KR20240041702A - Preparation method of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate - Google Patents

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KR20240041702A
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강동균
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Abstract

본 발명에서는 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체로부터 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 제조하는 방법이 제공된다. The present invention provides a method for preparing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate from hydroxyalkanoate-lactide copolymer.

Description

알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법 {PREPARATION METHOD OF ALKYL 3-HYDROXYPROPIONATE AND ALKYL LACTATE}Method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate {PREPARATION METHOD OF ALKYL 3-HYDROXYPROPIONATE AND ALKYL LACTATE}

본 발명은 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a process for preparing alkyl 3-hydroxypropionates and alkyl lactates.

플라스틱은 저렴하고 내구성이 있는 물질이며, 이는 광범위한 응용예에서 용도를 찾을 수 있는 다양한 제품의 생산에 사용될 수 있다. 따라서, 플라스틱의 생산은 지난 수십년 동안 극적으로 증가되고 있다. 더욱이, 이러한 플라스틱의 50 % 이상이 포장, 농업용 필름, 일회용 소비물품 등과 같은 단일 용도의 일회용 또는 제조 후 1년 이내에 폐기되는 단기 제품에 사용된다. 또한 폴리머의 내구성으로 인하여, 상당한 양의 플라스틱이 전세계 매립지에 그리고 자연 서식지에 매립되어 환경 문제의 증가를 야기한다. 심지어 생분해가능한 플라스틱도 자외선 노출의 수준, 온도, 적절한 미생물의 존재 등과 같은 국소 환경 인자에 따라 수십년 동안 존속될 수 있다.Plastics are inexpensive and durable materials that can be used to produce a variety of products that find use in a wide range of applications. Accordingly, the production of plastics has been increasing dramatically over the past few decades. Moreover, more than 50% of these plastics are used in single-use, disposable or short-lived products that are discarded within one year of manufacture, such as packaging, agricultural films, single-use consumer goods, etc. Additionally, due to the durability of polymers, significant amounts of plastic end up in landfills and natural habitats around the world, causing increasing environmental problems. Even biodegradable plastics can last for decades, depending on local environmental factors such as levels of UV exposure, temperature, and the presence of appropriate microorganisms.

이에, 플라스틱 분해로부터 플라스틱 재생에 이르기까지 플라스틱의 축적과 상관되는 경제적인 그리고 환경적인 영향을 감소시키기 위한 다른 해결책이 연구되고 있다.Therefore, different solutions are being explored to reduce the economic and environmental impacts associated with the accumulation of plastics, from plastic decomposition to plastic recycling.

한 예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 가장 클로즈드-루프(closed-loop: 제조 공정에서 나온 폐기물을 처리해서 재활용하는 시스템)한 재생 플라스틱으로서, PET 폐기물(주로 병)이 수집되고, 분류되고, 가압되어 묶음으로 만들어지고, 파쇄되고, 세척되고, 플레이크로 절단되고, 용융되고 펠릿을 압출되고 판매를 위해 제공된다. 그러나, 이러한 플라스틱 재생 방법은 단지 PET 만을 포함하는 플라스틱 물품에만 적용되어, 선행하는 과도한 분류를 요구한다. As an example, polyethylene terephthalate (PET) is the most closed-loop recycled plastic, where PET waste (mainly bottles) is collected, sorted, and recycled. They are pressed into batches, crushed, washed, cut into flakes, melted and extruded into pellets and offered for sale. However, this plastic recycling method only applies to plastic articles containing only PET, requiring excessive prior sorting.

또한, 플라스틱을 재생하기 위한 다른 잠재적인 방법은 폴리머의 화학적 구성성분들을 회수하는 것을 허용하는 화학적 재생(chemical recycling)이다. 그 결과의 모노머는, 정제 후, 플라스틱 물품을 재-생산에 사용될 수 있다. Additionally, another potential method for recycling plastics is chemical recycling, which allows recovering the chemical components of the polymer. The resulting monomer, after purification, can be used to re-produce plastic articles.

최근 다양한 플라스틱류의 재활용에 대한 요구가 상당히 높아지고 있으나, 공정 설계가 어렵거나 높은 순도나 선택성을 확보하기가 상당히 어려운 한계가 있다. Recently, the demand for recycling of various types of plastics has increased considerably, but there are limitations such as difficult process design and difficulty in securing high purity or selectivity.

본 발명은 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체로부터 높은 선택성을 확보하면서 높은 순도의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 효율적으로 제공할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is intended to provide a method that can efficiently provide high purity alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate while securing high selectivity from hydroxyalkanoate-lactide copolymer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계;를 포함하고, 상기 촉매는 산 촉매 또는 금속염을 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, it includes reacting a hydroxyalkanoate-lactide copolymer with an alcohol in the presence of a catalyst, wherein the catalyst is an alkyl 3-hydroxypropyl polymer comprising an acid catalyst or a metal salt. Methods for preparing cypionates and alkyl lactates are provided.

이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate according to specific embodiments of the invention will be described in more detail.

본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다. Throughout this specification, unless otherwise specified, “include” or “contains” refers to the inclusion of a certain component (or component) without particular limitation, excluding the addition of other components (or components). cannot be interpreted as

또한, 본 명세서에서 기술하는 제조 방법을 구성하는 단계들은 순차적 또는 연속적임을 명시하거나 다른 특별한 급이 있는 경우가 아니면, 하나의 제조 방법을 구성하는 하나의 단계와 다른 단계가 명세서 상에 기술된 순서로 제한되어 해석되지 않는다. 따라서 당업자가 용이하게 이해될 수 있는 범위 내에서 제조 방법의 구성 단계의 순서를 변화시킬 수 있으며, 이 경우 그에 부수하는 당업자에게 자명한 변화는 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.In addition, unless it is specified that the steps constituting the manufacturing method described in this specification are sequential or continuous, or there is another special class, one step and other steps constituting one manufacturing method are performed in the order described in the specification. It is not interpreted as limited. Accordingly, the order of the structural steps of the manufacturing method can be changed within a range that can be easily understood by a person skilled in the art, and in this case, changes that are obvious to those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

또, 본 명세서에서 별도의 언급이 없는 한, 중량평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로는 상기 프리폴리머 또는 공중합체를 2 mg/ml의 농도가 되도록 클로로폼에 용해시킨 후 GPC에 20㎕를 주입하고, 40 ℃에서 GPC 분석을 수행한다. 이때 GPC의 이동상은 클로로폼을 사용하고, 1.0 mL/분의 유속으로 유입하며, 컬럼은 Agilent Mixed-B 2개를 직렬로 연결하여 사용하며, 검출기로는 RI Detector를 사용한다. 폴리스티렌 표준 시편을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 값을 유도한다. 폴리스티렌 표준 시편의 중량평균 분자량은 2,000 g/mol, 10,000 g/mol, 30,000 g/mol, 70,000 g/mol, 200,000 g/mol, 700,000 g/mol, 2,000,000 g/mol, 4,000,000 g/mol, 및 10,000,000 g/mol의 9종을 사용하였다.Additionally, unless otherwise stated herein, the weight average molecular weight can be measured using gel permeation chromatography (GPC). Specifically, the prepolymer or copolymer is dissolved in chloroform to a concentration of 2 mg/ml, then 20 μl is injected into GPC, and GPC analysis is performed at 40°C. At this time, the mobile phase of GPC uses chloroform and flows at a flow rate of 1.0 mL/min, the column uses two Agilent Mixed-Bs connected in series, and the detector uses an RI Detector. The Mw value is derived using a calibration curve formed using a polystyrene standard specimen. The weight average molecular weights of the polystyrene standard specimens were 2,000 g/mol, 10,000 g/mol, 30,000 g/mol, 70,000 g/mol, 200,000 g/mol, 700,000 g/mol, 2,000,000 g/mol, 4,000,000 g/mol, and 10,000,000. Nine types of g/mol were used.

