-T))
In a 200 mL eggplant flask, 3.0 mL (30.8 mmol) of 3-methylpyridine was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 3.0 mL (33.9 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while cooling with ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 7.2 g of 3-Me-PyH-T catalyst (yield 96.7%).
1 H NMR (CDCl 3 ) δ 7.95 (dd, 1H, J = 6.1, 1.7), 8.33 (d, 1H, J = 8.0), 8.69 (s, 1H),
8.72 (d, 1H, J = 6.1)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ 18.30, 122.72 (q, J = 319.0), 127.04, 138.77, 139.00, 140.97, 147.37
19 F NMR (CDCl 3 ) δ-78.64
mp 72.6-73.8 ℃

合成例9 (3−クロロピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート(以下、3−Cl−PyH−Tと略す。)の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに3−クロロピリジン3.0mL(26.8mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸3.0mL(33.9mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、7.3gの3−Cl−PyH−T触媒を得た(収率96.0%)。
1H NMR(CDCl3) δ8.11(dd,1H,J=5.8,2.7), 8.54(m,1H), 8.65(m,2H)
13C NMR (CDCl3) δ120.08(q,J=318.8),128.43(d.J=4.4), 135.60, 140.66(d,J=6.0),
141.11, 146.33(d,J=7.4)
19F NMR(CDCl3) δ-78.67
m.p. 103.0-105.2℃
Synthesis Example 9 (Synthesis of 3-chloropyridinium trifluoromethanesulfonate (hereinafter abbreviated as 3-Cl-PyH-T))
In a 200 mL eggplant flask, 3.0 mL (26.8 mmol) of 3-chloropyridine was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 3.0 mL (33.9 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while cooling with ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 7.3 g of 3-Cl-PyH-T catalyst (yield 96.0%).
1 H NMR (CDCl 3 ) δ8.11 (dd, 1H, J = 5.8,2.7), 8.54 (m, 1H), 8.65 (m, 2H)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ120.08 (q, J = 318.8), 128.43 (dJ = 4.4), 135.60, 140.66 (d, J = 6.0),
141.11, 146.33 (d, J = 7.4)
19 F NMR (CDCl 3 ) δ-78.67
mp 103.0-105.2 ℃

合成例10 (3−フェニルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート(以下、3−Ph−PyH−Tと略す。)の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに3−フェニルピリジン3.0mL(20.9mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸1.7mL(19.2mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、4.8gの3−Ph−PyH−T触媒を得た(収率82.8%)。
1H NMR(CDCl3) δ7.58(m,3H), 7.66(m,2H), 8.10(m,1H,), 8.66(m,1H), 8.92(m,1H),
9.08(t,1H,J=1.4)
13C NMR (CDCl3) δ120.29(q,J=319.0), 127.26, 127.48, 129.96, 130.70, 132.81,
139.59, 139.94, 141.29, 143.89
19F NMR(CDCl3) δ-78.39
m.p.63.5-64.0℃
Synthesis Example 10 (Synthesis of 3-phenylpyridinium trifluoromethanesulfonate (hereinafter abbreviated as 3-Ph-PyH-T))
In a 200 mL eggplant flask, 3.0 mL (20.9 mmol) of 3-phenylpyridine was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 1.7 mL (19.2 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while cooling with ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 4.8 g of 3-Ph-PyH-T catalyst (yield 82.8%).
1 H NMR (CDCl 3 ) δ 7.58 (m, 3H), 7.66 (m, 2H), 8.10 (m, 1H,), 8.66 (m, 1H), 8.92 (m, 1H),
9.08 (t, 1H, J = 1.4)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ120.29 (q, J = 319.0), 127.26, 127.48, 129.96, 130.70, 132.81,
139.59, 139.94, 141.29, 143.89
19 F NMR (CDCl 3 ) δ-78.39
mp63.5-64.0 ℃

合成例11 (4−フェニルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート(以下、4−Ph−PyH−Tと略す。)の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに4−フェニルピリジン3.0g(19.3mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸2.0mL(22.6mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、5.7gの4−Ph−PyH−T触媒を得た(収率96.9%)。
1H NMR(CDCl3) δ7.63(m,3H), 8.82(m,2H), 8.21(d,2H,J=4.7), 8.89(d,2H,J=4.7)
13C NMR (CDCl3) δ120.29(q,J=319.0), 124.38, 127.83, 129.94, 132.36, 134.03,
141.64, 158.47
19F NMR(CDCl3) δ-78.41
m.p. 106.5-108.3℃
Synthesis Example 11 (Synthesis of 4-phenylpyridinium trifluoromethanesulfonate (hereinafter abbreviated as 4-Ph-PyH-T))
In a 200 mL eggplant flask, 3.0 g (19.3 mmol) of 4-phenylpyridine was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 2.0 mL (22.6 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while cooling with ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 5.7 g of 4-Ph-PyH-T catalyst (yield 96.9%).
1 H NMR (CDCl 3 ) δ7.63 (m, 3H), 8.82 (m, 2H), 8.21 (d, 2H, J = 4.7), 8.89 (d, 2H, J = 4.7)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ120.29 (q, J = 319.0), 124.38, 127.83, 129.94, 132.36, 134.03,
141.64, 158.47
19 F NMR (CDCl 3 ) δ-78.41
mp 106.5-108.3 ℃

