JPS63270638A

JPS63270638A - 乳酸の製造方法

Info

Publication number: JPS63270638A
Application number: JP62104391A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ono; 博司小野; Takaharu Kasuga; 春日　隆晴; Paraa Hen; ヘン・パラー; Eiju Iwamoto; 岩本　英寿
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、乳酸の製造方法に関する。詳しくは、２−ク
ロロプロピオン酸の加水分解によって乳酸を合成するに
あたり、加水分解を特定量の水酸化カルシウムおよび水
の存在下に行うことを特徴とする乳酸の製造方法に関す
る。

乳酸は工業薬品および食品添加剤として広範囲な用途を
有する化合物である。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）２−
クロロプロピオン酸の加水分解によって乳酸を製造する
にあたり、加水分解をアルカリの存在下において行えば
効率よく乳酸が得られる事は公知である０例えば、アゼ
ルバイジャンスキー。

ヒミーチェスキー・ジュールナール（Ａ３ＥＰＢＡＲＪＩＸＡＨＣＫ）ｉｎＸＨＭＨ＃ＥＣ
ＫＨＲＸＶＰＨＡ月）Ｎｏ、５〜６．５０頁（１９７３
年）において、２−クロロプロピオン酸に対して当量な
いし３倍当量の水酸化ナトリウムの存在下、６０〜１０
０　’Ｃにおいて、１０〜１２０分の反応を行い、これ
らの諸条件の反応速度や転化率に及ぼす影響を詳細に８
周べている。これらのデータから、条件を適切に選定す
ることによってほぼ１００％に近い収率で２−クロロプ
ロピオン酸から乳酸を得ることが可能であることが推察
される。

工業製品としての高品位の乳酸は、過剰の水および食塩
や各種の副生物等の夾雑物を含有する加水分解反応液か
ら乳酸を分離後、精製することによって得ることができ
るが、この乳酸の分離方法としては次に記す二つの方法
が工業的に存力であ（１）加水分解反応液に過剰のメタ
ノール等のアルコールを加えて、酸触媒の存在下におい
て乳酸をエステル化し、この乳酸エステルを薄情によっ
て分離・精製後過剰の水と酸触媒の存在下において加水
分解し、次いでアルコールおよび酸触媒を分離する。

（２）加水分解反応液から乳酸を、水への溶解度の低い
有機溶媒によって抽出し、次いで抽出液から該有機溶媒
を減圧下において溜出させる。

本発明者等は、これらの方法について詳細な検討を行っ
てきたところ、これらのいずれの方法においても、加水
分解液中の多量の水の存在は工業的には不利な結果をも
たらす事を見い出した。即ち、前記（１）の方法におい
ては、過剰の水の存在はアルコールによる乳酸のエステ
ル化を妨げ、エステル化を完全に行わせるためには大過
剰のアルコールを必要とするために大容量の装置を必要
とする上に、過剰のアルコールの分離や回収に多大なエ
ネルギーを要する。また、前記（２）の方法においては
、乳酸の水への溶解性が著しく高い為に、多量の水分を
含有する乳酸水溶液からの乳酸の抽出は容易ではな（、
乳酸を高い抽出率で抽出するには、通常、乳酸水溶液中
の水に対して、１０倍〜１００倍の有機溶媒を必要とす
る。

然るに、２−クロロプロピオン酸の加水分解を水酸化ナ
トリウムの存在下で行うと、加水分解液中には食塩が副
生じてくる。食塩の水に対する溶解度が比較的小さいた
めに、加水分解反応液中の水の量をあまり少なくすると
食塩の結晶の析出が起こり、続く乳酸の分離操作に支障
をきたす。従って、通常、原料として用いる２−クロロ
プロピオン酸１モルあたり約１８０グラム以上の水が加
水分解反応液中に残るように水の添加量を決めなければ
ならない、この水の量は生成する乳酸に対して約３倍の
重量に当たり、先に述べたように加水分解反応液中の水
の存在による不利益をもたらす原因となっている。これ
を避けるため、例えば、加水分解反応液から水分を蒸留
等の手段によって除去することが考えられるが、やはり
食塩の析出が障害となるためにこれを除去しながら濃縮
することは装置として煩雑なものを必要とする。

本発明の目的は、２−クロロプロピオン酸から効率良く
高純度の乳酸を製造する方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明者等
は、この２−クロロプロピオン酸の加水分解とそれ続く
乳酸の分離について、総合的な見地から詳細な研究を行
ってきたところ、２−クロロプロピオン酸の加水分解を
適切な量の水酸化カルシウムおよび水の存在下に行えば
加水分解を高い収率で行わせるとともに加水分解反応液
中の水の量を従来よりも著しく少なくできることを見い
出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、２−クロロプロピオン酸の加水分解に
よって乳酸を合成するにあたり、加水分解を２−クロロ
プロピオン酸１モルに対し０．　４〜０．８モルの水酸
化カルシウムおよび３０〜１５０グラムの水の存在下に
行うことを特徴とする乳酸の製造方法である。

２−クロロプロピオン酸の加水分解を水酸化カルシウム
の存在下、このような少量の水を用いて加水分解を行い
、高い乳酸の収率が得られることはこれまで知られてい
なかった。

本発明の方法において、用いる水酸化カルシウムの量は
重要な要素であり、通常原料として用いる２−クロロプ
ロピオン酸１モルあたり０．４〜０．８モルが好ましい
、この量には厳密には臨界的な意味はないが、これ以下
の量では加水分解速度は著しく低下するために実用的で
はない、またこれ以上の量を用いると、加水分解速度は
若干向上するが、過剰の水酸化カルシウムは加水分解反
応液中で生成した乳酸と反応して乳酸カルシウムの形と
なり、これに続くエステル化や抽出の効率を著しく妨げ
る。このような意味から、用いる水酸化カルシウムの量
は原料の２−クロロプロピオン酸１モルあたり０．４８
〜０．５２モルとすることが更に好ましい。