본 명세서 전체에서 "폴리락트산 프리폴리머"는 락트산을 올리고머화시킨 중량평균 분자량 1,000 내지 50,000 g/mol의 폴리락트산을 의미한다.Throughout this specification, “polylactic acid prepolymer” refers to polylactic acid with a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 g/mol, which is obtained by oligomerizing lactic acid.

본 명세서 전체에서 "폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머"는 3-하이드록시프로피오네이트를 올리고머화시킨 중량평균 분자량 1,000 내지 50,000 g/mol의 폴리(3-하이드록시프로피오네이트)를 의미한다.Throughout this specification, “poly(3-hydroxypropionate) prepolymer” refers to poly(3-hydroxypropionate) with a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 g/mol obtained by oligomerizing 3-hydroxypropionate. it means.

또, 본 명세서에서 별도의 언급이 없는 한, 폴리락트산 프리폴리머, 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머 및 공중합체의 중량평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로는 상기 프리폴리머 또는 공중합체를 2mg/ml의 농도가 되도록 클로로폼에 용해시킨 후 GPC에 20㎕를 주입하고, 40℃에서 GPC 분석을 수행한다. 이때 GPC의 이동상은 클로로폼을 사용하고, 1.0mL/분의 유속으로 유입하며, 컬럼은 Agilent Mixed-B 2개를 직렬로 연결하여 사용하며, 검출기로는 RI Detector를 사용한다. 폴리스티렌 표준 시편을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 값을 유도한다. 폴리스티렌 표준 시편의 중량평균 분자량은 2,000 g/mol, 10,000 g/mol, 30,000 g/mol, 70,000 g/mol, 200,000 g/mol, 700,000 g/mol, 2,000,000 g/mol, 4,000,000 g/mol, 및 10,000,000 g/mol의 9종을 사용하였다.Additionally, unless otherwise stated herein, the weight average molecular weight of polylactic acid prepolymer, poly(3-hydroxypropionate) prepolymer, and copolymer can be measured using gel permeation chromatography (GPC). Specifically, the prepolymer or copolymer is dissolved in chloroform to a concentration of 2 mg/ml, then 20 μl is injected into GPC, and GPC analysis is performed at 40°C. At this time, the mobile phase of GPC uses chloroform and flows at a flow rate of 1.0 mL/min, the column uses two Agilent Mixed-Bs connected in series, and the detector uses an RI Detector. The Mw value is derived using a calibration curve formed using a polystyrene standard specimen. The weight average molecular weights of the polystyrene standard specimens were 2,000 g/mol, 10,000 g/mol, 30,000 g/mol, 70,000 g/mol, 200,000 g/mol, 700,000 g/mol, 2,000,000 g/mol, 4,000,000 g/mol, and 10,000,000. Nine types of g/mol were used.

발명의 일 구현예에 따르면, 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계;를 포함하고, 상기 촉매는 산 산 촉매 또는 금속염을 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법을 제공한다.According to one embodiment of the invention, it includes reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with an alcohol in the presence of a catalyst, wherein the catalyst is an alkyl 3-hydroxypropyl acid catalyst or a metal salt. Methods for preparing cypionates and alkyl lactates are provided.

본 발명자들은, 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시킴에 따라, 바이오 아크릴로니트릴 합성 등에 재활용 가능한 모노머인 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 고순도 및 고수율로 회수할 수 있다는 점을 알아내어 본 발명을 완성하였다.The present inventors reacted the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of a catalyst to produce alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, which are recyclable monomers for bioacrylonitrile synthesis, etc., with high purity and The present invention was completed by finding that it can be recovered at high yield.

촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시킴에 따라, 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체가 알코올 분해(Alcoholysis)되는데, 상기 알코올 분해로 재활용 가능한 모노머를 제조함으로 인해 환경 친화적이고 경제적이며, 상기 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트는 바이오 아크릴로니트릴로 재활용 가능하다.As the hydroxyalkanoate-lactide copolymer reacts with alcohol in the presence of a catalyst, the hydroxyalkanoate-lactide copolymer undergoes alcohol decomposition (alcoholysis), and the alcohol decomposition produces a recyclable monomer. It is environmentally friendly and economical, and the alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate can be recycled into bioacrylonitrile.

상기 일 구현예에 따른 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시킴에 따라, 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체가 알코올 분해(Alcoholysis)될 수 있다. In the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate according to the above embodiment, the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is reacted with alcohol in the presence of a catalyst, thereby producing hydroxyalkanoate- Lactide copolymers may undergo alcohololysis.

상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계에서, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 알코올이 110 중량부 이상 1000 중량부 이하로 포함될 수 있다. In the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst, the alcohol is contained in an amount of 110 parts by weight or more and 1000 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. may be included.

구체적으로, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계에서, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 알코올이 110 중량부 이상, 200 중량부 이상, 300 중량부 이상, 500 중량부 이상, 1000 중량부 이하, 900 중량부 이하, 800 중량부 이하, 110 중량부 이상 1000 중량부 이하, 200 중량부 이상 1000 중량부 이하, 300 중량부 이상 1000 중량부 이하, 500 중량부 이상 1000 중량부 이하, 110 중량부 이상 900 중량부 이하, 200 중량부 이상 900 중량부 이하, 300 중량부 이상 900 중량부 이하, 500 중량부 이상 900 중량부 이하, 110 중량부 이상 800 중량부 이하, 200 중량부 이상 800 중량부 이하, 300 중량부 이상 800 중량부 이하, 500 중량부 이상 800 중량부 이하로 포함할 수 있다. Specifically, in the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst, the alcohol is used in an amount of 110 parts by weight or more, 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. Parts by weight or more, 300 parts by weight or more, 500 parts by weight or less, 1000 parts by weight or less, 900 parts by weight or less, 800 parts by weight or less, 110 parts by weight or more, 1000 parts by weight or less, 200 parts by weight or more, 1000 parts by weight or less, 300 parts by weight More than 1000 parts by weight or less, 500 parts by weight or more but less than 1000 parts by weight, 110 parts by weight or more but less than 900 parts by weight, 200 parts by weight or more but less than 900 parts by weight, 300 parts by weight or more and less than 900 parts by weight, more than 500 parts by weight but less than 900 parts by weight , 110 parts by weight or more and 800 parts by weight or less, 200 parts by weight or more and 800 parts by weight or less, 300 parts by weight or more and 800 parts by weight or less, and 500 parts by weight or more and 800 parts by weight or less.

상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 알코올이 110 중량부 이상 1000 중량부 이하로 포함됨에 따라 가장 경제적으로, 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 전환율을 향상시킬 수 있다. The most economically final alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate are produced as the alcohol is contained in an amount of 110 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. Conversion rate can be improved.

상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 알코올이 110 중량부 미만으로 포함되는 경우 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체가 용해되지 않거나 소량만 용해되어 반응 시간이 굉장히 길어지거나, 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 전환율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 알코올이 1000 중량부를 초과하여 포함되는 경우 반응 진행 후 알코올의 회수시 추가적으로 에너지 및 시간이 소요되어 경제성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.If the alcohol is included in less than 110 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer, the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is not dissolved or only a small amount is dissolved, resulting in an extremely long reaction time. Otherwise, the conversion rate of the final produced alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate may be reduced. In addition, if the alcohol is included in excess of 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer, additional energy and time are required to recover the alcohol after the reaction proceeds, which leads to a problem of lower economic feasibility. You can.

