PT98998A

PT98998A - Processo para a producao de lactida por desidratacao de solucao aquosa de acido lactico

Info

Publication number: PT98998A
Application number: PT98998A
Authority: PT
Inventors: Richard G Sinclair; Richard A Markle; Russell K Smitr
Original assignee: Battelle Memorial Institute
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1992-07-31
Also published as: AU653179B2; FI931185A; IE62721B1; KR930702331A; FI95697C; DK0552226T3; MY107225A; CA2091691A1; ZA917410B; FI95697B; MX9101131A; WO1992005167A1; US5274127A; DE69103159D1; IE913272A1; DE69103159T2; EP0552226B1; JPH06504762A; AU8729291A; NZ239824A

Description

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L·—-e2.Ε da Invenção A presente invenção refere-se à produção catalítica de lactida e mais particularmente à sua produção directa de ácido láctico.

Para atingir os objectivos do presente pedido de patente aplicam-se as seguintes definições: V : ácido láctico ou ácido 2-hidroxipropi .ónico LD : lac tii da ou 3,6-dimetil· -1,4-d ioxano-2, 5-diona L2A : ácido lactoiláctico ou ácido láctico dímero L3A : ác i do lactoilactoiláct: ico ou ácido lá ctico trímero L A : n n-oli gómero ou ácido 1 áctico • De DP ou grau de polimerização do < ácido lác tico é "n" , é, a média aritmética de uni dades de ácido láctico que estão compreendidos no polímero do ácido láctico. 0 ácido láctico tem um átomo assimétrico de carbono que pode ser encontrado em duas formas enaciométricas. A lactida, por outro lado, tem dois átomos de carbono assimétricos o que pode encontrar-se em três formas estereoisoméricas: L-lactida na qual ambos os átomos assimétricos de carbono possuem a configuração L( ou S); D-lactida na qual ambos os átomos assimétricos de carbono possuem a configuração D (ou R); e, meso-lactida na qual um átomo assimétrico tem a configuração L e o outro tem a configuração D. A L-lactida e a D-lactida são enantiómeros. Na produção de lactida a partir do ácido láctico seria vantajoso se a configuração absoluta que fornece o ácido láctico fosse mantida na sua conversão em lactida. A lac- 4

tida enansiomérica, especialmente a L-lactida tem utilidade na produção de polímeros, especialmente na produçãa de polímeros degradáveis em ambientes tal como proposto nos pedidos de patente da U.S.A. em n^s de séries 387 670; 387 676; 387 678; e 386 844.

Até aqui, a produção de lactida a partir do ácido láctico tem procedido pela formação inicial de ácido láctico oli-gomérico, L^A, tal como a desidratação inicial de ácido láctico aquoso, seguida de uma reacção catalítica tipo tram-esté-rificação, conhecida por "bacK-biting" como a seguir se ilustra : 0 CH3 °

OH 0

0 CH

L A n 3 CH 3

n-2 0 0

V

CH 3 5

Tal como exemplificado acima a despolimerização de LnA resulta na produção de lactida. As acções catalíticas propostas para tal reacção incluem pó de estanho, haleto de estanho ou carboxilatos de estanho (EP Publications 261,572,e 275, 581); alcóxilos de estanho (U.K. Pat. 1 007 347); e zinco ou estanho (EP Publicação 264 926 U.S. Pat. N5 4 797 468).

