TW211577B - - Google Patents

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211577 Λ 6 η 6 經濟部屮央標準i-;A工消1'ί·合作社印31 五、發明説明（1 ) 發明節園 本發明係關於一種降壓反應性蒸餾方法，以製備二聚合 環酯。本發明之方法包括解聚合成一種羥基羧酯寡體的薄 瞑，以形成一種二聚合環酯，並且回收該環酯。本發明之 薄膜製程提供迅速且完全的轉變Κ成為一種二聚合環酯、 低的滯留時間、少量或未分解為不需要的副產物，Μ及高 產量高品質的產物。 ^ 發明背暑 羥基羧酸的二聚合環酯，如乙交酯（1,4 -二氧六環-2, 5 -二萌）和丙交酯（1,4 -二氧六環-3,5-二甲基- 2,5-二飼），係成為高分子量的聚羥基羧酸的中間體，其於生 物醫學和其它應用是可以利用的，因為它們能夠生物地和 水解地劣化，以形成生理和環境可接受的副產物。 於艾格尼爾（A U n e r ) e t a 1 .,歐洲專利申請公告第 264926號中，可以發現一種生產二聚合環酯的方法。艾格 尼爾揭示，於一種強制供料流管型反應器（雙重嫘旋擠壓 機）中，在降壓下，持續地進行一種熱分解解聚合反應， 而隨著它的長度保持一種上升的溫度坡度。該二聚合環詣 產物涇由位於反應器下游端的蒸汽噴口自反應物質中蒸豳 出，而較高沸點的殘渣則於強制供料擠壓的吠態下被擠壓 本發明的目的係提供一種改良的方法，以便於短的滯留 時間中，並且Μ高的生產速率，轉化低分子量的寡體或是 α -羥基羧基成分成為環酯。 (請先閲;Af背而之注意事項再项寫本頁) 裝- 線， 本蚨法尺度边用中®國家烊準（CNS)甲Ί規tM210x297公犮） 81. 6. 10,000張（H) 211577 經濟部屮央標準劝A工Α1ν合作杜印5i 五、發明説明（2 ) 本發明的另一個目的涤提供一種方法，於其中α -羥基 羧基成分的聚合物相當完全地被轉化為環酯，伴隨著相當 減低的外消旋作用和其它不需要的解聚合作用反應。 本發明更進一步的目的係提供一種方法，其完成迅速轉 化為二聚合環酯•而將於反應器中的滯留時間和該反應物 質與產物暴露於熱應力的時間減至最低。 發明簡诚 . 本發明的基礎係發現一種α -羥基羧酸部分的寡體（如 一種乳酸的寡體）轉化為一種環酯（如丙交酯），當該反 應物質所包含的寡體係如同一種稀薄的液體，或是熔融的 薄瞑殷塗抹於一種表面之上，其已經被加熱至解聚合的溫 度時•所進行之反應較過去所認為的為快。將該寡體如同 一種薄膜般置於加熱的表面上•較佳是一種較大的表面積 與薄膜厚.度比值，使⑴熱度能夠迅速地自加熱面積轉移至 寡SI姐合物，以及⑵反應產物（如丙交§旨）迅速地轉移過 該寡體薄瞑，並且迅速地自該寡體表面蒸發（也就是說， 該反應產物較該寡體較具揮發性）。如此使得一種短的滞 留時間，持缵的方法其提供該環酯的高轉化和高產量成為 可能•當降低外消旋作用和解聚合作用或是其它不需要的 副反應發生時。 本發明係導向至一種改良的方法，在薄膜蒸餾條件下， 藉著加熱至有效的解聚合和蒸镏溫度，以解聚合（熱分解 )一種Ct -羥基狻酸成分的可解聚合寡體成為一種二聚合 環酷，其中在短的滯留時間中，該寡體轉化為一種已蒸發 -4- 本认乐尺度边用中家標毕（CNS)T4規tM2l0x297公殳） 81. 6. 10,000張（H) (請先間-背而之注意事項孙项筠本頁) 裝- 訂 線- 211577 Λ 6 η 6 經濟郎屮央標準工消合作社印51 五、發明説明（3 ) 的環酯是有效的。 