상기 알코올의 종류는 크게 제한되지 않으나, 탄소수가 1 내지 20인 알킬기에 1 개의 히드록시기가 결합한 1가 알코올일 수 있다. The type of alcohol is not greatly limited, but may be a monohydric alcohol in which one hydroxy group is bonded to an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

구체적으로 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알코올을 포함할 수 있다. 상기 알코올의 종류에 따라 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 알킬기가 조절될 수 있다. Specifically, the alcohol may include one or more alcohols selected from the group consisting of methanol, ethanol, and butanol. Depending on the type of alcohol, the alkyl group of the final produced alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate can be adjusted.

예를 들어 상기 알코올로 메탄올을 사용하는 경우, 상기 일 구현예에 따른 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시킴에 따라 메틸 3-하이드록시프로피오네이트 및 메틸 락테이트가 제조될 수 있다. For example, when methanol is used as the alcohol, in the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate according to the above embodiment, the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is mixed with alcohol in the presence of a catalyst. By reaction, methyl 3-hydroxypropionate and methyl lactate can be produced.

상기 일 구현예에서, 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트를 포함할 수 있다. In one embodiment, the final alkyl 3-hydroxypropionate may include alkyl 3-hydroxypropionate represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, R1 은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다. In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

구체적으로, 상술한 바와 같이 상기 알코올의 종류에 따라 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트의 알킬기, 즉 R1이 조절될 수 있다. Specifically, as described above, the alkyl group, that is, R 1 , of the finally produced alkyl 3-hydroxypropionate can be adjusted depending on the type of alcohol.

예를 들어 상기 알코올로 메탄올을 사용하는 경우, 상기 화학식 1에서 R1 이 메틸기인 메틸 3-하이드록시프로피오네이트 (Methyl 3-hydroxypropionate)가 제조될 수 있다. For example, when methanol is used as the alcohol, methyl 3-hydroxypropionate (Methyl 3-hydroxypropionate) in Formula 1 where R 1 is a methyl group can be produced.

상기 일 구현예에서, 최종 제조되는 상기 알킬 락테이트는 하기 화학식 2로 표시되는 알킬 락테이트를 포함할 수 있다. In one embodiment, the alkyl lactate that is finally produced may include an alkyl lactate represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2에서, R2 은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다. In Formula 2, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

구체적으로, 상술한 바와 같이 상기 알코올의 종류에 따라 최종 제조되는 알킬 락테이트의 알킬기, 즉 R2가 조절될 수 있다. Specifically, as described above, the alkyl group, that is, R 2 , of the finally produced alkyl lactate can be adjusted depending on the type of alcohol.

예를 들어 상기 알코올로 메탄올을 사용하는 경우, 상기 화학식 2에서 R2가 메틸기인 메틸 락테이트(Methyl lactate)가 제조될 수 있다. For example, when methanol is used as the alcohol, methyl lactate in Formula 2 where R 2 is a methyl group can be produced.

한편, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계에서, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 촉매가 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하로 포함될 수 있다. Meanwhile, in the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst, the catalyst is used in an amount of 0.1 parts by weight or more and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. It may be included below.

구체적으로 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계에서, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 촉매가 0.1 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 10 중량부 이하, 5 중량부 이하, 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하, 0.1 중량부 이상 5 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 10 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함될 수 있다. Specifically, in the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst, the catalyst is used in an amount of 0.1 part by weight or more and 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. more than 10 parts by weight, less than 5 parts by weight, more than 0.1 parts by weight but less than 10 parts by weight, more than 0.1 parts by weight but less than 5 parts by weight, more than 0.5 parts by weight but less than 10 parts by weight, more than 0.5 parts by weight but less than 5 parts by weight. You can.

상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 촉매가 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하 로 포함됨에 따라 가장 경제적으로, 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 전환율을 향상시킬 수 있다. The most economically final alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate are produced as the catalyst is included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. Conversion rate can be improved.

상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 촉매가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 반응이 완전히 진행되지않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 촉매가 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우 부반응이 일어나 회수율이 낮아지거나 순도가 낮아질 수 있는 문제가 발생할 수 있다.If the catalyst is included in less than 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer, a problem may occur in which the reaction does not proceed completely. In addition, if the catalyst is included in excess of 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer, side reactions may occur, which may result in lower recovery or lower purity.

상기 일 구현예에 따른 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 촉매가 산 촉매인 경우 상기 촉매는 황산을 포함할 수 있다. In the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate according to the above embodiment, when the catalyst is an acid catalyst, the catalyst may include sulfuric acid.

상기 촉매가 황산을 포함함에 따라, 빠른 반응 속도를 구현하는 동시에 경제적으로 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 제조할 수 있으며, 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트로의 우수한 전환율이 구현될 수 있다As the catalyst contains sulfuric acid, it is possible to produce alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate economically while realizing a fast reaction rate, and the final produced alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate Excellent conversion rates to Tate can be achieved

또는 상기 촉매가 금속염인 경우 상기 촉매는 금속의 할로겐염, 인산염, 질산염, 황산염, 암모늄염, 아세트산염 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속염을 포함할 수 있다. Alternatively, when the catalyst is a metal salt, the catalyst may include one or more metal salts selected from the group consisting of halogen salts, phosphates, nitrates, sulfates, ammonium salts, acetates, and carbonates of metals.

또한, 상기 금속염은 아연, 구리, 마그네슘, 망간, 코발트 및 니켈로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속의 금속염을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속염은 아연, 구리, 마그네슘, 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속의 금속염을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 금속염은 아연 또는 구리의 금속염을 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 금속염은 아연의 금속염을 포함할 수 있다. Additionally, the metal salt may include a metal salt of one or more metals selected from the group consisting of zinc, copper, magnesium, manganese, cobalt, and nickel. Preferably, the metal salt may include a metal salt of one or more metals selected from the group consisting of zinc, copper, magnesium, and manganese. More preferably, the metal salt may include a metal salt of zinc or copper. For example, the metal salt may include a metal salt of zinc.

즉, 상기 금속염은 바람직하게는 아연, 구리, 마그네슘, 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속의 아세트산염을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 금속염은 아연 또는 구리의 아세트산염을 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 금속염은 아연의 아세트산염을 포함할 수 있다.That is, the metal salt may preferably include an acetate of one or more metals selected from the group consisting of zinc, copper, magnesium, and manganese. More preferably, the metal salt may include acetate of zinc or copper. For example, the metal salt may include acetate of zinc.

상기 금속염이 상술한 화합물을 포함함에 따라, 빠른 반응 속도를 구현하는 동시에 경제적으로 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 제조할 수 있으며, 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트로의 우수한 전환율이 구현될 수 있다. As the metal salt contains the above-mentioned compounds, alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate can be produced economically while realizing a fast reaction rate, and the final produced alkyl 3-hydroxypropionate and Excellent conversion rates to alkyl lactates can be achieved.