また、本発明の方法においては、用いる水の量も重要な
要素であり、原料として用いる２−クロロブロビオン酸
１モルあたり３０〜１５０グラムとすることが好ましい
。３０グラム以下の水を用いた場合には、常温において
加水分解反応後の液中に塩化カルシウムの結晶が沈積し
始めるために操作に支障をきたす、また、１５０グラム
以上の水を用いると、先に述べた多量の水の存在による
不利益が大きくなって乳酸の製造コストの増加につなが
ってくる。このため、更に好ましい水の量は原料の２−
クロロプロピオン酸１モルあたり３０〜１００グラムで
ある。

本発明の方法において用いる水酸化カルシウムは特に高
純度のものを必要とはしない０通常の工業用として入手
できる品質のもので充分目的は達せられる。また、水酸
化カルシウムの代わりに酸化カルシウムを用いることも
可能である。酸化カルシウムは、加水分解条件下におい
て系内の水と直ちに反応して水酸化カルシウムに転化す
る。

本発明の方法において、２−クロロプロピオン酸の加水
分解は温度８０〜２００°Ｃ２好ましくは１２０〜１６
０°Ｃ５のもとで１０分〜１２時間、好ましくは１〜６
時間行われる。得られる乳酸の品質上、未反応の２−ク
ロロプロピオン酸の量は極力少なくすることがあとに続
く乳酸の精製工程の負荷を軽くする上で好ましく、実質
的に未反応２−クロロプロピオン酸が検出されなくなる
まで加水分解を徹底することが好ましい、また、この加
水分解は、密閉容器内において自己発生圧力下において
行われる。この圧力は前記の温度条件下では、通常、常
圧ないし１５　ｋｇ／ａｄ　（ゲージ）の範囲となる。

本発明の方法は、回分及び流通のいずれの反応方式によ
っても実施することが可能である。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明の方法を更に具体的に説明
する。

実施例１２−クロロプロピオン酸１モル（１０８，５ｇ）に水酸
化カルシウム０．５モル（３７ｇ）および水８０グラム
を加え、１５０°Ｃ１自己発生圧力下で４時間加熱して
２−クロロプロピオン酸の加水分解を行わせ、乳酸と塩
化カルシウムを含有する水溶液を得た。この水溶液は淡
黄色で薄い濁りがあるがＪ沈殿性の異物を含んでおらず
、この中には乳酸８９．１ｇが含有されていることが滴
定による分析かられかった。また、この水溶液に残留す
る２−クロロプロピオン酸の量は、ＦＩＤ検出器を備え
たガスクロマトグラフィーによる検出限界濃度以下であ
った。

次に、この水溶液に酢酸イソプロピルを２５０ｉ加え、
１時間振盪後静置分離によって乳酸を含有する酢酸イソ
プロピル層を分離した。この操作を計５回繰り返し行い
、得られた乳酸を含有する酢酸イソプロピルを集めて減
圧下、３５°Ｃで薄情にかけて乳酸と酢酸イソプロピル
とを分離した。

回収された酢酸イソプロピルは計１２４０−であった。

一方、かくして得られた乳酸に水を加えて濃度の調節を
行った後に活性炭による脱色及びイオン交換樹脂による
精製を行って金属成分や塩素イオンを除去し、濃度６０
％の乳酸１４１ｇを得た。

得られた乳酸水溶液は無色・透明であり、乳酸の品質規
格（ＪＩＳ−に１３５３号）を充分満足する性状であっ
た。

比較例１実施例１において、０．５モルの水酸化カルシウムの代
わりに１モル（４０ｇ）の水酸化ナトリウムを用いた以
外は同様の操作を行なった。

加水分解反応液は塩化ナトリウムの結晶を含有するスラ
リー状で、このままでは抽出操作を行えないために、一
旦濾過によって塩化ナトリウムの結晶を分離し、清澄液
としてから抽出操作を行った。しかし、抽出溶媒である
酢酸イソプロピルを添加し振盪を行ったところ、再び塩
化ナトリウムの結晶の析出が認められ、抽出操作に困難
を伴った。

このような操作において、分離した食塩結晶への乳酸の
付着等による損失がかなり認められ、濃度６０％の乳酸
の収量は１２４ｇであった。

比較例２実施例１の方法において、０．５モルの水酸化カルシウ
ムの代わりに１モル（４０ｇ）の水酸化ナトリウムを用
い、水の量を２００ｇまで増やした以外は同様の操作を
行ったところ、食塩の結晶を含有しない加水分解液を得
ることができた。この液は淡黄色に着色していたが、は
ぼ透明であった。しかし、抽出溶媒の酢酸イソプロピル
を添加して振盪したところ、少量の食塩の結晶の析出が
みられたので、水を更に５０ｇ追加してこの食塩の結晶
を溶解した。

以下、実施例１と同様の操作を行った結果、濃度６０％
の乳酸１０９ｇを得た。

（発明の効果）本発明の方法により、２−クロロプロピオン酸から効率
よく乳酸を製造することが可能となる。

特に、本発明の方法により、エネルギー効率の高い方法
で高純度の乳酸の製造が可能となる。

また、本発明の方法によれば、従来法に比してより簡素
な装置で２−クロロプロピオン酸からの乳酸の製造が可
能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２−クロロプロピオン酸の加水分解によって乳酸
を合成するにあたり、加水分解を２−クロロプロピオン
酸１モルに対し０．４〜０．８モルの水酸化カルシウム
および３０〜１５０グラムの水の存在下に行うことを特
徴とする乳酸の製造方法。