Processos adicionais incluem a U. S. Pat. 4 727 163 que aquecem um sal de metal alkali ou um sal de metal alcalino dum ácido 2-hadopropiónico num solvente não aquoso para formar lactida, e a U.S. Patente Na 4 070 375 que prepara 1,4--dioxano-2- uns e 5-substituído-1,4-dioxano-2-uns por contacto com 00 com formaldeído, um 1,2-glicol, e HF catalisador. A U.S. Patente 4 727 163 degrada térmicamente um bloco de copo-límero de um ácido poliéter (ester) de centro /^<-hidróxido, sob vácuo para a formação ésteres cídicos. A Patente U.S. Na 4 835 293 quebra um prepolímero constituído por um polímero de um ácido <s>*C-hidróxido (ester) ou um bloco de copolímero este um políeter estável sob uma pressão atmosférica ou superatmosférica enquanto se mantém num espalhamento de gás inerte na mistura de reacção para envolver os vapores de éster cíclico que se formam. A conversão directa de ácido láctico com ou sem preservação absoluta de átomos assimétricos não é descrita na técnica desta invenção. 4 0bjectivo lato da invenção A presente invenção orienta-se para um método de produzir L-lactida a partir de ácido L-láctico aquoso. A alimentação do ácido láctico aquoso para os presentes objectivos compreende uma mistura aquosa de um ou mais I^A, L2A, e L^A, opcionalmente com LD presente. 0 L-ácido láctico é a configuração de alimento preferida para produzir L-lactida, e deve mesmo enten-der-se assim, ainda que o símbolo nesta aplicação. 0 alimento do ácido láctico aquoso é tratado para a remoção da água que resulta daí até um grau de polimerização (DP) não substancialmente acima de cerca do 2 atingido. Cessa-se então o tratamento para produzir um produto LD em bruto. 0 LD é então, separado do produto LD em bruto. Um tratamento preferido envolve o aquecimento da alimentação do ácido a uma temperatura elevada para a remoção da água durante a qual adicionais LD se formam . 0 LD pode ser separado do produto LD, em bruto por meio duma variedade de técnicas para produzir um produto LD esvaziado. Este produto LD esvaziado que pode ser opcionalmente aumentado com ácido láctico aquoso adicional e/ou água que pode ser readmitida no processo para a produção de lactida adicional. Este processo cíclico ou recíclico do processo de realização da presente invenção permita a realização de altíssimas com versões de lactida.

As vantagens da presente invenção admitem a capacidade de converter o ácido láctico directamente em lactida de elevada pureza. Uma outra vantagem é que os átomos de carbono assimétrico no produto lactida predominam na mesma configuração absoluta como o ácido láctico de alimentação do qual foi obtido. Ainda uma outra vantagem refere-se a um processo que é respon- 7

sável pelo ácido láctico em reciclagem e não reacção e por produtos que se formaram durante o processo de tratamento. A simplicidade do processo constitui uma vantagem complementar . Estas outras vantagens serão rápidamente aparentes para os peritos na técnica baseada na descrição aqui feita.

Descrição pormenorizada da Invenção 0 alimento do ácido láctico é uma forma aquosa para a conversão à sua fase de vapor como um degrau inicial do processo da presente invenção. 0 papel desempnhado pela água, no processo pode apreciar-se por referência às seguintes reac-ções de equilíbrio: OH 0 OH 0

II

II 2CH3-CH-C-OH CHg-CH-C-0-CH-C-0H+H20, 2L1A L2A+H20 LA+L^A LgA+H 0 2L2A L4A+H20 8 8

>* Λ'

Assim, observar-se-ã que a L^A está em equilíbrio com oli-gómeros mais elevados do ácido láctico e água. Pela eliminação da água estas reacções deslocam-se para a direita. De facto, L^A e oligómeros (L^A) mais elevados do ácido láctico obtêm-se por desidratação do ácido láctico aquoso. A água suficiente, então, deve estar presente de modo a que o equilíbrio descrito acima favoreça a presença de L^A e L^A com reserva de alimento. Quantidades extra de água na reserva de alimento são admissíveis para o dispêndio do manuseamento e custos de energia que lhe estão associados. 0 que não é conhecido no que se refere ao equilíbrio das reacções precedentes descritas é quando a água é removida de modo a que o ácido láctico oligomérico com um elevado DP seja produzido, e o LD seja, também, produzido. Como os dados demonstrarão, a um DP cerca de 2, o conteúdo de material LD é maximizado. Merece reafirmar-se que a eliminação é a força de condução por cfetrás desta reacção. Se a eliminação da água cessa a um DP de cerca de 2, então a LD pode ser separada da mistura de reacção e recuperada para utilização. Reconhecer-se-á que a técnica desta invenção sempre usou a desidratação de ácido láctico aquoso para formar oligomérico L^A tendo um DP de 5 ou acima. A técnica então utilizada numa reacção catali-zadora conhecida como "bach-biting" para a produção de lacti-da. Aquilo em que a técnica desta invenção falhou em compreender foi quanto a lactida produzida durante a desidratação e quanto ao seu conteúdo que foi maximizado até cerca de 2. Também, não se reconheceu que o LD é suficientemente estável na presença de L^A quente e água a isolar em quantidades significativas . Μ- 9