한편, 상기 일 구현예에 따른 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체는 1개 이상의 폴리하이드록시알카노에이트(PHA; polyhydrxyalkanoate) 블록 및 1개 이상의 폴리락트산 블록을 포함하는 블록 공중합체일 수 있다. 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체가 상술한 블록들을 포함함에 따라, 폴리하이드록시알카노에이트 및 폴리락트산이 갖는 친환경성 및 생분해성을 나타낼 수 있다. Meanwhile, in the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate according to the above embodiment, the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is one or more polyhydroxyalkanoate (PHA; polyhydrxyalkanoate) ) block and may be a block copolymer containing one or more polylactic acid blocks. As the hydroxyalkanoate-lactide copolymer contains the above-mentioned blocks, it can exhibit the environmental friendliness and biodegradability of polyhydroxyalkanoate and polylactic acid.

상기 하이드록시알카노에이트는 3-하이드록시부티레이트, 4-하이드록시부티레이트, 2-하이드록시프로피온네이트, 3-하이드록시프로피오네이트, 탄소수가 6 내지 14 개인 중간사슬 길이의 (D)-3-하이드록시카르복실레이트, 3-하이드록시발레이트, 4-하이드록시발레이트 또는 5-하이드록시발레이트일 수 있다. The hydroxyalkanoates include 3-hydroxybutyrate, 4-hydroxybutyrate, 2-hydroxypropionate, 3-hydroxypropionate, and (D)-3- having a medium chain length of 6 to 14 carbon atoms. It may be hydroxycarboxylate, 3-hydroxyvalate, 4-hydroxyvalate or 5-hydroxyvalate.

따라서, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체는 3-하이드록시부티레이트-락타이드 공중합체, 4-하이드록시부티레이트-락타이드 공중합체, 2-하이드록시프로피온네이트-락타이드 공중합체, 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체, 4-하이드록시발레이트-락타이드 공중합체 또는 5-하이드록시발레이트-락타이드 공중합체일 수 있으며, 예를 들어 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체는 유연성 및 기계적 물성 등을 개선하기 위해 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체일 수 있다. Therefore, the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is 3-hydroxybutyrate-lactide copolymer, 4-hydroxybutyrate-lactide copolymer, 2-hydroxypropionate-lactide copolymer, 3- It may be a hydroxypropionate-lactide copolymer, a 4-hydroxyvalate-lactide copolymer, or a 5-hydroxyvalate-lactide copolymer, for example, the hydroxyalkanoate-lactide. The copolymer may be a 3-hydroxypropionate-lactide copolymer to improve flexibility and mechanical properties.

상기 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체는 폴리락트산 프리폴리머 및 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 중합된 블록 공중합체일 수 있다. 상기 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체는 상기 폴리락트산 프리폴리머가 가진 인장강도 및 탄성률이 우수한 특징을 나타내면서도, 상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 유리 전이 온도(Tg)를 낮추어 유연성을 증가시키고, 충격 강도 등의 기계적 물성을 개선함으로써, 폴리락트산이 갖는 신율이 나빠 쉽게 깨지는 특성(Brittleness)을 방지할 수 있다The 3-hydroxypropionate-lactide copolymer may be a block copolymer obtained by polymerizing polylactic acid prepolymer and poly(3-hydroxypropionate) prepolymer. The 3-hydroxypropionate-lactide copolymer exhibits the excellent tensile strength and elastic modulus characteristics of the polylactic acid prepolymer, while the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer has a glass transition temperature (Tg). By increasing flexibility by lowering and improving mechanical properties such as impact strength, the brittleness of polylactic acid due to its poor elongation can be prevented.

상기 폴리락트산 프리폴리머는 락트산을 발효 또는 축중합(Polycondensation)하여 제조된 것일 수 있다. 상기 폴리락트산 프리폴리머는 중량평균 분자량이 1,000 g/mol 이상 또는 5,000 g/mol 이상, 또는 6,000 g/mol 이상, 또는 8,000 g/mol 이상이고, 50,000 g/mol 이하, 또는 30,000 g/mol 이하일 수 있으며, 최종 제조되는 블록 공중합체 내 폴리락트산 프리폴리머 유래 반복단위를 포함하는 블록의 결정성을 높이고자 할 경우, 상기 폴리락트산 프리폴리머가 20,000 g/mol 초과, 또는 22,000g/mol 이상, 또는 23,000g/mol 이상, 또는 25,000 g/mol 이상이고, 50,000 g/mol 이하, 또는 30,000 g/mol 이하, 또는 28,000 g/mol 이하, 또는 26,000g/mol 이하의 높은 중량평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다.The polylactic acid prepolymer may be manufactured by fermentation or polycondensation of lactic acid. The polylactic acid prepolymer may have a weight average molecular weight of 1,000 g/mol or more, or 5,000 g/mol or more, or 6,000 g/mol or more, or 8,000 g/mol or more, and 50,000 g/mol or less, or 30,000 g/mol or less, When it is desired to increase the crystallinity of the block containing repeating units derived from polylactic acid prepolymer in the final manufactured block copolymer, the polylactic acid prepolymer must be greater than 20,000 g/mol, or 22,000 g/mol or more, or 23,000 g/mol. It is preferable to have a high weight average molecular weight of more than or equal to 25,000 g/mol, and less than or equal to 50,000 g/mol, or less than or equal to 30,000 g/mol, or less than or equal to 28,000 g/mol, or less than or equal to 26,000 g/mol.

폴리락트산 프리폴리머의 중량평균 분자량이 20,000 g/mol 이하이면 고분자의 결정이 작아 최종 제조된 블록 공중합체에서 고분자의 결정성을 유지하기 어렵고, 폴리락트산 프리폴리머의 중량평균 분자량이 50,000 g/mol을 초과하면 중합 시 폴리락트산 프리폴리머 사이의 반응속도보다 프리폴리머 사슬 내부에서 일어나는 부반응 속도가 빨라지게 된다. 한편, 본 발명에서 사용하는 '락트산'은 L-락트산, D-락트산, 또는 이의 혼합물을 지칭한다.If the weight average molecular weight of the polylactic acid prepolymer is less than 20,000 g/mol, the polymer crystals are small and it is difficult to maintain the crystallinity of the polymer in the final manufactured block copolymer. If the weight average molecular weight of the polylactic acid prepolymer exceeds 50,000 g/mol, it is difficult to maintain the crystallinity of the polymer. During polymerization, the side reaction rate occurring within the prepolymer chain becomes faster than the reaction rate between polylactic acid prepolymers. Meanwhile, 'lactic acid' used in the present invention refers to L-lactic acid, D-lactic acid, or a mixture thereof.

상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머는 3-하이드록시프로피오네이트를 발효 또는 축중합하여 제조된 것일 수 있다. 상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머의 중량평균 분자량은 1,000 g/mol 이상 또는 5,000 g/mol 이상, 또는 8,000 g/mol 이상, 또는 8,500 g/mol 이상이고, 50,000 g/mol 이하, 또는 30,000 g/mol 이하일 수 있고, 최종 제조되는 블록 공중합체 내 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머 유래 반복단위의 결정성을 높이고자 할 경우, 상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 20,000 g/mol 초과, 또는 22,000g/mol 이상, 또는 25,000 g/mol 이상이고, 50,000 g/mol 이하, 또는 30,000 g/mol 이하, 또는 28,000 g/mol 이하의 높은 중량평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다.The poly(3-hydroxypropionate) prepolymer may be manufactured by fermenting or condensation polymerization of 3-hydroxypropionate. The weight average molecular weight of the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer is 1,000 g/mol or more, or 5,000 g/mol or more, or 8,000 g/mol or more, or 8,500 g/mol or more, and 50,000 g/mol or less, Alternatively, it may be 30,000 g/mol or less, and when it is desired to increase the crystallinity of the repeating unit derived from the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer in the final manufactured block copolymer, the poly(3-hydroxypropionate) The prepolymer has a high weight average molecular weight of more than 20,000 g/mol, or more than 22,000 g/mol, or more than 25,000 g/mol, and less than or equal to 50,000 g/mol, or less than or equal to 30,000 g/mol, or less than or equal to 28,000 g/mol. desirable.