本發明係關於一種方法，以轉化一種α -羥基羧酸，一 種詣類或其鹽類的寡體，其包括⑴將一種所搡作的寡體之 稀薄液體薄膜置於反應區中的一種加熱表面上，⑵保持該 表面於一種足Κ加熱該薄膜至解聚合作用的溫度，並且轉 化該寡體成為二聚合環酯，而保持該反-應區於一種降低的 壓力，其足夠低至形成一種包含二聚合環酯的蒸氣產物流 。以及⑶回收該產物流。 本發明的方法尤其可應用於製備丙交酯，包括L -丙交酯 ，自一種？L酸或酯類，或是一種氮鹼鹽的寡體，以高產量 並高轉化速率製備3 於一個本發明的具體實施例中，冷卻，冷凝該蒸氣產物 流，並且.如一種液體般收集。在本具體實施例主要的目的 中，該寡體薄瞑係持續地形成和解聚合，並且持續地收集 該蒸氣化的產物。在該持續方法的具體實拖例的另一個目 的中，該寡體至加熱表面的供料速率，該寡體薄瞑的？度 ，該足力和溫度係協調一致並且受控制，因此，該解聚合 作用相當完全地進行，以形成一種蒸氣化的產物。假如有 的話，可能也會形成少量的殘渣（如所謂的h e e Π ，但是 殘渣的出現並不會影W到該本法整體的表現。該殘渣能夠 定期移除及再循環利用，或是如下所述般水解。為了得到 最好的结果，該解聚合作用係根據本發明，於一種擦拭薄 膜蒸發器中進行。 本發明涤一種具反應性的蒸餾方法•其包含一糸列的步 (-先閲-背而之注-事項#塡窍本頁) 本紙乐尺度逡用中S國家橒準（CNS)T4規IM210X297公殳） 81. 6. 10,000張（H) 五、發明説明（4 ) 成分 酸熱 }該 基自 羧著 基接 羥’ ί物 聚產 盼« 鐽反 開狀 種環 I 的 合性 聚發 解揮 \ 具 解更 分種 熱 一 括為 包成 驟分 且 並 冷 與 器 發 蒸 物 膜 產 薄 狀 拭 環 擦 該 種 發 一 蒸 係 質 1 物 圖 解 0 形 圖 述 圖 0 面 物 截 產 的 酯 器 環 凝 該 冷 收 部 回 内 /\ -tm-l 以 種 凝 lytl 種1 與 係 其 圖 面 殹 的 器 發 。 蒸 圖 膜 塊 薄。區 拭起解 擦一圖 之在的 中结明 1 連發 圖器本 係凝係 2 冷 3 圖部圖 外 诚 詳 明0 -HUM 種1 的 式 學 化 下M 有 具 備 製 5CTT Μ 法 方 -fl 種I 向 導 0 明 發 ： 本酯 環

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OX η (請先閲-背而之注意事項#项筠本頁) 裝_ -濟部屮央榀準，^β工消"合作杜印虹 其中η為.2至50的整數；X為獨立的Η ，R3或一種陽離子 基HA; R“aR3分別為只或匕-“的烴基；而A為一種 氮鹼σ 當於上面的化學式中除了氫之外，I, R2和R3較好為一 種烷基。更好“和^為Η或甲基，如同於乙醇酸 (RpR^H)和乳酸（RrH, R2 =甲基）中一般。該陽離子 HA較好是自氮鹼所衍生，例如氨或是烷基胺，和氨或是一 種三级胺，如三甲基胺，三乙基胺，甲基二乙基胺，三丙 基胺|三丁基胺等等。 只要該寡體可以於搡作溫度熔融和分解，可接受的聚合 度與產物的分子量能夠大樞度地改雯。為了得到最好的结 果，η的值為於約5至30的範圍中（如不大於25)，通常 -7 - 本紙怅尺度逍用中國Η家榀準（CNS) Τ 4規格（210x297公没） 81. 6. 10,000張（Η) 訂 線· 211577 Λ 6 Π 6 經濟部屮央標準而A工消合作社印¾. 五、發明説明（6 ) 是介於1 0和1 5之間。在解聚合反應的期間中，η的值易於 增加，因此，一旦反應完成，所保留的任何殘渣（也就是 聚合物的殘渣）經常較起始的寡體具有較高的聚合度=只 要該寡體可以熔融和解聚合，該殘渣便可Μ根據本發明再 循環至反應器。