Desde que ο produto LD em bruto tem um DP de cerca de 2, e a modalidade do processo envolve a eliminação da água, o alimento de ácido láctico apropriado é enriquecido em L^A e L2A, e esvaziado em espécies L^A oligoméricas elevadas. Isto não significa que L^A, L^A, e algumas especies L^A oligoméricas elevadas não estejam presentes no alimento do ácido láctico, mas a sua presença deve ser minimizada de modo a maximizar a produçáo de LD de acordo com os preceitos da presente invenção. As reservas de alimento do ácido láctico enriqueceram em espécies L^A oligoméricas elevadas preferivelmente devem ser hidrolizadas de forma a ter-se a vantagem das equações de equilíbrio pormenorizadas acima para o enriquecimento do alimento do ácido láctico em L,A e LA. A presença de es-pécies LnA oligoméricas elevadas, apenas servem para comprometer as produções de LD pelo presente processo. A reserva de alimento do presente processo pode conter ela própria LD, especialmente quando se emprega uma reciclagem da reserva de alimento em bruto e que foi tratada para dela obter a separação do produto LD. A presença de LD na reserva de alimento parece não apresentar consequências adversas para a conversão de L^A e L^A em LD, isto é, o LD pode ser efectuada por meies quinéticos melhor do que confiar estritamente nos montantes de equilíbrio.

Uma variedade de reactores e esquemas de reacção podem sar encarados para o tratamento do alimento do ácido láctico aquoso com vista à eliminação da água. Um tratamento correcto compreende submeter o ácido láctico aquoso a um aquecimento de elevada temperatura (por exemplo 1502-2252C) para lhe remover a água até que o alimento aquecido tenha um DP não substancialmente acima de 2. Contudo, esquemas de tratamento alternativos podem ser encarados para a eliminação da água. Um tratamento adicional pode incluir a adição de um absorvente de água que preferencialmente reage com a água formando um' composto que é invócuo neste processo. Tais compostos incluem, por exemplo, anidridos (por ex: anidrido acético) acetalos (ex:o dietilo acetal de acetaldeído) carbodiimidos e ketalos (ex:dimetilo letal de acetona). Ainda uma outra técnica pode ser encarada para a eliminação de água do alimento do ácido láctico aquoso envolve o submeter o alimento a uma membrana osmótica própria para permitir que as moléculas de água passem atravez delas tendo ainda a propriedade de excluirem LA, L^A, LD e semelhantes . Assim tanto quanto a água é preferencialmente eliminada do alimento do ácido láctico aquoso até um DP não substancialmente acima de cerca de 2, as reacções de equilíbrio pormenorizadas acima resultam na formação do produto LD .

Num processo não-catalizado, crê-se que L^A atinge um ci-ciclofou se transforma um éster) para formar LD. 0 LD está em equilíbrio com L^A numa mistura de reacção, contudo o produto em bruto de LD produzido não é uma mistura de reacção de equilíbrio. Isto é, parece que o LD se forma durante o tratamento para elevar o DP a um valor não substancialmente acima de cerca de 2. 0 tratamento, então,deve terminar e o produto LD em bruto será submetido a um processamento para a remoção do LD. Se à mistura da reacção do produto LD em bruto se permitir permanecer por muito tempo, os reagentes e produtos na mistura de reacção irão equilibrar e alguns valores de LD prováveis voltarão a L^A ou reagem para formar L^A e L^A. Extensos períodos de tempo entre a formação do produto LD em bruto e a separação do LD não se recomenda.

0 convencional "back-biting" ou reacções de despolimeri-zação de elevadas espécies L^A pana a produção de LD são rear-lizadas na presença de catalíticos. Assim os esforços de investigação em relação com a presente invenção explorou, também, o efeito de catalistos no presente processo. Com os dados existentes nos exemplos revelarão, a presença de catalistos convencionais , por ex: compostos de estanho tinham um muito pequeno efeito na produção de LD em comparação com, o decorrer do processo na ausência substancial de tais catalistos. Estes resultados podem ser explicados portulando a funcionalidade dos catalistos de estanho, envolvendo o quebramento das espécies L^A de elevado DP oligomérico em pequenos fragmentos que se formam em lactida. Com um DP de cerca de 2, o mecanismo para a produção de LD crê-se que primáriamente envolve um encenamento rápido em círculo que não requer a presença de catalistos. Deste modo, a presença de catalistos de LD-produção convencionais é desnecessária no presente processo ainda que a sua presença não seja excluída.