상기 폴리락트산 프리폴리머에서 설명한 바와 같이, 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머의 중량평균 분자량이 20,000 g/mol 이하이면 고분자의 결정이 작아 최종 제조된 블록 공중합체에서 고분자의 결정성을 유지하기 어렵고, 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머의 중량평균 분자량이 50,000 g/mol을 초과하면 중합 시 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머 사이의 반응속도보다 프리폴리머 사슬 내부에서 일어나는 부반응 속도가 빨라지게 된다.As explained in the polylactic acid prepolymer, if the weight average molecular weight of the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer is 20,000 g/mol or less, the polymer crystals are small, making it difficult to maintain the crystallinity of the polymer in the final manufactured block copolymer. It is difficult, and if the weight average molecular weight of the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer exceeds 50,000 g/mol, the side reaction rate occurring inside the prepolymer chain is higher than the reaction rate between poly(3-hydroxypropionate) prepolymers during polymerization. becomes faster.

즉, 상기 폴리락트산 프리폴리머 및 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머 중 적어도 하나는 중량평균 분자량이 20,000 g/mol 초과 50,000 g/mol 이하일 수 있다.That is, at least one of the polylactic acid prepolymer and the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer may have a weight average molecular weight of more than 20,000 g/mol and less than or equal to 50,000 g/mol.

상기 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체는 폴리락트산 프리폴리머 및 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 중합된 블록 공중합체이며, 상기 블록 공중합체에서 상기 폴리락트산 프리폴리머와 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머의 중량비는 95:5 내지 50:50, 90:10 내지 55:45, 90:10 내지 60:40, 90:10 내지 70:30 또는 90:10 내지 80:20일 수 있다. 상기 폴리락트산 프리폴리머에 대해 상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 지나치게 적게 포함되면 깨지는 특성(Brittleness)이 커질 수 있고, 상기 폴리락트산 프리폴리머에 대해 상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 지나치게 많이 포함되면 분자량이 낮아져서 가공성 및 내열 안정성이 저하될 수 있다.The 3-hydroxypropionate-lactide copolymer is a block copolymer in which polylactic acid prepolymer and poly(3-hydroxypropionate) prepolymer are polymerized, and in the block copolymer, the polylactic acid prepolymer and poly(3 -Hydroxypropionate) The weight ratio of the prepolymer is 95:5 to 50:50, 90:10 to 55:45, 90:10 to 60:40, 90:10 to 70:30, or 90:10 to 80:20. It can be. If too little of the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer is included in the polylactic acid prepolymer, brittleness may increase, and the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer may increase brittleness. If too much prepolymer is included, the molecular weight may be lowered and processability and heat stability may be reduced.

상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체는 겔 투과 크로마토그래피(GPC: gel permeation chromatography)를 이용하여 측정한 중량평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 300,000 g/mol이며, 보다 구체적으로는 50,000 g/mol 이상, 70,000 g/mol 이상, 또는 100,000 g/mol 이상이고, 300,000 g/mol 이하, 또는 200,000 g/mol 이하 또는 150,000g/mol 이하의 중량평균 분자량을 갖는다. 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체의 중량평균 분자량이 지나치게 작으면 전반적인 기계적 물성이 현격히 저하될 수 있고, 중량평균 분자량이 지나치게 크면 공정 과정이 어렵고 가공성 및 신율이 낮아질 수 있다.The hydroxyalkanoate-lactide copolymer has a weight average molecular weight (Mw) measured using gel permeation chromatography (GPC) of 50,000 to 300,000 g/mol, and more specifically, 50,000 g/mol. mol or more, 70,000 g/mol or more, or 100,000 g/mol or more, and has a weight average molecular weight of 300,000 g/mol or less, or 200,000 g/mol or less, or 150,000 g/mol or less. If the weight average molecular weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is too small, the overall mechanical properties may be significantly reduced, and if the weight average molecular weight is too large, the process may be difficult and processability and elongation may be low.

한편, 상기 락트산 및 3-하이드록시프로피오네이트는 미생물 발효에 의해 재생가능한 공급원으로부터 제조되는 가소성 및 생분해성 화합물일 수 있으며, 이를 중합하여 형성된 폴리락트산 프리폴리머 및 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머를 포함하는 상기 블록 공중합체 또한 친환경성 및 생분해성을 나타내면서도 다량의 바이오 원료를 포함할 수 있다..Meanwhile, the lactic acid and 3-hydroxypropionate may be plastic and biodegradable compounds produced from renewable sources by microbial fermentation, and polylactic acid prepolymer and poly(3-hydroxypropionate) formed by polymerizing them The block copolymer containing the prepolymer can also contain a large amount of bio raw materials while exhibiting environmental friendliness and biodegradability.

상기 일 구현예의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계는 50 ℃ 이상 100 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. In the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate of one embodiment, the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed at a temperature of 50°C or more and 100°C or less. It can be performed in

구체적으로 상기 일 구현예의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계는 50 ℃ 이상, 60 ℃ 이상, 70 ℃ 이상, 80 ℃ 이상, 100 ℃ 이하, 90 ℃ 이하, 50 ℃ 이상 100 ℃ 이하, 60 ℃ 이상 100 ℃ 이하, 70 ℃ 이상 100 ℃ 이하, 80 ℃ 이상 100 ℃ 이하, 50 ℃ 이상 90 ℃ 이하, 60 ℃ 이상 90 ℃ 이하, 70 ℃ 이상 90 ℃ 이하, 80 ℃ 이상 90 ℃ 이하에서 이루어 질 수 있다.Specifically, in the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate of one embodiment, the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed at 50 ° C. or higher and 60 ° C. More than 70℃, more than 80℃, less than 100℃, more than 90℃, more than 50℃ but less than 100℃, more than 60℃ but less than 100℃, more than 70℃ but less than 100℃, more than 80℃ but less than 100℃, more than 50℃ 90 It can be done at ℃ or lower, 60 ℃ or higher and 90 ℃ or lower, 70 ℃ or higher and 90 ℃ or lower, or 80 ℃ or higher and 90 ℃ or lower.

상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계가 50 ℃ 미만에서 이루어질 경우, 화합물 간의 반응성이 저하되어 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트로의 전환률이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. If the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed below 50° C., the reactivity between the compounds decreases, resulting in the final production of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate. A problem may occur where the conversion rate decreases.

또한 상기 일 구현예의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계는 5 시간 이상 20 시간 이하로 수행될 수 있다. In addition, in the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate of one embodiment, the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed for 5 hours or more and 20 hours or less. It can be done.

구체적으로, 상기 일 구현예의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계는 5 시간 이상, 6 시간 이상, 20 시간 이하, 15 시간 이하, 10 시간 이하, 5 시간 이상 20 시간 이하, 5 시간 이상 15 시간 이하, 5 시간 이상 10 시간 이하, 6 시간 이상 20 시간 이하, 6 시간 이상 15 시간 이하, 6 시간 이상 10 시간 이하로 이루어질 수 있다. Specifically, in the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate of one embodiment, the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed for 5 hours or more, 6 hours. 1 hour or more, 20 hours or less, 15 hours or less, 10 hours or less, 5 hours or more but 20 hours or less, 5 hours or more but 15 hours or more, 5 hours or more but 10 hours or less, 6 hours but not more than 20 hours, 6 hours but not more than 15 hours, It can be more than 6 hours and less than 10 hours.