合成例12 (2,6−ジメチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート(以下、2,6−diMe−PyH−Tと略す。)の合成)
200mLナスフラスコ中で塩化メチレン25mLに2,6−ルチジン3.3mL(28.0mmol)を溶解し、氷冷、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸2.5mL(28.3mmol)を少しずつ滴下した。ジエチルエーテル(150mL)から析出した結晶を吸引ろ過して減圧乾燥し、6.0gの2,6−diMe−PyH−T触媒を得た(収率84.0%)。
1H NMR(CDCl3) δ2.88(s,6H),7.53(d,2H,J=7.8), 8.20(t,1H,J=7.8)
13C NMR (CDCl3) δ19.49, 122.80(q,J=319.4), 124.94, 127.20, 145.99, 153.84
19F NMR(CDCl3) δ-78.43
m.p. 68.2-71.0℃
Synthesis Example 12 (Synthesis of 2,6-dimethylpyridinium trifluoromethanesulfonate (hereinafter abbreviated as 2,6-diMe-PyH-T))
In a 200 mL eggplant flask, 3.3 mL (28.0 mmol) of 2,6-lutidine was dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 2.5 mL (28.3 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise little by little while stirring on ice. Crystals precipitated from diethyl ether (150 mL) were suction filtered and dried under reduced pressure to obtain 6.0 g of 2,6-diMe-PyH-T catalyst (yield 84.0%).
1 H NMR (CDCl 3 ) δ 2.88 (s, 6H), 7.53 (d, 2H, J = 7.8), 8.20 (t, 1H, J = 7.8)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ19.49, 122.80 (q, J = 319.4), 124.94, 127.20, 145.99, 153.84
19 F NMR (CDCl 3 ) δ-78.43
mp 68.2-71.0 ℃

[製造例1−1] TPP−T触媒による乳酸オリゴマーの製造(無溶媒)
90wt%のL−乳酸水溶液5g(L−乳酸正味量 4.5g)とTPP−T触媒104mg(触媒濃度 0.5mol%)とを50mL丸底フラスコ(反応用フラスコ)に入れ、クーゲルロール蒸留装置にセットして、4kPa、130℃にて、12時間加熱し直接脱水重縮合を行った。その間に、冷却用ガラス球には、水および乳酸が留出した。反応終了後、反応用フラスコに残留した乳酸オリゴマーの質量は3.3g(オリゴマー収率92%)であり、その重合度は16.5であった。結果を表1に示す。
[Production Example 1-1] Production of lactic acid oligomer using TPP-T catalyst (no solvent)
A 90 wt% L-lactic acid aqueous solution 5 g (L-lactic acid net amount 4.5 g) and TPP-T catalyst 104 mg (catalyst concentration 0.5 mol%) were placed in a 50 mL round bottom flask (reaction flask), and a Kugelrohr distillation apparatus. And heated at 4 kPa and 130 ° C. for 12 hours for direct dehydration polycondensation. In the meantime, water and lactic acid were distilled from the cooling glass bulb. After completion of the reaction, the mass of the lactic acid oligomer remaining in the reaction flask was 3.3 g (oligomer yield 92%), and the degree of polymerization was 16.5. The results are shown in Table 1.

[製造例1−2〜1−4] TPP−T触媒による乳酸オリゴマーの製造(無溶媒)
表1に示すとおりの圧力や反応時間とした以外は、製造例1−1と同様に操作を行った。結果を表1に示す。なお、製造例1−2では、留出物がやや多く、乳酸オリゴマーの収率は低下した。留出物は主に乳酸(60〜70%)とダイマー(20〜30%)であり、少量のラクチドも含まれていた(<10%)。
[Production Examples 1-2 to 1-4] Production of lactic acid oligomer using TPP-T catalyst (no solvent)
The procedure was the same as in Production Example 1-1 except that the pressure and reaction time were as shown in Table 1. The results are shown in Table 1. In Production Example 1-2, the amount of distillate was slightly higher, and the yield of lactic acid oligomer was reduced. The distillate was mainly lactic acid (60-70%) and dimer (20-30%) and also contained a small amount of lactide (<10%).

[製造例1−5] PyH−T触媒による乳酸オリゴマーの製造(無溶媒)
TPP−T触媒ではなくPyH−T触媒(触媒濃度 0.5mol%)を用い、130℃、6.7kPaで6時間反応させ、次いで150℃、6.7kPaで3時間反応させた以外は製造例1−1と同様に操作を行った。結果を表1に示す。
[Production Example 1-5] Production of lactic acid oligomer using PyH-T catalyst (no solvent)
Production example except that PyH-T catalyst (catalyst concentration 0.5 mol%) was used instead of TPP-T catalyst and reacted at 130 ° C. and 6.7 kPa for 6 hours and then reacted at 150 ° C. and 6.7 kPa for 3 hours. The same operation as in 1-1 was performed. The results are shown in Table 1.