Uma variedade de técnicos de separação pode também ser encarada separando o LD do produto LD em bruto produzido pelo tratamento do alimento do ácido láctico aquoso. Estas técnicas incluem, por exemplo,a lavagem com água fria do LD em bruto, destilação fractional do produto LD em bruto, extrac-ção do solvente do produto LD em bruto, e recristalização do produto LD em bruto, para daí se obter a recuperação do LD. Combinações destas técnicas podem ser utilizadas, adicionalmente . 0 presentemente preferido esquema de processamento para a recuperação de LD envolve destilação que preferivelmente é cort-duzido sob vácuo e/ou utilizando um solvente orgânico de codes-tilação para facilitar a remoção de LD do produto LD em bruto. λ - 12 Ο solvente de codestilação é conveniente particularmente par-ra grandes destilarias onde o calor para a formação de LD e destilação requer um re-ebulidor. 0 solvente de condestilaçao fornece calor à zona superior da destilaria e provoca a transferência do calor para a reacção. Adicionalmente, o solvente de codestilação dilui o vapor do alimento e realça o processo de encerramento em circulo. E particularmente conveniente o uso do solvente de codestilação que é miscível com o LD e as espécies L^A. Isto proporciona pressões de vapor adicional do solvente e LD, e separação do LD do solvente.

Uma classe de solventes de codestilação que vão ao encontro dos requesitos preferidos compreende alkil benzenos, especialmente aqueles com um ponto de ebulição igual ou ligeiramente mais elevado do que o do LD. Os solventes de alkil benzeno mais representativos e preferidos incluem elevados alkil benzenos incluindo - ^22 a-*-kil benzenos e preferivelmente do decilo benzeno ou tridecilo benzeno. A destilação reduz o que tem uma composição média de dodecilo benzeno sendo também apropriada para uso na presente invenção. Estas reduções em mistura fornecem o necessário ponto de ebulição, não são tóxicos e estão disponíveis no mercado. 0 produto LD em bruto que foi tratado para a remoção de LD contém valores de L A que podem ser convertidos em LD tí- n pico tratando o resíduo do produto para o seu enriquecimento em L^A e L^A. Quando a destilação e o tratamento escolhido para a remoção de água, adicionalmente as zonas inferiures da destilaria podem ser combinadas com o resíduo do produto para readmissão ao processo. 13

Hidrolizando este fluxo de água reciclado para o seu enriquecimento em L^A e L^A recomenda-se muito frequentemente o aumento com alimento de ácido láctico aquoso fresco, adicional. 0 total de produções LD que excedem 90% pode aguardar quando se empregam tais técnicas de reciclagem.

Os seguintes exemplos evidenciam com a presente invenção tem sido praticada, mas não pode ser considerado limitativo. Nesta aplicação, todas as percentagens e proporções são por peso e todas as unidades são do sistema métrico, a menos que o contrário seja expressamente indicado. Também, todas as citações aqui referidas estão incorporadas aqui, expressamente, por referência.

EXEMPLOS

Exemplo_l

Um frasco de um litro de três tubuladuras e um fundo redondo foi provido com um agitador mecânico, um espalhador de azoto e um extractor directo da destilação para o condensador e o receptor para o extractor de vácuo e manómetro. 0 fiss-co foi cheio com 650 ml (770,4 g) de 88% de alimento de ácido láctico-L e aquecido a 120a-130aC com agitação e bolhas de ni-trogéneo. Destilou-se a água usando um aspirador de água a 150-200 torr. As aliquotas foram removidas durante a duração do aquecimento caracterizadas por titulação para determinação do DP (grau de polimerização). 14

Então, depois da metilação com diazometano, as aliquotas forma caracterizadas por cromatografia a gás (GC) para percentagens de L2A, LgA, L^A e LD. Indicam-se a seguir os resultados registados. TABELA 1

Composição (wt-%)(d) Condições de destilação

Tempo Pressão OLA LjA ¥ ¥ ¥ LD (SC) (torr) 1.29 ^ 75.4 20.1 3.3 0.3 1.3 — — 1.44 49.0 28.5 11.5 2.2 3.3 120-130 400-210 1.59 27.8 27.8 20.2 10.3 8.6 150 90 1.99 11.8 16.7 14.4 8.8 18.4 155 153 2.01 12.3 14.0 13.8 9.8 19.0 160 85 2.07 8.3 6.0 15.0 15.0 27.9 175 30 2.63 2.1 0.7 1.0 0.8 14.7 185 30(d) 24.0 0.4 1.4 0.6 0.4 11.5 185(d) 10(d) (a) Tiratian ccm KCH. OLA é o ácido láctico oligcmérico (b) Grcmatografia a gás de esteres metálicos