상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계가 5 시간 미만으로 수행되는 경우, 반응이 충분히 진행되지 않아 최종 제조되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트로의 전환율이 저하될 수 있다. 또한 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계가 20 시간을 초과하여 수행되는 경우, 부산물이 지나치게 많이 생성될 수 있다. If the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed for less than 5 hours, the reaction does not proceed sufficiently, resulting in the final production of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate. The conversion rate may decrease. Additionally, if the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst is performed for more than 20 hours, excessively large amounts of by-products may be generated.

상기 일 구현예의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법에서, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계;는, 반응기에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체와 알코올을 투입하는 단계; 상기 반응기에 촉매를 첨가하는 단계; 및 상기 반응기를 50 ℃ 이상 100 ℃ 이하의 온도로 승온하고 5 시간 이상 20 시간 이하로 교반하는 단계;를 포함할 수 있다. In the method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate of one embodiment, reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst; Adding eight-lactide copolymer and alcohol; adding a catalyst to the reactor; and heating the reactor to a temperature of 50°C or more and 100°C or less and stirring for 5 hours or more and 20 hours or less.

한편, 상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계 이후, 상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체의 알코올 분해에 의하여 반응기 내에 반응 생성물인 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트 외에 잔존하는 용매, 알코올 및 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 등이 포함될 수 있다. 이에 따라 이로부터 최종 생성물인 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 분리하는 공정이 수반될 수 있다. Meanwhile, after reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst, alkyl 3-hydroxy as a reaction product is produced in the reactor by alcohol decomposition of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer. In addition to propionate and alkyl lactate, remaining solvents, alcohol, and hydroxyalkanoate-lactide copolymer may be included. Accordingly, a process of separating the final products, alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, may be involved.

구체적으로 상기 상기 반응기를 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 온도로 냉각하여 알코올을 제거하는 단계; 및 상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계;를 포함할 수 있다. Specifically, cooling the reactor to a temperature of 20°C or higher and 40°C or lower to remove alcohol; and recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor.

상기 수계 용매는 물 및 에틸 아세테이트의 혼합 용매를 포함할 수 있다. The aqueous solvent may include a mixed solvent of water and ethyl acetate.

구체적으로, 상기 반응기에 수계 용매를 투입하는 단계에서 상기 수계 용매는 물 100 중량부에 대하여 에틸 아세테이트가 50 중량부 이상 99 중량부 이하로 혼합된 혼합 수계 용매를 포함할 수 있다. Specifically, in the step of adding an aqueous solvent to the reactor, the aqueous solvent may include a mixed aqueous solvent in which 50 parts by weight or more and 99 parts by weight or less of ethyl acetate are mixed with respect to 100 parts by weight of water.

보다 구체적으로, 상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계에서 상기 수계 용매는 물 100 중량부에 대하여 에틸 아세테이트가 50 중량부 이상, 60 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 99 중량부 이하, 95 중량부 이상, 50 중량부 이상 99 중량부 이하, 60 중량부 이상 99 중량부 이하, 70 중량부 이상 99 중량부 이하, 75 중량부 이상 99 중량부 이하, 50 중량부 이상 95 중량부 이하, 60 중량부 이상 95 중량부 이하, 70 중량부 이상 95 중량부 이하, 75 중량부 이상 95 중량부 이하로 혼합된 혼합 수계 용매를 포함할 수 있다.More specifically, in the step of recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor, the aqueous solvent contains 50 parts by weight or more and 60 parts by weight of ethyl acetate based on 100 parts by weight of water. or more, 70 parts by weight or more, 75 parts by weight or more, 99 parts by weight or less, 95 parts by weight or more, 50 parts by weight or more, 99 parts by weight or less, 60 parts by weight or more, 99 parts by weight or less, 70 parts by weight or more, 99 parts by weight or less, 75 A mixed aqueous solvent mixed in an amount of not less than 99 parts by weight, not less than 50 parts by weight but not more than 95 parts by weight, not less than 60 parts by weight but not more than 95 parts by weight, not less than 70 parts by weight but not more than 95 parts by weight, and not less than 75 parts by weight and not more than 95 parts by weight. It can be included.

구체적으로, 상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계에서, 수계 용매로 물 및 에틸 아세테이트의 혼합 용매를 사용함에 따라, 물 및 에틸 아세테이트의 밀도 차이에 따라 하층의 물과 상층의 에틸 아세테이트로 층분리될 수 있다. Specifically, in the step of recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor, as a mixed solvent of water and ethyl acetate is used as an aqueous solvent, the density of water and ethyl acetate Depending on the difference, it can be separated into water in the lower layer and ethyl acetate in the upper layer.

이때, 하층은 제거하고, 상층을 회수함에 따라 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 추출할 수 있다. 회수된 상층은 추가적으로 농축함에 따라 고순도의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수할 수 있다. At this time, the lower layer is removed and the upper layer is recovered, so that alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate can be extracted. By further concentrating the recovered upper layer, high purity alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate can be recovered.

상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계에서, 상기 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 중량 기준 회수율은 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 일 수 있고, 99.9% 이하, 99% 이하일 수 있으며, 50% 이상 99.9% 이하, 60% 이상 99.9% 이하, 70% 이상 99.9% 이하, 80% 이상 99.9% 이하, 50% 이상 99% 이하, 60% 이상 99% 이하, 70% 이상 99% 이하, 80% 이상 99% 이하일 수 있다. In the step of recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor, the weight-based recovery rate of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate is 50% or more, 60%. or more, 70% or more, 80% or more, may be 99.9% or less, 99% or less, 50% or more but 99.9% or less, 60% or more and 99.9% or less, 70% or more and 99.9% or less, 80% or more and 99.9% It may be 50% or more and 99% or less, 60% or more and 99% or less, 70% or more and 99% or less, and 80% or more and 99% or less.

구체적으로, 상기 회수율은 반응기에 투입된 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체의 중량(Y) 및 최종 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 중량(X)을 측정하고, 이를 하기 식 1에 각각 대입하여 상기 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 회수율을 계산할 수 있다. Specifically, the recovery rate is calculated by measuring the weight (Y) of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer introduced into the reactor and the weight (X) of the final recovered alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, and The recovery rates of the alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate can be calculated by substituting each into Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 회수율 (%) = X/Y * 100 Recovery of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate (%) = X/Y * 100

상기 식 1에서, X는 최종 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 중량을 의미하고, Y는 반응기에 투입된 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 중량을 의미할 수 있다. In Equation 1,

또한, 상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계 이후, 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 순도는 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상일 수 있고, 99.9% 이하, 99% 이하일 수 있으며, 50% 이상 99.9% 이하, 60% 이상 99.9% 이하, 70% 이상 99.9% 이하, 80% 이상 99.9% 이하, 90% 이상 99.9% 이하, 50% 이상 99% 이하, 60% 이상 99% 이하, 70% 이상 99% 이하, 80% 이상 99% 이하, 90% 이상 99% 이하일 수 있다. In addition, after the step of recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor, the purity of the recovered alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate was 50% or more, 60%. % or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 99.9% or less, 99% or less, 50% or more but 99.9% or less, 60% or more but 99.9% or less, 70% or more but 99.9% or less, 80% It may be 99.9% or less, 90% or more and 99.9% or less, 50% or more and 99% or less, 60% or more and 99% or less, 70% or more and 99% or less, 80% or more and 99% or less, and 90% or more and 99% or less.

