JP5739165B2 - ラクチドの製造方法 - Google Patents
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Description
反応容器への投入工程では、反応容器内に、ポリ乳酸と金属触媒と溶媒を投入する。
ポリ乳酸は、図1中の化学式で表されるポリマーであるが、リサイクル対象として回収されたポリ乳酸からなる使用済みのプラスチック製品(ポリ乳酸製品)においては、主成分として乳酸エステル構造を基本ユニットとして含む乳酸ポリマー(単独重合体又は共重合体)を意味する。また、ポリ乳酸製品には、そうした乳酸ポリマーと、その他の樹脂成分又は各種添加剤等との混合物であってもよい。混合物の場合には、乳酸ポリマー成分が20重量%以上であればよく、本発明を適用してラクチドの製造が可能である。
金属触媒は、上述のポリ乳酸に対して触媒反応するものであり、かつ、後述する溶媒で一部又は全部が溶解するものである。具体的には、ジルコニウムアセチルアセトナート:Zr(acac)4、オクチル酸すず:Sn(Oct)2、ジブチルすずオキシド:OSn(C4H9)2、モノブチルすずオキシド:OSn(C4H9)OH、テトラオクタデシルオルトチタネート:Ti(Ostea)4、コバルトアセチルアセトナート:Co(acac)2、亜鉛アセチルアセトナート:Zn(acac)2、ナフテン酸亜鉛:Zn(naph)2、ステアリン酸亜鉛:Zn(stea)2、等を挙げることができる。本発明では、これらの金属触媒から選ばれるいずれか1又は2以上のものを反応容器5内に投入する。
溶媒は、上記のポリ乳酸及び金属触媒の両方を溶解することができるものを用いる。溶媒の具体的な適用は、用いる金属触媒を溶解可能なものを選択して用いる。溶媒の溶解能は、ポリ乳酸の一部又は全部を溶解するとともに、金属触媒の一部又は全部を溶解する。溶媒によるポリ乳酸の溶解は、熱を加えて解重合が起こるタイミングで少なくともその一部が溶媒中に溶解していればよい。溶解したポリ乳酸は、同時に溶媒に溶解している金属触媒との間で分子触媒反応が起こり、低温でラセミ化を抑制した解重合が起こる。
解重合工程は、ポリ乳酸、金属触媒及び溶媒を反応容器内に投入した後の工程であり、反応容器内の温度が110〜170℃の範囲になるように加熱してポリ乳酸からラクチドに解重合させる工程である。
反応温度による収率の変化について検討した。反応温度の検討は、ポリ乳酸(PLLA 0.50g:0.1×2×10mmの樹脂チップ)、触媒としてジルコニウムアセチルアセトナート(0.06g)、溶媒としてTritonX−100(0.2g、ユニオンカーバイド社の商品名)を用いて行った。これらを、撹拌子を加えた50mLのなす型フラスコに投入した。そのなす型フラスコとトラップとを、リボンヒーターを巻きつけた分留用曲管で接続し、所定温度のオイルバスで加熱撹拌しながら1Torr(133Pa)に減圧し、所定の温度で15分間加熱した。生成したラクチドを、冷却したトラップに集めた。その結果を表1と図3に示す。
触媒種による収率の違いについて検討した。触媒種の検討は、ポリ乳酸(PLLA 2.0g:0.1×2×10mmの樹脂チップ)、表2に示す触媒(1mol%:ここでのmol%は、ポリ乳酸の繰り返し単位をポリ乳酸の分子量としてポリ乳酸のモル数を算出し、ポリ乳酸のモル数に対する割合を示している。以下同じ。)、溶媒としてエマルゲン106(0.8g)を用いて行った。これらを、撹拌子を加えた50mLのなす型フラスコに投入した。そのなす型フラスコとトラップとを、リボンヒーターを巻きつけた分留用曲管で接続し、160℃のオイルバスで加熱撹拌しながら1Torr(133Pa)に減圧し、1時間加熱した。生成したラクチドを、冷却したトラップに集めた。その結果を表2に示す。
溶媒種による収率の違いについて検討した。溶媒種の検討は、ポリ乳酸(PLLA 2.0g:0.1×2×10mmの樹脂チップ)、表3に示す触媒(1mol%)、表3に示す溶媒(0.8g)を用いて行った。これらを、撹拌子を加えた50mLのなす型フラスコに投入した。そのなす型フラスコとトラップとを、リボンヒーターを巻きつけた分留用曲管で接続し、160℃のオイルバスで加熱撹拌しながら1Torr(133Pa)に減圧し、1時間加熱した。生成したラクチドを、冷却したトラップに集めた。その結果を表3に示す。
溶媒量による収率の違いについて検討した。溶媒量の検討は、ポリ乳酸(PLLA 4.0g:0.1×2×10mmの樹脂チップ)、触媒としてオクチル酸スズ(0.25mol%)、溶媒として表4に示す量のエマルゲン106を用いて行った。これらを、撹拌子を加えた50mLのなす型フラスコに投入した。そのなす型フラスコとトラップとを、リボンヒーターを巻きつけた分留用曲管で接続し、160℃のオイルバスで加熱撹拌しながら1Torr(133Pa)に減圧し、1時間加熱した。生成したラクチドを、冷却したトラップに集めた。その結果を表4に示す。
触媒量による収率の違いについて検討した。触媒量の検討は、ポリ乳酸(PLLA 4.0g:0.1×2×10mmの樹脂チップ)、触媒として表5に示す量のオクチル酸スズ、溶媒としてエマルゲン106(0.8g)を用いて行った。これらを、撹拌子を加えた50mLのなす型フラスコに投入した。そのなす型フラスコとトラップとを、リボンヒーターを巻きつけた分留用曲管で接続し、160℃のオイルバスで加熱撹拌しながら1Torr(133Pa)に減圧し、1時間加熱した。その結果を表5に示す。
反応時間による収率の違いについて検討した。反応時間の検討は、ポリ乳酸(PLLA 4.0g:0.1×2×10mmの樹脂チップ)、触媒として表5に示す量のオクチル酸スズ(0.5mol%)、溶媒としてエマルゲン106(0.8g)を用いて行った。これらを、撹拌子を加えた50mLのなす型フラスコに投入した。そのなす型フラスコとトラップとを、リボンヒーターを巻きつけた分留用曲管で接続し、160℃のオイルバスで加熱撹拌しながら1Torr(133Pa)に減圧し、所定時間加熱した。その結果を表6に示す。
2 油浴
3 減圧装置
4 冷却管
5 反応容器
6 撹拌子
7 冷却浴
8 リボンヒーター
9 分留用曲管
11 ポリ乳酸
12 ポリ乳酸及び金属触媒が溶解した溶媒
12a 溶解したポリ乳酸
12b 溶解した金属触媒
12c 溶媒
13 ラクチド
Claims (2)
- 反応容器内に、ポリ乳酸と、該ポリ乳酸に対して触媒反応する金属触媒と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとを投入する工程と、前記反応容器内の温度が110〜170℃の範囲になるように加熱してポリ乳酸からラクチドに解重合させる工程と、を含むことを特徴とする、ラクチドの製造方法。
- 前記解重合する工程において、前記反応容器内を減圧する、請求項1に記載のラクチドの製造方法。
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