(c) Alimento do ácido láctico-L (d) Destilação prolongada (para além da noite i 15

£ ;ír^í·' am, a produção de LD de 2. Esta subida da s de uma destilação il. Se o conteúdo do levadas DPs, o LD co-tilação continuada pa-LD no recipiente sendo ligomérico presente, biting".

Como os dados da Tabela acima revel surpreendente subiram a um DP de cerca produção de DP foi atingida em condiçõe relativamente suave por um processo fác frasco é desidratado posteriormente a e mecerá a destilar, eventualmente. A des ra manter firme este estado resulta em aproximadamente 3-6% do ácido láctico o isto é, no processo convencional "back- EXEMPLOS___2-11

Ligou-se um recipiente a um cabeçote da destilação e re-ceptor arrefecido, funil de alimenteção, e manostato para manter uma pressão de cerca de 50-60 torr. Aliquotas de vários materiais DP do Exemplo 1 foram destilados com grande incremento adicionando-se-lhes em forma de gotas do caudal de aquecimento (145-C) para o recipiente sob rápida agitação. A temperatura da substância fundida foi monotorizada por um conjure to térmico interno e o recipiente foi aquecido por um banho externo de óleo. A temperatura variou e os valores da destilação foram anotados. A quantidade de material que destila rápidamente, isto é, varias gotas por segundo, foi pesada e comparada com a quantidade que permaneceu no recipiente. As destilações geralmente foram marcadas por rápidas destilações no inicio cada operação, reduzindo, eventualmente, por um teor aproximado por 2-3 segundos. Registam-se os resultados nas seguintes Tabelas. 16

TABELA 2

Quantidade

Exemplo DP (a) Destilada/Não destilada(Wt-%) Temperatura da destilação(-C) vaia 2 1.29 67/16 200 rápido 3 1.44 49/42 193 rápido 4 1.59 39/58 220 rápido 5 1.99 52/48 197 lento 6 1.99 54/46 225 rápido 7 1.99 43/65 215 lento 8 2.07 15/76 202 modarado 9 2.63 vestígio destilado 204 muito lento 10 2.63 8/85 227 nmto lento 11 24.0 vestígio destilado 204 Diuito lento (a) Por titulação (b) Ref erido ao peso percentual do material inicial (c) 50-60 torr. 17 t TABELA__3 L-U)(b) (WT-%)

Exemplo DP (a) Materáâl de partida DestiLado Recipiente 2 1.29 1.3 1.1 18.5 . 3 1.44 3.3 1.4 25.5 4 1.59 8.6 18.8 26.1 6 1.99 18.4 43.5 13.2 8 2.07 27.9 35.2 24.7 9 2.63 14.7 12.7 7.1 11 24 11.5 vestígio 5.8 (a) Degrau da polimerização de material de partida,por titra tion (b) Composição por GC depois da metilização com diazometano.

Os resultados descritos na Tabela 2 mostram que temperaturas progressivamente mais elevadas são necessárias para destilar o LD como o DP e o aumento da viscosidade do material fundido. A quantidade de material que destila rápidamente aumenta face as DP mais baixo, contudo, o melhor rendimento e pureza existem aproximadamente no DP de 2. Isto verifica-se comparando os elemntos da Tabela 2 com os da Tabela 3 onde os produtos foram ensaidos. Estes exemplos demonstram que o LD pode ser destilado rápidamente de materiais de DP mais baixo e que esta taxa é muito mais rápida do que a técnica antece- 18 t dente por mecanismos de rachamento aplicados a DLs mais elevados, nomeadamente PS de 5 e acima 6 melhor enriquecimento do LD ocorre apróximadamente com DP de 2 onde também destila rápidamente. Uma vez que a quantidade de LD depois da destilação excede a quantidade de LD antes da destilação, forma-se LD durante a destilação, provavelmente pelo mecanismo de encerramento em círculo. EXEMPLOS__12-14

As operações dos exemplos 8, 10 e 11 foram repetidos ex-cepto o que se refere a WT-% de actoato de estanho foi adicionado ao material de partida. Os resultados registados, indicam-se abaixo. TABELA__4