Figure 0005728781
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[実施例1−1] TPP−T触媒によるラクチドの製造
製造例1−2の反応終了後、冷却用ガラス球を取り替え、0.013kPaに減圧して、140℃で63時間、反応用フラスコ中の乳酸オリゴマーを加熱して解重合・環化させ、1.35gのラクチドを冷却用ガラス球に溜出させた。乳酸オリゴマーに対する収率は、74%であった(製造例1−2で使用したL−乳酸の量を基準とした収率は37%)。このラクチドのメソ体率は1%以下であり、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。
[Example 1-1] Production of lactide using TPP-T catalyst After completion of the reaction of Production Example 1-2, the glass bulb for cooling was replaced, the pressure was reduced to 0.013 kPa, and the reaction flask was heated at 140 ° C for 63 hours in the reaction flask. The lactic acid oligomer of was depolymerized and cyclized by heating, and 1.35 g of lactide was distilled into a cooling glass bulb. The yield based on the lactic acid oligomer was 74% (the yield based on the amount of L-lactic acid used in Production Example 1-2 was 37%). The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more.

なお、フラスコに残留したラクチド残渣は0.47g(乳酸オリゴマーに対して26%)であり、これをNMR測定したところ、平均重合度270以上のポリ乳酸であることが分かった。結果を表2に示す。   The lactide residue remaining in the flask was 0.47 g (26% with respect to the lactic acid oligomer), which was measured by NMR and found to be polylactic acid having an average degree of polymerization of 270 or more. The results are shown in Table 2.

[実施例1−2] TPP−T触媒によるラクチドの製造
製造例1−3の反応終了後、冷却用ガラス球を取り替え、実施例1−1と同様に操作を行った。結果を表2に示す。ラクチド残渣は、乳酸オリゴマーに対して61%の量で、平均重合度300以上のポリ乳酸であった。
[Example 1-2] Production of lactide using TPP-T catalyst After completion of the reaction in Production Example 1-3, the glass bulb for cooling was replaced, and the same operation as in Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2. The lactide residue was polylactic acid having an average degree of polymerization of 300 or more in an amount of 61% based on the lactic acid oligomer.

[実施例1−3] TPP−T触媒によるラクチドの製造
製造例1−1の反応終了後、冷却用ガラス球を取り替え、実施例1−1と同様に操作を行った。結果を表2に示す。ラクチド残渣は、乳酸オリゴマーに対して83%、平均重合度870以上のポリ乳酸であった。
[Example 1-3] Production of lactide using TPP-T catalyst After completion of the reaction in Production Example 1-1, the glass bulb for cooling was replaced, and the same operation as in Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2. The lactide residue was polylactic acid having 83% of the lactic acid oligomer and an average degree of polymerization of 870 or more.

[実施例1−4] TPP−T触媒によるラクチドの製造
トルエン溶媒中、90wt%のL−乳酸水溶液を原料として、TPP−T触媒(0.5mol%)を用いて、大気圧雰囲気、トルエン還流条件にて18時間、直接脱水重縮合を行い、平均重合度25.3の乳酸オリゴマーを得た。反応混合物からトルエンを除去したのち、実施例1−1と同様の条件で反応させた。結果を表2に示す。ラクチド残渣は、乳酸オリゴマーに対して80%、平均重合度874のポリ乳酸であった。
[Example 1-4] Production of lactide using TPP-T catalyst In a toluene solvent, a 90 wt% L-lactic acid aqueous solution was used as a raw material, and a TPP-T catalyst (0.5 mol%) was used. Atmospheric pressure atmosphere, toluene reflux Under the conditions, direct dehydration polycondensation was performed for 18 hours to obtain a lactic acid oligomer having an average degree of polymerization of 25.3. After removing toluene from the reaction mixture, the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1-1. The results are shown in Table 2. The lactide residue was polylactic acid having an average polymerization degree of 874 and 80% with respect to the lactic acid oligomer.

[実施例1−5] TPP−T触媒によるラクチドの製造
平均重合度9.0の乳酸オリゴマーを調製し、解重合・環化の反応時間を19時間とした以外は実施例1−4と同様に操作を行った。結果を表2に示す。
[Example 1-5] Production of lactide using TPP-T catalyst Same as Example 1-4, except that a lactic acid oligomer having an average polymerization degree of 9.0 was prepared and the reaction time for depolymerization / cyclization was 19 hours. The operation was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例1−6] TPP−T触媒によるラクチドの製造
平均重合度22.0の乳酸オリゴマーを調製し、解重合・環化の反応時間を19時間とした以外は実施例1−4と同様に操作を行った。結果を表2に示す。
[Example 1-6] Production of lactide using TPP-T catalyst Same as Example 1-4, except that a lactic acid oligomer having an average degree of polymerization of 22.0 was prepared and the reaction time for depolymerization / cyclization was 19 hours. The operation was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例1−7] TPP−T触媒によるラクチドの製造
平均重合度115の乳酸オリゴマーを調製し、解重合・環化の反応時間を19時間とした以外は実施例1−4と同様に操作を行った。結果を表2に示す。
[Example 1-7] Production of lactide using TPP-T catalyst The same operation as in Example 1-4 was performed except that a lactic acid oligomer having an average polymerization degree of 115 was prepared and the reaction time for depolymerization and cyclization was 19 hours. Went. The results are shown in Table 2.