或者，該殘渣能夠被水解為較低分子量的 ct -羥基羧酸，包括單體酸，其能夠再晃合為所需之聚合 度之寡體，以便於製程中再使用。 該寡體通常應該不含已溶解的氣體，溶劑或是其它低沸 點的成分，Μ避兔或減低當減壓時，薄膜因起泡或是閃光 的劣化可能性。同時，在該寡體供料至蒸發器的反應區之 前，較好是預熱至接近搡作溫度。 該解聚合方法於使用一種薄膜蒸發器· Μ—種連續的方 式進行是.有利的。該薄瞑蒸發器可Μ包括一種加熱的圓茼 狀或錐形曝氣管式反應器，其包括於反®器的内部加熱面 上蒸餾該寡體的許多方法。於本發明的——個目的中，該管 式反應器包括一系列的可旋轉擦拭要素•其保持壁上的液 體薄膜與壁.乙間一種緊密的空隙。在此種反應器的搡作中 ，該寡體係持續地供枓，並且如同一種稀薄液體薄膜般置 於反應器的加熱面上。為了得到最好的结果，該薄膜係Μ 一種足Μ提供較大的表面積和均一厚度的方式置於加熱面 上。例如，該薄瞑的厚度應該如能夠於實務達成般薄，並 且可以於自約0 . 0 5到至少約1 . 0丽的範圍内，通常為約 0 · 2至0 · 5 mm厚。為了得到最好的结果，該薄瞑的厚度將 於約0.3至1 ram的範圍内。為了產生持缜的解聚合條件， (請先間1?背而之注意枣項#埸寫本頁) 裝- 訂 線. 本紙張尺度边用中S S家標準（CNS)T4規格（210X297公犮） 81. 6. 10,_張（H) Λ Γ) Π 6 經濟部屮央榀準·A工;/ί1ν合作社印贤 五、發明説明（_7 ) 可接受的装置係由以下所例證。 Α)—種降膜蒸發器，於其中該熔融/液體化的寡體涤沿 著蒸發器的加熱壁向下流動。所形成的薄膜品質則主要視 重力、寡體的黏度和沿著加熱面的流速而定。為了得到最 好的结果，使用一種擦拭薄膜型態的降膜蒸發器·並且装 置用以於加熱面上平行和垂直塗抹流入的寡體之儀器，因 此產生一種具有相當均一的厚度和較大的表面積。該表面 積與薄瞑厚度的比值並非臨界的。不過I於本發明的某些 目的中，產生一種.高的表面積與薄瞑厚荧的比值是必需的 ，因為，關於一種已知的厚度，一種較灭的比值應該增加 自加熱儀器轉移至較大量的液體寡體薄膜，提高該解聚合 產物進出薄膜所轉移的質量，其如同蒸氣般進入該薄瞑上 方的減壓.空間，並且於一已知的時間内，導致較大量的產 物形成。 Β)—種需要的擦拭薄膜蒸發器用以進行本發明的方法， 其與旋轉的擦拭要素装置在一起，能夠在各種旋轉速度操 作，並且調整至提供加熱蒸發器壁和擦拭輪葉之間不同的 空隙。擦拭輪葉的空隙決定薄膜的厚度，而擦拭旋轉速率 和寡體供料速率決定薄瞑形成的速率。Μ任何持定的寡體 成分，赛體黏度和其它製程條件試驗（如溫度，壓力等等 )，良好地測定適合的擦拭空隙（如為了適宜的薄膜厚度 )和旋轉速度。 於蒸發器中解聚合該寡體成為揮發產物所產生的蒸氣產 物流，較好是使用一種冷凝面接觸，保持於一種該產物流 -9 - 本紙張尺度边用中围困家榀準（CNS)TM規tM2l0x297公犮） 81. 6. 10,000張（H) (請先間-背而之注龙事項外碭窝本頁) 裝· 訂_ 線- 211577 Λ G Π 6 經濟部屮央桴準工消1ν·合作社印31 五、發明説明（8 ) 如同一種液體般冷凝的溫度，其可Μ流入一種接受器。該 冷凝面可Μ包括一種内部的或外部的冷凝管，或是這兩種 的组合，其於下面關於圖1和圖2有更詳盡的討論。舉個 例子來說，該擦拭薄膜蒸發器可Κ包括一種加熱面，其環 繞著一種内部冷凝管，並且二者之間Μ空隙分開。該擦拭 薄膜蒸發器也可以與一種外部冷凝管連结，其功能為作為 該内部冷凝管的取代物或是補充。