Exemplo Dp(a) Catalisto(k) ccm/sem Destilado(c) (WT-%) Taxa de destilação 8 2.07 sem 15 rápido 12 2.07 ccm 17 rápido 10 2.63 sem 8 muito lento 13 2.63 ccm 48 moderado 11 24 sem vestígio muito lento 14 24 ccm 5 muito lento (a) Por titration (b) Um por cento de acetoato de estanho (c) Como peso por cento do material de partida · ,· * - 19

A taxa de destilação da lactida foi acelerada pela utilização, apenas, do catalisto quando o DP era maior do que 2 de acordo com os dados referidos na Tabela acima. Isto é compreensível em termos do provável envolvimento de mecanismos químicos. Admite-se que o actoato de estanho opera para quebrar elevados DP ácidos lácticos oligoméricos em pequenos fragmentos que formam lactida e é, por isso, efectivo neste regime DP. A um DP de cerca de 2, o mecanismo provavelmente e primáriamente é um encerramento em círculo rápido sem catalisto, que tem pouco efeito discernível nas taxas de destilação para este DP. Assim, os catalistos convencionais são supérfuLas para o processo inventivo para a produção de lactida. EXEMPLO 15 até uma coluna Oldershaw 5-plate. 0 alimen a parte superior da coluna onde o LD codis re-fervedor. Formas de LD posteriores como alimentação desceu através da coluna. Olig vados (n maior do que 3) eventualmente enc so para a base da destilaria. A água é rem condensador quente que rejeita qualquer ác vendo o último à coluna. 0 LD é destilado lateral mais baixo para um colector de fra bamada usou-se para d adição contínua de um DP2 para uma coluna urificar o produto LD. pelo fluido re-fundid

Um mecanismo de ção de unidade para láctico oligomérico formar, destilar e p coluna foi provocado emonstrar uma opera- alimento de ácido de destilação para 0 aquecimento da or que lança fluxos to foi enviado para tila com o vapor do os percolatos de ómeros L A mais ele-n ontram o seu percur-ovida através dum ido láctico, devol-através do oríficio cção arrefecido. 20

0 fluido de reaquecimento utilizado foi um alkito benzeno (AB) em que o radical era uma mistura de C-^-C^ isómeros. 0 alkilo benzeno tinha um ponto de ebulição de 2202-2302C a 56 torr depois de um pequeno corte ter sido feito. 0 alkilo"benzeno é totalmente imiscível ou quente ou frio com 0 LD ou L^A. 0 fluxo quente foi mantido de tal forma que o alkilo benzeno fracamente destilado, como o alimento, é acrescido por grossas gotas a uma taxa de aproximadamente 17-75 g/hr. Apro-ximadamente 3-4 WT-partes de LD em bruto destilam 1 WT-parte de alRilo:· benzeno. 0 alkilo benzeno isolado destila a 2152--2202C at 58 torr, enquanto que nas mesmas condições 0 LD destila a 189SC. 0 alkilo benzeno e a lactLda codestilam a 1652-1772C a 56 torr. 0 material DP 2 de alimentação foi aquecido aproximadamente a 802-1202C e entregue por intermédio dum pe-pequeno tubo de teflon para o sistema. 0 alimento é empurrado para dentro do sistema por vácuo ou por bombagem utilizando uma bomha peristáltica. 0 indice foi orientado pela temperatura do alimento, sua viscosidade, e o diâmetro interior do tubo, ou a velocidade da bomba, consoante tenha sido usado um outro dos processos. 0 alimento de ácido láctico de DP 2 (146,22 g) foi alimentado para a coluna acima de 2 horas período. 0 refervedor foi mantido a uma temperatura de 2222-2242C e uma pressão de 94 torr. A chapa superior na coluna foi mantida a cerca de 1742-1782C, o ponto de separação do 1D foi a uma temperatura de cerca de 1672C, o recipiente de fornecimento de alimento foi mantido a uma temperatura de cerca de 802-902C, e a linha alimentação de teflon foi mantida a uma temperatura de 4402 e a pressão controlada a 94 torr, através da coluna utilizando manostatos, sifãos frios, e bombas de vácuo. Após 2 horas, a pressão baixou para 53 torr e um material de alimentação (51,82 g) adicional foi fornecido à coluna acima de 15 minu-