Figure 0005728781
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[実施例2−1] PyH−T触媒によるラクチドの製造(乳酸オリゴマーの平均重合度=9)
キシレン溶媒中、90wt%のL−乳酸水溶液を原料として、大気圧雰囲気、キシレン還流条件で無触媒にて24時間、直接脱水重縮合を行い、平均重合度9の乳酸オリゴマーを得た。反応混合物からキシレンを除去したのち、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%のPyH−T触媒を加えクーゲルロール装置を用いて0.4kPa、180℃にて20時間、乳酸オリゴマーの解重合・環化を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は55%であった。結果を表3に示す。
[Example 2-1] Production of lactide using PyH-T catalyst (average degree of polymerization of lactic acid oligomer = 9)
Using a 90 wt% L-lactic acid aqueous solution as a raw material in a xylene solvent, direct dehydration polycondensation was carried out for 24 hours in a non-catalytic manner under atmospheric pressure and xylene reflux conditions to obtain a lactic acid oligomer having an average polymerization degree of 9. After removing xylene from the reaction mixture, 1.0 mol% of PyH-T catalyst is added based on the lactic acid oligomer, and depolymerization and cyclization of the lactic acid oligomer is carried out using a Kugelrohr apparatus at 0.4 kPa and 180 ° C. for 20 hours. The lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 55%. The results are shown in Table 3.

[実施例2−2] PyH−T触媒によるラクチドの製造(乳酸オリゴマーの平均重合度=50)
L−乳酸の直接脱水重縮合において、溶媒としてトルエンを用い、触媒としてTPP−T触媒(L−乳酸に対して0.5mol%)を用いて平均重合度50の乳酸オリゴマーを得て、これを解重合・環化に用いた以外は実施例2−1と同様に操作を行った(乳酸オリゴマーの解重合・環化においてPyH−T触媒も使用した)。乳酸オリゴマーに対する収率33%にてラクチドを得た。結果を表3に示す。
[Example 2-2] Production of lactide using PyH-T catalyst (average degree of polymerization of lactic acid oligomer = 50)
In direct dehydration polycondensation of L-lactic acid, toluene was used as a solvent, and a TPP-T catalyst (0.5 mol% with respect to L-lactic acid) was used as a catalyst to obtain a lactic acid oligomer having an average polymerization degree of 50. The same operation as in Example 2-1 was performed except that it was used for depolymerization and cyclization (PyH-T catalyst was also used in the depolymerization and cyclization of lactic acid oligomer). Lactide was obtained at a yield of 33% based on the lactic acid oligomer. The results are shown in Table 3.

[実施例2−3] PyH−T触媒によるラクチドの製造(乳酸オリゴマーの平均重合度=70)
L−乳酸の直接脱水重縮合において、溶媒としてトルエンを用い、触媒としてTPP−T触媒(L−乳酸に対して0.5mol%)を用い、直接脱水重縮合の反応時間を30時間とし、平均重合度70の乳酸オリゴマーを得て、これを解重合・環化に用いた以外は実施例2−1と同様に操作を行った(乳酸オリゴマーの解重合・環化においてPyH−T触媒も使用した)。乳酸オリゴマーに対する収率26%にてラクチドを得た。結果を表3に示す。
[Example 2-3] Production of lactide using PyH-T catalyst (average degree of polymerization of lactic acid oligomer = 70)
In the direct dehydration polycondensation of L-lactic acid, toluene is used as a solvent, a TPP-T catalyst (0.5 mol% with respect to L-lactic acid) is used as a catalyst, the reaction time of direct dehydration polycondensation is 30 hours, and the average A lactic acid oligomer having a polymerization degree of 70 was obtained, and the same operation as in Example 2-1 was performed except that this was used for depolymerization and cyclization (PyH-T catalyst was also used in the depolymerization and cyclization of the lactic acid oligomer). did). Lactide was obtained at a yield of 26% based on the lactic acid oligomer. The results are shown in Table 3.

[実施例2−4] PyH−T触媒によるラクチドの製造(乳酸オリゴマーの重合度=200)
L−乳酸の直接脱水重縮合において、溶媒としてトルエンを用い、触媒としてTPP−T触媒(L−乳酸に対して0.5mol%)を用い、直接脱水重縮合の反応時間を72時間とし、重合度200のポリ乳酸を得て、これを解重合・環化に用いた以外は実施例2−1と同様に操作を行った(ポリ乳酸の解重合・環化においてPyH−T触媒も使用した)。ポリ乳酸に対する収率18%にてラクチドを得た。結果を表3に示す。
[Example 2-4] Production of lactide using PyH-T catalyst (polymerization degree of lactic acid oligomer = 200)
In direct dehydration polycondensation of L-lactic acid, toluene is used as a solvent, a TPP-T catalyst (0.5 mol% with respect to L-lactic acid) is used as a catalyst, the reaction time of direct dehydration polycondensation is 72 hours, and polymerization is performed. The same procedure as in Example 2-1 was performed except that a polylactic acid having a degree of 200 was obtained and used for depolymerization and cyclization (PyH-T catalyst was also used in the depolymerization and cyclization of polylactic acid. ). Lactide was obtained with a yield of 18% based on polylactic acid. The results are shown in Table 3.