冷凝面的表面積可Μ修 正，Μ控制該產物流冷凝的儀器。例如|該盤管冷凝器的 表面積可Μ藉由增加該管的直徑和盤管的數目而增加。該 蒸氣產物流通常可Μ包括二聚合環詣和其它揮發物，其包 括開鐽羥基羧酸（如乳酸，丙醇醯乳酸等等）。該冷凝蒸 氣產物，使用許多方法，如蒸餾，萃取，结晶化等等，良 好地分雜.出其成分3 本發明的方法通常於存在催化劑下進行，其可Μ在該寡 體反應物供料至蒸發器之前，便包括於寡體反應物中。該 催化劑能夠是任何適合於促進該寡體熱分解為環酯的催化 劑。適合的偕化劑通常是週期表中的IV * V和VI族金屬或 金屬化合物。較佳者為IV族金靨，值得注意的是金靨鋅（ 粉末），氧化物，鹵化物，羧酸鹽，或是V族，尤其是 Sb*通常為其氧化物Sb2〇3 。在此較佳為羧酸鋅，尤其是 那些於熔融的寡體中可溶解的•以及由雙-二乙基己_亞 錫所例證，通常為辛三亞錫， 該催化劑所使用的量為有效催化的量，其能夠視所使用 之供枓物質和反應條件而定，作大福度的改變。任何系統 (請先閱-背而之注意事項再填寫本頁) -1 0 - 本紙尺度边用中Η Η家坨毕（CNS)甲4規格（210X297公犮） 81. 6. 10,000張（Η) Λ 6 Π 6 經濟部屮央楛準灼A工消1',··合作杜印¾ 五、發明説明（9 ) 所最適宜的有效催化量能夠經由測試搡作而測定。舉個例 子來說，使用辛三亞錫作為催化劑，通常催化劑的量為使 得該反應物質含有自約0.01至5重量％，經常是自約0.3 至3重量％，並且為了得到最好的结果，至少約1%。越 高的催化劑含量越好，因為寡體滯留時間隨著最初催化劑 濃度的增加而減少，因而改菩了二聚合澴酯的生產速率。 在本發明的一個方面，於該寡體注入蒸發器之前，較好 是將一種環詣的溶劑與寡體混合。一種適合的溶劑在解聚 合方法的條件下應該易相當溶入的，並且通常其揮發性等 於或低於該環詣，一種：:容劑能夠改善該寡體的流動性.並 且保持該擦拭薄膜蒸發器之中，該加熱壁的清潔。一種適 合的溶劑所具有揮發性通常與該環詣相等，並且可以藉由 自冷凝器.表面冲洗環酯，而保持該冷凝器的清潔。 假如溫度低於所形成之二聚合環詣的解聚合溫度，則該 蒸發器中的適合有效溫度能夠大幅度地改變。通常，該溫 度為自約 200t：至 290Τ：的溫度範圍内，對於任何寡體一 環詣轉化作用最適宜的溫度範圍將隨該寡體的姐成而改雯 。例如，為了生產L -或D -乳酸，該溫度通常於自約 250t： 至270°C之内，而對於丙交酯則是於約260T：至2801之 間。 該蒸發器加熱區的表面能夠以任何梗利的方法加熱。該 加熱區由一種専熱物質所構成是有利的，因而熱量能夠自 一種外界的來源，羥由加熱區的壁，提供至其内部的蒸發 面*並且因此加熱該寡體薄膜至解聚合溫度。舉個例子來 -11- 本紙張尺度边用中aa家橒準（CNS)T4規格（210X29V公没） 81.6.10,000張（1〇 (請先閲1?;背而之注意事項再蜞窍本頁) 裝. 訂 線· A fi Π 6 經濟部屮央榀準而Π工消"合作社印3i 五、發明説明（川） 說，可以藉由使用一種電力加熱的外罩套於該加熱區，或 是使用加熱帶圍繞該加熱區的外部，電力提供熱量。或者 ，可以將該加熱區加套，因而熱油可經其環繞，並且以此 方法使内部的加熱面到達所需之溫度。倘若需要的話，能 夠將電偶置於該蒸發器加熱區的外部表面，以便監控和記 錄解聚合的溫度。 _ 該解聚合方法係於次大氣壓下進行，其包含於搡作（解 聚合）溫度所欲回收之環酯的蒸氣壓。該壓力能夠自低約 1奄米汞柱以上雯化，通常為低於20毫米汞柱。