tos período de tempo. Os produtos foram recolhidos das duas condições de pressão em fracções separadas. A primeira fracção de pressão mais alta, rendeu 66,05 g de produto destilado, do qual o solvente de alkilo benzeno foi decantado. A fase mais baixa do processo de decantação rendeu um produto LD cristalino, branco, em bruto, que foi lavado com petróleo de baixa ebulição, éter e vácuo seco para obter 49,53 g do produto LD. Numa forma semelhante, o segundo corte a baixa pressão rendeu 62,45 g de destilado e 50,48 de LD em bruto depois de lavado com petróleo éter para remover solvente de o alkilo benzeno. 0 fundo da destilaria foi arrefecido e o alkilo benzeno foi decantado para obter 94,33 g de ácido lácticos oligoméricos. 0 condensador de água removeu 4,8 ml de água. 0 saldo do material foi calculado a 100,6%. 0 rendimento da lactida em bruto foi baseado na conversão de L^A para LD a 88,9% com estimativa teórica. Nesta base o rendimento total deLD em bruto foi 56,8%. Ensaios GC dos dois cortes foram executados depois de tratar um aliquota com dia-zometano e comparando com os resultados normais. A análise GC e referida abaixo. 22

TABELA__4

Ensaio GC (WT-%)

Componente Corte 1 Corte 2 LA 36.3 19.0 l2a 8.0 4.6 LD 46.2 73.1 L3A 0 0( 0.5) AB 3.4 1.2 Total 93.9 97.9 O rendimento total de LD antes da purificação foi calculada a 34,6%. Estes resultados demonstram que o produto LD em bruto do DP 2 pode ser submetido a contínuas codestilações com um solvente apropriado para recolha do produto LD. EXEMPLO___16 0 procedimento do exemplo 15 foi repetido, excepto que 116,87 g do alimento de DP 2,13 foi fornecido para além de 3,0 horas a uma pressão constante de 53 torr. 0 LD em bruto recolhido depois da lavagem e secagem pesou 73,43 g. Depois que se parou a adição um segundo corte foi executado desde que a destilação prosseguiu por mais a hora. 0 segundo corte for- 23 %

neceu 14,83 g de LD em bruto depois da lavagem e secagem. 0 primeiro corte, durante a adição contínua, calcula como 70,7% em teoria, negligeciando impurezas, e o segundo corte calcula como 14,3¾ em teoria. 0 saldo de material de 103¾ resultou para o LA e os materiais alkil benzeno. Os dois cortes foram analizados pelo método SC com os seguintes resultados:

TABELA

Análise GC (WT-%)

Componente Corte 1 Corte 2 L1A 15.0 0 l2a 5.7 3.6 LD 63.5 78.7 V 0. 0 AB 3.8 3.4 H2° 0.85 0.90 Total 8.88 86.6

Finalmente, a análise do fundo da destilaria revelou a presença de 2,9% de LD e 0% para LA, LA, e LA. X «3

I 24 EXEMPLO 17 O LD resultante do priemaro corte do Exemplo 16 foi recris-talizado em metil isobutil ketona seco (MIBK) de LD sendo separado por filtragem, e o MIBK desguarnecido do líquido filtrado num evaporador giratório. 0 resíduo do líquido filtrado combinou-se com a base da destilaria do Exemplo 16 misturando e aquecendo com frevidade a 1202-1402. 0 DP desta mistura, por titulação foi 2,37. A mistura foi reconstituída a um DP de cerca de 2,0-2,1 misturando 2,96 ml de alimento de ácido láctico quente (85% L-ácido láctico). Esta mistura reconstituída analizada pelo método GC é 51% de L^A, 4,9% de L2A, e 35,4% LD. 0 saldo do material provavelmente foi um mais elevado oligómero, LnA (n maior do que 3). 0 material reconstituído foi reciclado no procedimento referido no Exemplo 16. 0 alimento pesou 94,19 g. 0 produto recuperado depois do processo foi lavado e seco para render 44,34 g de LD branco cristalino, em bruto que foi analizado a 65-71% LD.