Figure 0005728781
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[実施例3−1] PyH−T触媒によるラクチドの製造(解重合・環化反応温度=180℃)
90wt%のL−乳酸水溶液5.0g、L−乳酸に対して1mol%のPyH−T触媒、25mLのキシレンを50mL丸底フラスコに入れ、キシレン還流条件にて、直接脱水重縮合を行った後、キシレンを除去して平均重合度10.6の乳酸オリゴマーを得た。この乳酸オリゴマーをクーゲルロール装置を用いて、0.013kPa、180℃にて5時間、解重合・環化を行い、乳酸オリゴマーに対して収率50%にてラクチドを得た。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表4に示す。
[Example 3-1] Production of lactide using PyH-T catalyst (depolymerization / cyclization reaction temperature = 180 ° C)
After carrying out dehydration polycondensation directly under xylene reflux conditions, 5.0 g of 90 wt% L-lactic acid aqueous solution, 1 mol% of PyH-T catalyst with respect to L-lactic acid, and 25 mL of xylene are placed in a 50 mL round bottom flask. Then, xylene was removed to obtain a lactic acid oligomer having an average degree of polymerization of 10.6. This lactic acid oligomer was depolymerized and cyclized for 5 hours at 0.013 kPa and 180 ° C. using a Kugelrohr apparatus to obtain lactide in a yield of 50% with respect to the lactic acid oligomer. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 4.

[実施例3−2] PyH−T触媒によるラクチドの製造(解重合・環化反応温度=160℃)
解重合・環化を行う際の温度を160℃とした以外は実施例3−1と同様に操作を行い、乳酸オリゴマーに対して収率46%にてラクチドを得た。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表4に示す。
[Example 3-2] Production of lactide using PyH-T catalyst (depolymerization / cyclization reaction temperature = 160 ° C)
The same procedure as in Example 3-1 was performed except that the temperature for depolymerization / cyclization was 160 ° C., and lactide was obtained at a yield of 46% with respect to the lactic acid oligomer. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 4.

[実施例3−3] PyH−T触媒によるラクチドの製造(解重合・環化反応温度=140℃)
解重合・環化を行う際の温度を140℃とした以外は実施例3−1と同様に操作を行い、乳酸オリゴマーに対して収率30%にてラクチドを得た。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表4に示す。
[Example 3-3] Production of lactide using PyH-T catalyst (depolymerization / cyclization reaction temperature = 140 ° C)
The same procedure as in Example 3-1 was performed except that the temperature for depolymerization / cyclization was 140 ° C., and lactide was obtained with a yield of 30% based on the lactic acid oligomer. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 4.

Figure 0005728781
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[実施例4−1] PyH−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
キシレン溶媒中、90wt%のL−乳酸水溶液を原料として、大気圧雰囲気、キシレン還流条件で無触媒にて24時間、直接脱水重縮合を行い、平均重合度9の乳酸オリゴマーを得た。反応混合物からキシレンを除去したのち、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%のPyH−T触媒を加えクーゲルロール装置を用いて0.4kPa、180℃にて3時間、乳酸オリゴマーの解重合・環化を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は42%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度90の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-1] Production of lactide using PyH-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
Using a 90 wt% L-lactic acid aqueous solution as a raw material in a xylene solvent, direct dehydration polycondensation was carried out for 24 hours in a non-catalytic manner under atmospheric pressure and xylene reflux conditions to obtain a lactic acid oligomer having an average polymerization degree of 9. After removing xylene from the reaction mixture, 1.0 mol% of PyH-T catalyst is added based on the lactic acid oligomer, and depolymerization and cyclization of the lactic acid oligomer is performed at 0.4 kPa and 180 ° C. for 3 hours using a Kugelrohr apparatus. The lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 42%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average polymerization degree of 90.

[実施例4−2] 5,5’−diMe−2,2’−BiPy−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較))
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の5,5’−diMe−2,2’−BiPy−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は23%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度20の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-2] Production of lactide using 5,5'-diMe-2,2'-BiPy-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions))
Example except that 1.0 mol% of 5,5′-diMe-2,2′-BiPy-T catalyst based on lactic acid oligomer was used instead of PyH-T catalyst as a catalyst for depolymerization / cyclization reaction The same operation as in 4-1 was performed to obtain lactide. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 23%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average polymerization degree of 20.

[実施例4−3] 4,4’−BiPy−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の4,4’−BiPy−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は20%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度25の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-3] Production of lactide using 4,4'-BiPy-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same operation as in Example 4-1 was conducted except that 1.0 mol% of 4,4′-BiPy-T catalyst based on lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction. To obtain lactide. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 20%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 25.

[実施例4−4] TPP−S触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%のTPP−S触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は18%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度27の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-4] Production of lactide using TPP-S catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same procedure as in Example 4-1 was performed except that 1.0 mol% of the TPP-S catalyst based on the lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction, and lactide was obtained. Obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 18%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer having an average degree of polymerization of 27.

[実施例4−5] PyH−S触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%のPyH−S触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は25%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度83の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-5] Production of lactide using PyH-S catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same procedure as in Example 4-1 was performed except that a 1.0 mol% PyH-S catalyst based on the lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction. Obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 25%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 83.

[実施例4−6] Me−Imid−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%のMe−Imid−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は31%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度60の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-6] Production of lactide using Me-Imid-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
As the catalyst for the depolymerization / cyclization reaction, the same procedure as in Example 4-1 was performed except that 1.0 mol% of Me-Imid-T catalyst based on the lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst. Lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 31%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 60.