一般而言 ，該壓力的範圍為約1至5毫米汞柱。 龙發明的一種重要方面為一種或多種以下的製程條件， 如募體组成，寡體黏度，寡體供枓速率，薄膜形成速度（ 如該擦拭.輪葉的轉速），薄膜厚度，溫度，壓力和所含之 赛體催化劑，能夠互相協調，因此，所將供料之寡體迅速 地完全轉雯為一種蒸氣產物流，並且含有相當少量之 heel，或是根本沒有殘渣形成。 這些製程條件的控制使得一種短滯留時間的持續方法成 為可能，其足Μ提供高的寡體轉化和所需之二聚合環酯的 高產量，而伴隨少量或沒有外消旋作用，分解作用，或其 它不需之副反應發生，如焦化3滞留時間能夠為非常短， 也就是說幾分鐘，通常是介於約1和10分鐘之間：當預期 藉由縮減heel形成而盡可能達成一種高的轉化/生產速率 時，通常建議保持該解聚合條件，因此能夠如該反應進行 般，自蒸發器移除少量的寡體殘渣，既然該殘渣保有催化 -12- 本紙張尺度边用中as家標準（CNS)T4規ts(210x297公货） 81. 6. 10,000¾ (H) (請先間-背而之注意事項再碼寫本頁) 裝· · I :3Γ 線· 211577 Λ 6 η 6 五、發明説明（II ) 劑’其可能在不同的情況下，將沈S物留於蒸發器壁上。 該殘渣可Μ直接再循環至蒸發器*或者可K先水解至較低 分子量的α -羥基羧酸，其可以和催化萷一起再循環，以 $成額外的寡體|然後被使用Κ生產環酯； 所形成之殘渣的特性為測定其可Κ被再循環的程度。再 循環該殘渣的賁際操作，典型係與其被Jg合的程度有關。 舉饀例子來說，其有較高聚合度（也表示為高分子量）的 較難於再.循環，一部分是因為該聚合物鐽末端所降低之羥 基的量。任何在製程中可X被生產的殘渣，在擦拭薄瞑蒸 發器中將具有短的滯留時間.並且因此具有較低的分子量 ’其典型地允許這些殘渣直接地再循環，或是轉化為一種 可再循環的型態。. 级濟部屮央標準^工消你合作社印虹 (諳先閱-背而之注意事項再蜞筠本頁) 流向該.擦拭薄膜蒸發器加熱壁的寡體流，能夠視該寡體 ’其黏度和溫度（黏度阐溫度上升而降低）而大幅度地改 變；也視解聚合溫度和該蒸發器本身的構造而定。流人該 擦拭薄瞑蒸發器的寡體流，應該足以讓該寡體於重力流下 ’於該加熱壁的表面形成一種薄瞑，但是不應該快至淹沒 該蒸發器。該寡體流速應該與解聚合溫度協調，因此形成 —種薄膜，、並且在整個操作中保持，並且進行解聚合作用 ，因此，大部分，倘若並非所有的寡體的話，將解聚合為 所需之環酯產物°除此之外，該寡體的流速應該也與擦拭 輪絮的轉速協調（也就是使得寡體沿著擦拭薄膜蒸發器的 加熱面形成一種薄膜的擦拭輪案）。例如，較高的寡體流 速應該配合快速的擦拭輪葉轉速，以確認該寡體的有效解 本紙張尺度逍用中SS家標準（CNS) Ή規格（210x297公犮） 81. δ. 10,000ft (Η) 2U5竹 經濟部屮央榀準而A工消1\··合作社印製 五、發明説明（12) 聚合，而沒有多餘的焦化或是殘渣形成。不過，在許多例 子中，留下少部分的未轉化之寡體是有利的，因此，可流 動之“殘渣”能夠被移除，並且Μ此方式保持一種清潔的 加熱壁（也就是一種完全不含分解作用之產物和沉澱物的 加熱壁）。 參考附圖可Μ對於本發明有更好的了解。 圖1的装置基本上包括一種加罩的錐形蒸發器丄_，其藉 由未表示出之真空幫浦，經線可減低壓力。蒸發器上_含 有內部的冷凝器，其與蒸發器丄_的内壁2_之間有空隙， 和一種可旋轉的维形擦拭輪葉構造，其置於壁冷凝 器之間。擦拭輪葉構造具有多數的擦拭輪葉，其為 用以規律並且均匀地塗抹液體寡體於壁上；該擦拭輪葉 構造ϋ.