상기 순도의 측정 방법은 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 최종 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트를 핵자기공명 분광분석(NMR)으로 분석하여 측정할 수 있다. The method for measuring the purity is not greatly limited, but, for example, it can be measured by analyzing the finally recovered alkyl 3-hydroxypropionate using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR).

본 발명에 따르면, 환경 친화적이고 경제적인 방법으로, 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올 분해하여 고순도 및 고수율의 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 제조하는 방법이 제공될 수 있다.According to the present invention, an environmentally friendly and economical method is provided to produce alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate in high purity and high yield by alcoholizing hydroxyalkanoate-lactide copolymer. It can be.

발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. The invention is explained in more detail in the following examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

제조예: 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 블록 공중합체 제조Preparation example: Preparation of 3-hydroxypropionate-lactide block copolymer

(1) 폴리락트산 프리폴리머 제조(1) Production of polylactic acid prepolymer

오일배스에 100 ml Schlenk 플라스크에 85 % L-락트산 수용액 25 g을 투입하고 70 ℃ 및 50 mbar 조건에서 2 시간 동안 감압하여 L-락트산 내 수분을 제거하였다. 이후 락테이트 100중량부 기준, p-톨루엔설폰산(p-TSA) 0.4 중량부 및 SnCl2 촉매 0.1 중량부를 각각 투입하고, 150 ℃의 온도에서 12 시간 동안 용융 축중합 반응하였다. 반응이 종결된 이후, 반응물을 클로로폼에 용해시킨 후 메탄올로 추출하여 폴리락트산 프리폴리머를 수득하였다(중량평균 분자량: 8,000 g/mol).25 g of 85% L-lactic acid aqueous solution was added to a 100 ml Schlenk flask in an oil bath and the pressure was reduced for 2 hours at 70°C and 50 mbar to remove moisture in L-lactic acid. Afterwards, based on 100 parts by weight of lactate, 0.4 parts by weight of p-toluenesulfonic acid (p-TSA) and 0.1 parts by weight of SnCl 2 catalyst were respectively added, and a melt condensation polymerization reaction was performed at a temperature of 150° C. for 12 hours. After the reaction was completed, the reactant was dissolved in chloroform and extracted with methanol to obtain a polylactic acid prepolymer (weight average molecular weight: 8,000 g/mol).

(2)(2) 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머 제조Poly(3-hydroxypropionate) prepolymer production

오일배스에 100 ml Schlenk 플라스크에 60 % 3-하이드록시프로피오네이트 수용액을 25 ml을 투입하고 50 ℃ 및 50 mbar에서 3 시간 동안 3-하이드록시프로피오네이트 내 수분을 제거하고, 이후 70 ℃ 및 20 mbar에서 2 시간 동안 올리고머화를 시킨 후 반응플라스크에 3-하이드록시프로피오네이트 100 중량부 기준 p-톨루엔설폰산(p-TSA) 촉매 0.4 중량부를 투입하고, 110 ℃의 온도에서 24 시간 동안 용융 축중합 반응하였다. 반응이 종결된 이후, 반응물을 클로로폼에 용해시킨 후 메탄올로 추출하여 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머를 수득하였다(중량평균 분자량: 26,000g/mol).Add 25 ml of 60% 3-hydroxypropionate aqueous solution to a 100 ml Schlenk flask in an oil bath, remove moisture in the 3-hydroxypropionate for 3 hours at 50 ℃ and 50 mbar, and then incubate at 70 ℃ and After oligomerization at 20 mbar for 2 hours, 0.4 parts by weight of p-toluenesulfonic acid (p-TSA) catalyst based on 100 parts by weight of 3-hydroxypropionate was added to the reaction flask, and incubated at a temperature of 110°C for 24 hours. A melt condensation reaction was performed. After the reaction was completed, the reactant was dissolved in chloroform and extracted with methanol to obtain poly(3-hydroxypropionate) prepolymer (weight average molecular weight: 26,000 g/mol).

(3) 블록 공중합체 제조 (3) Preparation of block copolymers

오일배스에 100 ml Schlenk 플라스크에 상기 폴리락트산 프리폴리머 및 상기 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머를 9:1의 중량비로 혼합하여 총 함량 30 g이 되도록 투입한 후, p-톨루엔설폰산(p-TSA)을 90 mg 투입하고, 60 ℃에서 3 시간 동안 어닐링(annealing)을 진행하였다. 이후, evaporator를 이용하여 150 ℃ 및 0.5 mbar의 조건에서 24 시간 동안 혼합하며 고상 중합 반응시켜 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 블록 공중합체(중량평균 분자량: 130,000g/mol)를 제조하였다.The polylactic acid prepolymer and the poly(3-hydroxypropionate) prepolymer were mixed in a 100 ml Schlenk flask in an oil bath at a weight ratio of 9:1, added to a total content of 30 g, and p-toluenesulfonic acid ( 90 mg of p-TSA) was added, and annealing was performed at 60°C for 3 hours. Afterwards, 3-hydroxypropionate-lactide block copolymer (weight average molecular weight: 130,000 g/mol) was prepared by solid-phase polymerization reaction using an evaporator and mixing at 150°C and 0.5 mbar for 24 hours.

한편, 상기 폴리락트산 프리폴리머, 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머 및 블록 공중합체의 중량평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정하였다. Meanwhile, the weight average molecular weight of the polylactic acid prepolymer, poly(3-hydroxypropionate) prepolymer, and block copolymer was measured using gel permeation chromatography (GPC).

실시예 1Example 1

상기 제조예에서 제조된 블록 공중합체 10 g 및 메탄올 79.2g (밀도: 0.792 g/ml, 100 ml)를 반응기에 투입하여 교반하고, 황산 (H2SO4, neat) 100 μl를 투입하였다. 이후 반응기 내부 온도를 90 ℃로 가온하여 6 시간 동안 교반하고, 반응이 완료된 이후 생성물의 온도를 25 ℃로 냉각하여 메탄올을 제거하였다. 이후 1H NMR로 메틸 3-하이드록시프로피오네이트 및 메틸 락테이트로의 전환율을 확인하였다. 10 g of the block copolymer prepared in the above preparation example and 79.2 g of methanol (density: 0.792 g/ml, 100 ml) were added to the reactor, stirred, and 100 μl of sulfuric acid (H 2 SO 4 , neat) was added. Afterwards, the temperature inside the reactor was heated to 90°C and stirred for 6 hours. After the reaction was completed, the temperature of the product was cooled to 25°C to remove methanol. Afterwards, the conversion rate to methyl 3-hydroxypropionate and methyl lactate was confirmed by 1 H NMR.

이후 반응기에 물 100 g (100 ml)와 에틸 아세테이트 90 g (100 ml)를 투입하여 메틸 3-하이드록시프로피오네이트 및 메틸 락테이트를 추출하고, 층분리하여 에틸아세테이트를 농축하여 제거하였다. Afterwards, 100 g (100 ml) of water and 90 g (100 ml) of ethyl acetate were added to the reactor to extract methyl 3-hydroxypropionate and methyl lactate, the layers were separated, and ethyl acetate was concentrated and removed.

평가evaluation

1. 전환율 평가1. Conversion rate evaluation

실시예 및 비교예에서 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체에서 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트로의 전환율을 핵자기공명 분광분석(NMR)으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1의 ‘전환율’에 나타내었다. In Examples and Comparative Examples, the conversion rate of hydroxyalkanoate-lactide copolymer to alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate was measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and the results are shown in the table below. It is shown in ‘Conversion Rate’ of 1.