[実施例4−7] 3−Me−PyH−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の3−Me−PyH−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は28%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度83の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-7] Production of lactide using 3-Me-PyH-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same operation as in Example 4-1 was performed except that 1.0 mol% of 3-Me-PyH-T catalyst based on lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction. The lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 28%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 83.

[実施例4−8] 3−Cl−PyH−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の3−Cl−PyH−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は39%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度90の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-8] Production of lactide using 3-Cl-PyH-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same operation as in Example 4-1 was performed except that 1.0 mol% of 3-Cl-PyH-T catalyst based on lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction. The lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 39%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average polymerization degree of 90.

[実施例4−9] 3−Ph−PyH−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の3−Ph−PyH−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は37%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度44の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-9] Production of lactide using 3-Ph-PyH-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same operation as in Example 4-1 was performed except that 1.0 mol% 3-Ph-PyH-T catalyst based on lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction. The lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 37%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 44.

[実施例4−10] 4−Ph−PyH−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の4−Ph−PyH−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は38%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度42の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-10] Production of lactide using 4-Ph-PyH-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
The same operation as in Example 4-1 was performed except that 1.0 mol% of 4-Ph-PyH-T catalyst based on lactic acid oligomer was used instead of the PyH-T catalyst as a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction. The lactide was obtained. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 38%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 42.

[実施例4−11] 2,6−diMe−PyH−T触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の2,6−diMe−PyH−T触媒を用いた以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は41%であった。このラクチドのメソ体率は1%以下で、LL−ラクチド選択率は99%以上であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度65の乳酸オリゴマーであった。
[Example 4-11] Production of lactide using 2,6-diMe-PyH-T catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
As in Example 4-1, except that 1.0 mol% of 2,6-diMe-PyH-T catalyst based on lactic acid oligomer was used as the catalyst for the depolymerization / cyclization reaction instead of the PyH-T catalyst. The operation was performed to obtain lactide. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 41%. The meso form ratio of this lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 65.

[比較例4−1]無触媒でのラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒を用いなかった以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は12%であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度22の乳酸オリゴマーであった。
[Comparative Example 4-1] Production of lactide without catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
Lactide was obtained in the same manner as in Example 4-1, except that the catalyst for depolymerization / cyclization reaction was not used. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 12%. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 22.

[比較例4−2]塩化スズ(II)触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%の塩化スズ(II)触媒(SnCl)を用いて、解重合・環化反応の時間を1時間にした以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は92.2%であった。このラクチドのメソ体率は3.0%であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度58の乳酸オリゴマーであった。
[Comparative Example 4-2] Production of lactide using tin (II) chloride catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
As a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction, a 1.0 mol% tin (II) chloride catalyst (SnCl 2 ) based on the lactic acid oligomer is used instead of the PyH-T catalyst, and the time for the depolymerization / cyclization reaction is increased. The operation was performed in the same manner as in Example 4-1 except for changing to 1 hour, to obtain lactide. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 92.2%. The meso form ratio of this lactide was 3.0%. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 58.

[比較例4−3]オクチル酸スズ(II)触媒によるラクチドの製造(同反応条件における触媒活性の比較)
解重合・環化反応の触媒として、PyH−T触媒の代わりに、乳酸オリゴマー基準で1.0mol%のオクチル酸スズ(II)触媒(Sn(Oct))を用いて、解重合・環化反応の時間を1時間にした以外は実施例4−1と同様に操作を行い、ラクチドを得た。乳酸オリゴマーに対するラクチドの収率は73.6%であった。このラクチドのメソ体率は3.2%であった。結果を表5に示す。なお、ラクチド残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度50の乳酸オリゴマーであった。
[Comparative Example 4-3] Production of lactide using tin (II) octylate catalyst (comparison of catalytic activity under the same reaction conditions)
As a catalyst for the depolymerization / cyclization reaction, 1.0 mol% of tin (II) octylate catalyst (Sn (Oct) 2 ) based on the lactic acid oligomer is used instead of the PyH-T catalyst, and the depolymerization / cyclization is performed. The operation was carried out in the same manner as in Example 4-1 except that the reaction time was changed to 1 hour to obtain lactide. The yield of lactide based on the lactic acid oligomer was 73.6%. The meso form ratio of this lactide was 3.2%. The results are shown in Table 5. In addition, when the NMR measurement of the lactide residue was performed, it was a lactic acid oligomer with an average degree of polymerization of 50.

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[実施例5] 連続的なラクチド合成
1回目:90wt%のL−乳酸水溶液44gとPyH−T(1.0g)を100mLフラスコに入れ、150℃、3.3kPaで6時間反応させて平均重合度6の乳酸オリゴマー(32g)を得た。得られた乳酸オリゴマーを160℃、0.066〜0.13kPaの間の圧力で解重合・環化させるとラクチド(8.0g)が留出した。ラクチドを分離した残渣のNMR測定を行ったところ、平均重合度20の乳酸オリゴマー(23g)であった。
[Example 5] Continuous lactide synthesis First time: 44 g of 90 wt% L-lactic acid aqueous solution and PyH-T (1.0 g) were placed in a 100 mL flask and reacted at 150 ° C. and 3.3 kPa for 6 hours to average polymerization. A lactic acid oligomer having a degree of 6 (32 g) was obtained. When the obtained lactic acid oligomer was depolymerized and cyclized at 160 ° C. and a pressure of 0.066 to 0.13 kPa, lactide (8.0 g) was distilled. An NMR measurement of the residue from which lactide was separated revealed that it was a lactic acid oligomer (23 g) having an average degree of polymerization of 20.