兩個輪葉之間也具有許多開口 SJl，並且在由輪葉 所形成之维形周圍之間亦具有許多開口 其中壁由 结合的開口 6JJI冷凝器相通。介於壁2_和輪葉之間的 空隙能夠固定或是調整，以提供許多不同的壁至擦拭輪葉 的空隙。擦拭輪葉構造係由一種於ϋ中未示出之馬達驅 動，Μ各種控制速度旋轉。 蒸發器壁2_係自外部表面加熱至操作溫度，藉由羥該外 罩循環適宜的熱油，該油自進出，而自4雜開。 電偶置於1的外罩，以提供一種壁2的溫度測量。解聚 合溫度於壁2展開，係一種加熱液體的溫度之功能，其溫 度可Μ任何寡體的测試而測定出。 冷凝器的溫度係藉由循環冷卻劑涇進入和流出線3_和 (請先間讀背而之注意事項/!-墦筠本頁) 裝· 訂 線· -14- 本iMfc尺度边用中國國家樣準（CNS)IM規格（210x297公龙） 81. 6, 10,000張（H) 五、發明説明（u) LQ：流過而控制。 蒸發器1涤用以接收自加罩的供枓槽所流出之熔融寡 乜。 涇由線15_供枓至ϋ之寡體，係藉由循環相當之熱油流過 該罩Μ保持熔融態，該油自ϋ進入，而由Ιϋ流出。溶融 寡體之溫度應該低於解聚合溫度，但是適度地接近該溫度 。汽門Ili控制該熔融寡體供料至蒸發器丄_的速率。通常 ，係將汽門Ιϋ調整至於約45分鐘到約2小時之内，約 5 0 0 cc寡體將流入該加罩錐吠蒸發器。偏向盤1 9係置於適 當的位置，以將熔融寡體供料經線1 8導向該蒸發器的壁2_ ，因此它能夠於重力下流下該壁，並且能夠藉由擦栻輪Μ 垂直和平行地塗抹，以達到於蒸發器的整個内壁相當均 勻的厚度.。 自該寡體所蒸發之解聚合產物經由開口 6A於壁2_加熱至 解聚合溫度，至少一部分於冷凝器冷凝，並且經線12_， 於接受器121中收集為冷凝液LL。未轉化為蒸氣之熔融物 質經線，於接受器11九中收集為殘渣Li。 假如需要的話，能夠使用任何於回收技藝中為人所知的 方法更進一步地處理冷凝液IT，並且更進一步提煉該環酯 產物。 經濟部屮央標準工消"合作社印14 (請先閲：：'背而之注意事項洱填寫本頁) 相同地•所回收之“殘渣”可以再循環至反應器，以便 轉化為額外的環酯。倘若所聚合的程度較所需為高•它便 可以经更進一步的處理，以將其轉化為具有更適宜之聚合 度的寡體。 -15- 本紙张尺度边用中國國家糅準（CNS) V4規格（210x297公足） 81. 6. 10,000¾ (H) 211577 Λ Η 6 經濟部中央標準而β工消tl·合作杜印1i 五、發明説明（Μ) 圖2與圖1的特色结合，並且也包括外部的冷凝器ZiL， 其羥絕緣線(未表示之絕緣體）與蒸發器丄_相連。冷凝 器2 G係由一種冷卻劑冷卻（如乙二醇，水*其混合物等等 )，其經由線2±_和UJi環流經，並且已是如此地合尺寸並 且放置，以便相當地冷凝所有未由冷凝器S_所冷凝之蒸發 產物·冷凝液2_1流經線2A到達接受器2ΑΔ_。倘若有的話， 未冷凝之產物蒸氣經線！！_，流經冷凝瓣2_2_離開冷凝器2JL， 並且保持於一種低溫，例如，由一種固體C 0 2 -乙醇混合物 提供。計測器U涤測量由真空幫浦所達成之減壓， 應該注意於上面的代表性薄膜蒸發器中，該寡體解聚合 的壁和冷凝面之間的距離能夠大福度地變化。舉個例子來 說，於一種内部冷凝器型態的蒸發器中，它可Μ是非常小 ，例如•與該二聚合環酯的平均自由路徑相同，視所操作 之壓力而定，或者如同於具有外部冷凝器的蒸發器中一般 ，它可Μ是相當大，例如，為該環酯之平均自由路徑的許 多倍。於本發明中，倘若該壓力是相當低並且該解聚合溫 度是相當高，Μ確保一種充分的環酯生產速率的話，頃發 現該加熱面和冷凝面之間的距離並非是臨界的。