Esta experiência demonstra a capacidade de reciclar as zonas inferiores da destilaria para produzir produto LD adicional . 25

EXEMPLOS 18-18

As zonas inferiores da destilaria e a purificação rejeita do Exemplo 17 foram reconstituídas com adicional L^A 85% a DP de 2,0-2,1 e usados de novo numa segunda reciclagem. Duma maneira semelhante, uma terceira reciclagem foi executada no final da segunda reciclagem utilizando ad suas zonas inferiores da destilaria e rejeitados da purificação. Os resultados registados são descritos abaixo. TABELA__6 LD em bruto (a) Análise GC Rendimento LD/Ciclo

Exemplo Reciclagem percentagem teórica peso por cento percentagem teórica 16 9 70.7 65.8 46.5 17 1 52.9 71.0 37.5 18 2 63.7 76.4 48.7 19 3 68.3 66.2 45.2 Avg. 62.5 70.5 43.9 (a) [Peso de material de arranque, destilado/peso em b X 0.889 3 X 100. (b) Obtido multiplicando a coluna 2 (LD em bruto) pela coluna 3 (ensaio). 26

TABELA__7

Componente (WT-%)

Exemplo L.A LD LoA AB GC O 16 15.0 5.7 65.8 0 3.8 89.6 17 13.0 5.5 71.0 0 vestígio 89.5 18 12.0 5.0 76.4 0 1.5 94.9 19 21.0 4.0 66.2 vestígio 2.1 93.3

Os resultados acima das Tabelas demonstram que o processo de invenção pode ser conduzido duma maneira de reciclagem contínua com nenhuma gota no rendimento do LD e nenhuma perda de material aparente. 0 processo quando conduzido continuamente deve fornecer rendimento de LD excedendo 90%.

Claims

27 f , ... - REIVINDICAÇÕES: la. Processo para a produção de lactida a partir de uma solução aquosa de ácido láctico enriquecida em ácido láctico monomérico (L^A) e dimero de ácido láctico (i^A), caracterizado pelo facto de compreender as operações que consistem em a) tratar-se a referida solução de ácido láctico para eliminar água até que o seu grau de polimerização seja substancialmente não superior a cerca de 2, e depois interromper-se o referido tratamento para se obter uma lactida (LD) bruta; e b) separar-se a lactida (LD) da referida lactida bruta. 2a. Processo de acordo com a reivindicação lf caracterizado pelo facto de o mencionado tratamento ser escolhido do seguinte conjunto: aquecimento a uma temperatura elevada, adição de um agente absorvente de água, o qual de preferencia reage com água; e utilização de uma membrana de osmose. 3a. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de o referido agente absorvente de água ser um ou mais anidridos ou cetais. 4a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a mencionada separação consistir numa ou mais das seguintes operações: j j } 1 I i i ί I >írt 1 * t y

/)

28 lavagem uma ou duas vezes com água fria, destilação fraccionada, extracção com dissolvente e recristalização a partir do dissolvente. 5a. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de a referida técnica de separação consistir numa destilação. 6a. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de se realizar a citada destilação utilizando um dissolvente Orgânico para codestilação. 7a. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o referido dissolvente para codesfilação compreender um alquilbenzeno. 8a. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de o mencionado alquilbenzeno ser escolhido do grupo formado por dodecilbenzeno, tridecilbenzeno e as suas misturas. 9a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a lactida bruta, a partir da qual se separou a lactida (LD) ser reconstituída de modo a obter-se um grau de polimerização inferior a 2 e ser reciclada para tratamento adicional. 10a. Processo para a produção de lactida a partir de uma alimentação de ácido láctico aquoso enriquecido em monómero de ácido láctico (L^Â) e dimero de ácido láctico (l2a) e isento de espécies oligoméricas superiores de ácido láctico (LnA)> caracterizado pelo facto de compreender as seguintes operações: i 29

a) submeter-se a citada alimentação a aquecimento a uma temperatura elevada para retirar água até que tenha um grau de polimerização não substancialmente maior que cerca de 2 e depois interromper-se o aquecimento para se produzir uma lactida (LD) bruta; e b) separar-se a lactida (LD) da referida lactida bruta. 11a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se realizar a citada operação de aquecimento sob vácuo. 12a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se efectuar o mencionado aquecimento a uma temperatura compreendida no intervalo entre cerca de 150° e 225°C. 13a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de a lactida (LD) bruta, a partir da qual se separou a lactida (LD), ser reconstituída de modo a obter-se um grau de polimerização menor que 2 e ser reciclada para tratamento adicional. Lisboa, 18 de Setembro de 1991 0 Agente Oficial da Propriedade Industrial

Américo daSilva Carvalho

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