2回目:前記の重合度20の乳酸オリゴマー(23g)に、60wt%のL−乳酸水溶液(18.0g)を加えて窒素雰囲気下、135℃で15時間、更に、3.3kPaに減圧し、150℃で3時間反応させて平均重合度6の乳酸オリゴマー(31g)を得た。得られた乳酸オリゴマーを前記と同様の条件で解重合・環化させるとラクチド(7.2g)が留出した。ラクチドを分離した残渣は、平均重合度45の乳酸オリゴマー(23g)であった。   Second time: 60 wt% L-lactic acid aqueous solution (18.0 g) was added to lactic acid oligomer (23 g) having a polymerization degree of 20 and the pressure was reduced to 3.3 kPa at 135 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere. The mixture was reacted at 150 ° C. for 3 hours to obtain a lactic acid oligomer (31 g) having an average polymerization degree of 6. When the obtained lactic acid oligomer was depolymerized and cyclized under the same conditions as described above, lactide (7.2 g) was distilled. The residue from which lactide was separated was a lactic acid oligomer (23 g) having an average degree of polymerization of 45.

3回目:前記の重合度45の乳酸オリゴマー(23g)に、60wt%のL−乳酸水溶液(17.3g)を加えて前記と同様の反応を行い、平均重合度6の乳酸オリゴマー(32g)を得た。この得られた乳酸オリゴマーを前記と同様の条件で解重合・環化させるとラクチド(7.1g)が留出した。ラクチドを分離した残渣は、平均重合度30の乳酸オリゴマー(23g)であった。   Third time: A 60 wt% L-lactic acid aqueous solution (17.3 g) was added to the lactic acid oligomer having a polymerization degree of 45 (23 g), and a reaction similar to the above was carried out. Obtained. When the obtained lactic acid oligomer was depolymerized and cyclized under the same conditions as described above, lactide (7.1 g) was distilled. The residue from which lactide was separated was a lactic acid oligomer (23 g) having an average degree of polymerization of 30.

4回目:前記の重合度30の乳酸オリゴマー(23g)に60wt%のL−乳酸水溶液(17.3g)を加えて前記と同様の反応を行い、平均重合度7の乳酸オリゴマー(31g)を得た。この得られた乳酸オリゴマーを前記と同様の条件で解重合・環化させるとラクチド(7.6g)が留出した。ラクチドを分離した残渣は、平均重合度33の乳酸オリゴマー(22g)であった。   Fourth time: A 60 wt% L-lactic acid aqueous solution (17.3 g) was added to the lactic acid oligomer (23 g) having a polymerization degree of 30 to perform the same reaction as above to obtain a lactic acid oligomer (31 g) having an average polymerization degree of 7. It was. When the obtained lactic acid oligomer was depolymerized and cyclized under the same conditions as described above, lactide (7.6 g) was distilled. The residue from which lactide was separated was a lactic acid oligomer (22 g) having an average polymerization degree of 33.

5回目:前記の重合度33の乳酸オリゴマー(22g)に、60wt%のL−乳酸水溶液(18.2g)を加えて前記と同様の反応を行い、平均重合度7の乳酸オリゴマー(31g)を得た。この得られた乳酸オリゴマーを前記と同様の条件で解重合・環化させるとラクチド(7.7g)が留出した。ラクチドを分離した残渣は平均重合度32の乳酸オリゴマー(22g)であった。   5th time: A 60 wt% L-lactic acid aqueous solution (18.2 g) was added to the lactic acid oligomer (22 g) having a polymerization degree of 33, and the same reaction as described above was carried out to obtain a lactic acid oligomer (31 g) having an average polymerization degree of 7 Obtained. When the obtained lactic acid oligomer was depolymerized and cyclized under the same conditions as described above, lactide (7.7 g) was distilled. The residue from which lactide was separated was a lactic acid oligomer (22 g) having an average polymerization degree of 32.

前記の結果を図2に示す。図2においては、オリゴマー総量を基準としたラクチド収率(OLAbase)と、2回目以降において、投入したL−乳酸を基準としたラクチド収率(LAbase)を示した。また、得られたラクチドのメソ体率はいずれも1%以下、LL−ラクチド選択率はいずれも99%以上であった。   The results are shown in FIG. In FIG. 2, the lactide yield (OLAbase) based on the total amount of oligomers and the lactide yield (LAbase) based on the L-lactic acid added in the second and subsequent times are shown. In addition, the meso form ratio of the obtained lactide was 1% or less, and the LL-lactide selectivity was 99% or more.

本発明の製造方法は、高純度の光学活性ラクチドを効率良く製造することができ、ラクチド法によるポリ乳酸製造の生産性向上に極めて有効である。   The production method of the present invention can efficiently produce high-purity optically active lactide, and is extremely effective for improving the productivity of polylactic acid production by the lactide method.