對於在已 知之蒸發器中的寡體，其最適宜的溫度和壓力是易於Κ試 驗測定出的。在此較佳的蒸發器具有外部冷凝器，其包含 較冷凝面距離為大之加熱面，並提供該蒸氣產物更完全的 回收。 現在參照圖3 ，其為用以生產環酯，濃縮轧酸水溶液的 装置之槪要圖解，較好是將包含約80— 90重量百分比之乳 (請先閲筇背而之注意事領再塡寫本頁) 裝· 訂 -16- 本紙尺度边用中 8S 家«UMCNS)1M規tM210x297公歧） 81. 6.10,000張（H) 經濟部屮央桴準而A工消1\--合作杜印31 2115^7 Λ 6 __ΙΗ； _ 五、發明説明（15) 酸（如8 8 %酸•於商業用的），羥線1L供枓至轉化器2_2_， 於其中利用蒸餾進一步濃縮，並且聚合至聚乳酸（PLA)， 伴隨著逐漸加熱至約160T：，然後至175C，進一步將反 應水移除，其通常是在減壓下或是於流動之氮氣中進行。 於此濃縮和聚合的步驟中所移出之蒸餾水溶液，經2_2_流至 濃縮器2A，於其中水解為濃縮乳酸K再屈環。於中所生 產之聚乳酸經36輸送至一種薄膜蒸發器！!_，如圖2和圖3 中所示，於其中轉化為相當之二聚合環酯（如丙交酯）* 如上所述。於蒸發器1L中所生產之濃縮產物包含丙交酯， 少部分乳酸，和少部分通常具有2至3個轧酸單位之已揮 發水溶性寡f?，能夠使用溶劑處理作進一步的製造/純化 。舉個例子來說，該濃縮產物羥12_離開薄膜蒸發器，並且 進入一種.萃取器2_2_，於中使用適合的溶劑萃取，如丙詷， 以形成一種丙交酯和其乳酸值雜質的溶液。 使用一種易與水混合的溶劑，如丙詷，該溶液便被濃縮 至丙交酯開始沈豭，並且使用水稀釋，較好該水已冷卻至 0 — 5 t，總量為足K使該丙交I旨相當完全地沈澱，將乳 酸值遺留於該水溶液中。藉由過滅或離心，經由線iU持相 當不含雜質之丙交§§分離，假如需要的話，藉由清洗，烘 乾和自非反應性的溶劑（如甲笨）中再结晶，進一步純化 。當使用一種不與水混合的溶劑時（如甲基異丁酮），使 用缌量為足以將全部的乳酸值自該溶液中移除的水，將於 2^_中所生產的有機溶液完全萃取，其且將结果的水溶液相 自該有機物中分離。該包含丙交酯的有楗相便經線40被移 (請先閲讀背而之注意事項洱蜞寫本頁) 裝· 訂 線· -1 7 - 本蛱張尺度边用中8S家橒準（CHS) 規格（210x297公殳） 81. 6. 10,000張'(H) Λ G Π 6 經濟部屮央桴準工消1ν·合作社印^ 五、發明説明（16 ) 除，並且使用任何於該技藝中為以所知之方法（如溶劑蒸 發），结晶和再结晶，如所需要，將丙交g旨自該溶液中回 收。 包含所有乳酸值和殘餘之有楗溶劑的水溶液便經線流 至濃縮器U，於其中所存在之有機溶劑便被移除，並且該 水溶液被濃縮至再循環（如至88%乳酸」，該有機溶劑和 過量的水涇線ϋ被移除 > 該再循環流則经。保留於薄膜 蒸發器1L中的聚乳酸殘渣經44被移除。假如需要的話，能 夠將殘渣（或項渣）通過水解器，而水解回單體（如乳 酸），於水解器中，Si鸫水中加熱·直到該殘渣相當完全 地轉化為水溶菸。 假如需要的詒，將該水解液過漶並且濃縮|如δδ96乳酸 Κ便再循.環。較好用以水解的水份將足Μ提供一種具有所 需之乳酸濃度的水解液。同時，也可Μ使用稀釋的乳酸水 溶液水解。用以再循環之乳酸水解液經4JL離開水解器ϋ， 其與該乳酸再循環流(自4_D和(自2JL)结合，以形 成结合流再循環至線11_，然後與補充之濃縮乳酸一起流 至轉化器2_。 整體的操作，其代表一種單一的說明再循環步驟，能夠 反覆操作以達到一種界外的再循環方法，使得再循環物質 的量將與在每一步驟中所產生之乳酸物質的量相等。