구체적으로, 반응액 100 μL 를 샘플링하여 NMR solvent인 DMSO-d6 600 μL에 용해시켜 1H-NMR 측정용 샘플을 제조하고, 상기 샘플을 사용하여 1H-NMR 스펙트럼(AVANCE Ⅲ HD FT-NMR spectrometer(500 MHz for 1H), Bruker사 제조)을 측정하여, 전환율을 확인하였다.Specifically, 100 μL of the reaction solution was sampled and dissolved in 600 μL of DMSO-d6, an NMR solvent, to prepare a sample for 1 H-NMR measurement, and the sample was used to obtain a 1 H-NMR spectrum (AVANCE Ⅲ HD FT-NMR spectrometer) (500 MHz for 1H), manufactured by Bruker) was measured to confirm the conversion rate.

2. 회수율 평가2. Recovery rate evaluation

실시예 및 비교예에서 제조된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 회수율을 계산하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The recovery rates of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate prepared in Examples and Comparative Examples were calculated, and the results are shown in Table 1 below.

구체적으로, 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체의 중량(Y) 및 최종 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 중량(X)을 측정하고, 이를 하기 식 1에 각각 대입하여 회수율을 계산하였다.Specifically, the weight (Y) of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer and the weight (X) of the finally recovered alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate were measured, and these were respectively substituted into Equation 1 below. The recovery rate was calculated.

[식 1][Equation 1]

회수율 (%) = X/Y * 100 Recovery rate (%) = X/Y * 100

3. 순도 평가3. Purity evaluation

실시예 및 비교예에서 제조된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 순도를 핵자기공명 분광분석(NMR)으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1의 ‘순도’에 나타내었다. The purity of the alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate prepared in Examples and Comparative Examples was measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and the results are shown in ‘Purity’ in Table 1 below.

구체적으로, 최종 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 100 μL 샘플링하여 NMR solvent인 DMSO-d6 600 μL에 용해시켜 1H-NMR 측정용 샘플을 제조하고, 상기 샘플을 사용하여 1H-NMR 스펙트럼(AVANCE Ⅲ HD FT-NMR spectrometer(500 MHz for 1H), Bruker사 제조)을 측정하여, 순도를 확인하였다.Specifically, 100 μL of the finally recovered alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate were sampled and dissolved in 600 μL of DMSO-d6, an NMR solvent, to prepare a sample for 1 H-NMR measurement, and the sample was used Purity was confirmed by measuring 1 H-NMR spectrum (AVANCE Ⅲ HD FT-NMR spectrometer (500 MHz for 1H), manufactured by Bruker).

전환율 (%)Conversion Rate (%) 회수율 (%)Recovery rate (%) 순도(%)water(%) 실시예 1Example 1 89.589.5 83.583.5 98.598.5

상기 표 1에 따르면, 실시예는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트로의 전환율과 회수율이 우수하고, 최종적으로 회수된 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트에 포함된 분술물의 함량이 적은 것으로 나타났다. According to Table 1, the Examples have excellent conversion and recovery rates to alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, and the fraction contained in the finally recovered alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate It was found that the water content was low.

Claims (14)

촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계;를 포함하고,
상기 촉매는 산 촉매 또는 금속염을 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
Comprising: reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of a catalyst,
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the catalyst includes an acid catalyst or a metal salt.
제1항에 있어서,
상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계에서,
상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 알코올이 110 중량부 이상 1000 중량부 이하로 포함되는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
In the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst,
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the alcohol is included in an amount of 110 parts by weight to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer.
제1항에 있어서,
상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계에서,
상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 촉매가 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하로 포함되는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
In the step of reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst,
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the catalyst is included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydroxyalkanoate-lactide copolymer.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 황산을 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the catalyst comprises sulfuric acid.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 금속의 할로겐염, 인산염, 질산염, 황산염, 암모늄염, 아세트산염 및 탄산염으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속염을 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
The catalyst is a method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the catalyst includes one or more metal salts selected from the group consisting of metal halogen salts, phosphates, nitrates, sulfates, ammonium salts, acetates, and carbonates.
제1항에 있어서,
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알코올을 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the alcohol includes at least one alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, and butanol.
제1항에 있어서,
상기 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체는 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체인, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the hydroxyalkanoate-lactide copolymer is a 3-hydroxypropionate-lactide copolymer.
제7항에 있어서,
상기 3-하이드록시프로피오네이트-락타이드 공중합체는 폴리락트산 프리폴리머 및 폴리(3-하이드록시프로피오네이트) 프리폴리머가 중합된 블록 공중합체인, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
In clause 7,
The 3-hydroxypropionate-lactide copolymer is a block copolymer in which polylactic acid prepolymer and poly(3-hydroxypropionate) prepolymer are polymerized. Preparation of alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate method.
제1항에 있어서,
상기 알킬 3-하이드록시프로피오네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 알킬 3-하이드록시프로피오네이트를 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure pat00003

상기 화학식 1에서,
R1 은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
According to paragraph 1,
Method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the alkyl 3-hydroxypropionate includes alkyl 3-hydroxypropionate represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure pat00003

In Formula 1,
R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 알킬 락테이트는 하기 화학식 2로 표시되는 알킬 락테이트를 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법:
[화학식 2]
Figure pat00004

상기 화학식 2에서,
R2 은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
According to paragraph 1,
Method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, wherein the alkyl lactate includes an alkyl lactate represented by the following formula (2):
[Formula 2]
Figure pat00004

In Formula 2,
R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계;는,
반응기에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체와 알코올을 투입하는 단계;
상기 반응기에 촉매를 첨가하는 단계; 및
상기 반응기를 50 ℃ 이상 100 ℃ 이하의 온도로 승온하고 5 시간 이상 20 시간 이하로 교반하는 단계;를 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
Reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst;
Injecting hydroxyalkanoate-lactide copolymer and alcohol into the reactor;
adding a catalyst to the reactor; and
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, comprising: heating the reactor to a temperature of 50°C or more and 100°C or less and stirring for 5 hours or more and 20 hours or less.
제1항에 있어서,
상기 촉매 존재 하에 하이드록시알카노에이트-락타이드 공중합체를 알코올과 반응시키는 단계 이후에,
상기 반응기를 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 온도로 냉각하여 알코올을 제거하는 단계; 및
상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계;를 포함하는, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to paragraph 1,
After reacting the hydroxyalkanoate-lactide copolymer with alcohol in the presence of the catalyst,
Removing alcohol by cooling the reactor to a temperature of 20°C or higher and 40°C or lower; and
A method for producing alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate, comprising: recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor.
제12항에 있어서,
상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계에서 상기 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 중량 기준 회수율이 50% 이상인, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to clause 12,
In the step of recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor, alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate have a weight-based recovery rate of 50% or more. Process for preparing hydroxypropionate and alkyl lactate.
제12항에 있어서,
상기 반응기에 수계 용매를 투입하여 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트를 회수하는 단계에서 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 순도가 50% 이상인, 알킬 3-하이드록시프로피오네이트 및 알킬 락테이트의 제조 방법.
According to clause 12,
In the step of recovering alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate by adding an aqueous solvent to the reactor, alkyl 3-hydroxypropionate and alkyl lactate have a purity of 50% or more. Process for preparing cypionate and alkyl lactate.
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