LA base: 各回において投入したL−乳酸の総量を基準としたラクチド収率
OLA base: オリゴマー総量を基準としたラクチド収率
LA base: Lactide yield based on the total amount of L-lactic acid introduced in each round OLA base: Lactide yield based on the total amount of oligomer

Claims (8)

以下の有機オニウム塩から選ばれる少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に、乳酸オリゴマーを減圧雰囲気で加熱することにより解重合・環化させてラクチドを生成させることを特徴とするラクチドの製造方法。
Figure 0005728781
但し、TPP−Tのアニオン成分は、炭素数2〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンでもよい。)
Figure 0005728781
(但し、アニオン成分が、炭素数1〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンまたは硫酸水素イオンである。)
Figure 0005728781
(但し、アニオン成分が、炭素数1〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンまたは硫酸水素イオンである。)
Figure 0005728781
(但し、アニオン成分が、炭素数1〜6のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンまたは硫酸水素イオンである。)
A method for producing lactide, characterized in that in the presence of at least one organic onium salt selected from the following organic onium salts , lactide is produced by depolymerization and cyclization by heating a lactic acid oligomer in a reduced-pressure atmosphere. .
Figure 0005728781
( However, the anion component of TPP-T may be a C 2-6 perfluoroalkylsulfonic acid ion.)
Figure 0005728781
(However, an anion component is a C1-C6 perfluoroalkylsulfonic acid ion or a hydrogen sulfate ion.)
Figure 0005728781
(However, an anion component is a C1-C6 perfluoroalkylsulfonic acid ion or a hydrogen sulfate ion.)
Figure 0005728781
(However, an anion component is a C1-C6 perfluoroalkylsulfonic acid ion or a hydrogen sulfate ion.)
乳酸オリゴマーの平均重合度が、3以上100以下である請求項1に記載のラクチドの製造方法。 The method for producing lactide according to claim 1, wherein the average degree of polymerization of the lactic acid oligomer is 3 or more and 100 or less. 140〜200℃の温度に加熱して解重合・環化を行う請求項1または2に記載のラクチドの製造方法。 The method for producing lactide according to claim 1 or 2 , wherein depolymerization and cyclization are carried out by heating to a temperature of 140 to 200 ° C. 乳酸オリゴマーが、光学純度99%e.e.以上の光学活性乳酸を重縮合させたもので
ある請求項1〜のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。
Lactic acid oligomer has an optical purity of 99% e.e. e. The method for producing lactide according to any one of claims 1 to 3 , wherein the optically active lactic acid is polycondensed.
乳酸オリゴマーが、乳酸を、請求項1記載の少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に加熱して重縮合させたものである請求項1〜のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 Lactic acid oligomer, lactic acid, one by heating in the presence of an organic onium salt according to any one of claims 1-4 is obtained by polycondensation of lactide even without less of claim 1, wherein Production method. 乳酸オリゴマーの解重合・環化反応物からラクチドを分離した残渣またはポリ乳酸に、乳酸および/または水を加えて、請求項1記載の少なくとも1種の有機オニウム塩の存在下に加熱して再生させたものを、解重合・環化の原料の乳酸オリゴマーとして用いることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一つに記載のラクチドの製造方法。 The residue or polylactic acid lactide from depolymerization, cyclization reaction was separated lactic acid oligomer, in addition to lactic acid and / or water and heated in the presence of one organic onium salt even without less of claim 1, wherein The method for producing lactide according to any one of claims 1 to 3 , wherein the regenerated product is used as a lactic acid oligomer as a raw material for depolymerization and cyclization. ラクチドが、メソラクチドの含有率1%以下、かつ下記式(A)で定義される光学活性ラクチド選択率が99%以上のものであり、乳酸が該光学活性ラクチドを構成する乳酸成分と同じ光学活性を示し、光学純度が99%e.e.以上である請求項に記載の製造方法。
光学活性ラクチド選択率[%]=(LL‐ラクチドまたはDD‐ラクチドの質量)/(LL‐ラクチドの質量+メソラクチドの質量+DD‐ラクチドの質量)×100 (A)
Lactide has a meso-lactide content of 1% or less and an optically active lactide selectivity defined by the following formula (A) of 99% or more, and lactic acid has the same optical activity as the lactic acid component constituting the optically active lactide With an optical purity of 99% e.e. e. The manufacturing method according to claim 6 , which is the above.
Optically active lactide selectivity [%] = (mass of LL-lactide or DD-lactide) / (mass of LL-lactide + mass of meso lactide + mass of DD-lactide) × 100 (A)
ラクチドが、メソラクチドの含有率1%以下、かつ下記式(A)で定義される光学活性ラクチド選択率が99%以上のものである請求項1〜3のいずれか一つに記載の製造方法。The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the lactide has a meso-lactide content of 1% or less and an optically active lactide selectivity defined by the following formula (A) of 99% or more.
光学活性ラクチド選択率[%]=(LL‐ラクチドまたはDD‐ラクチドの質量)/(LL‐ラクチドの質量+メソラクチドの質量+DD‐ラクチドの質量)×100 (A)Optically active lactide selectivity [%] = (mass of LL-lactide or DD-lactide) / (mass of LL-lactide + mass of meso lactide + mass of DD-lactide) × 100 (A)
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