所回 收之乳酸再循環使得該至轉化器新鲜乳酸供酸供料能夠被 降低以便被降低，並且整體的丙交酸因此增加3 Μ下的實例丨系供說明，並非限制所附之申請專利範圍。 (請先閲讀背而之注*事項孙碼寫本頁) 裝· 訂 線- -18- 本紙法尺度遏用中國國家榣準（〇Ν5)·Ρ4規岱（210x297公使） 81. 6. 10,000¾ (Η) Λ 6 V, 6 五、發明説明（17) 除非持別敘述，係使用商業用物質Μ實務搡作下列實例。 窖例 於下列每一個實例中，使用一種u I C工業（喬利持，伊 利諾斯，USA)(Joliet， Illinois, USA) KDL-4 型擦拭薄 膜蒸發器。該蒸發器包括一種垂直排列之维型架構，其具 有約0.043平方公尺的蒸發器表面。修.正該蒸發器至自其 内部冷凝器包括一種内部冷凝器表面。修正該蒸發器至自 其内部冷凝器包括一種内部冷凝下游|其於圖2中說明。 使用循環熱油加罩該蒸發器，以便加热其蒸發器表面，並 且（a)與一種加罩的供枓漏斗装置在一起，其也可以使用循 環熱油加熱，tb>與一種供料儀器装置在一起，以便Μ所控 制速率測量熔融寡體進入蒸發器的量，該供枓於頂部供應 ，並且使.其流下該蒸發器的内部维形壁，（α與加強玻璃锇 弗龍/聚四氟乙烯滾茼装置在一起，其作為旋轉的擦輪葉 ，以便機械式地平行和垂直塗抹該寡體於整個加熱壁上。 該擦拭輪葉涤由一種強克漢克（Janke-Kunkel)型號RW20帶 動装置帶動旋轉，其設定值為2.5 。該擦拭輪葉空間涤設 Μ提供一種薄膜厚度約0.5賴。該單位包括在減壓下排出 和保留於該蒸發器的装置。 g例1 經濟部屮央榀準^A工消tv合作杜印5i (請先閲-背而之注念事項再项筠本頁) A.逐漸加熱一種含有低於約1 %D-乳酸的88%L -乳酸約 1 6 5 0克和辛三亞錫約1 8 . 5克的混合物至約 1 8 0 t：，以製備 一種乳酸的寡體，並且以N2流通過該物質，Μ便促使水份 的移除。持續該方法，直到所生產之寡體圼現平均鍵長為 -19- 本紙尺度边用中國Η家樣準（CNS) Τ4規格（210X297公及） 81. 6. 10,000¾ (Η) Λ 6 η 6 經濟部屮央橒準工消"合作社印51 五、發明説明U8) 10，其係於甲醇中使用甲醇納滴定·Κ酚呋作為指示劑所 測定。產物寡體包含約0.69重量％的辛三亞錫催化劑。 Β.於下列條件下解聚合上述步驟（Α)中所製備之寡體； 將該擦拭薄瞑蒸發器之擦拭滾筒的搜拌設定值設定於約 2 . 5 ; Μ約260 °C的油循環於該蒸發器外罩，Μ及約1 50 t的油循環於供料漏斗外罩。Κ熱水循叆該冷凝器，使其 達到約90t的溫度*並且將該蒸發器抽氣並保持於約1毫 米汞柱的壓力。將預熱（150C)之熔融寡體Μ約每小時 2 7 3克的速率供料至該《發器。Μ每小诗約2 3 4 . 5克之速 率，收集自蒸發器表面之蒸餾液，其如同自冷凝器所排出 。以每小時約3 5 . 5克之速率，收集自加筘蒸發器排出的殘 渣。操作該擦拭薄膜蒸發器約8 5分鐘。於反應器中之滯留 期約6 . 0分鐘。 收集蒸镏液的速率與寡體供料速率的比值約為S5 . 9% [(234.5/273)x 100]。收集蒸餾液的速率和收集殘渣的速 率之缌和與供枓速率的比值為98.9% [(270/27.3)x 100: ，其表示該熱解產物（蒸餾液）相當完全的固收。 該蒸餾液含有L -丙交酯約69.5%，外消旋丙交酯6.5 96 和D -丙交酯0 . 0 4 %，其係Μ高壓液體色層分析法所測定。 該蒸餾液的殘渣基本上包括乳酸和已揮發之水溶性乳酸寡 體，每公斤蒸餾液所含之缌量約為1130酸度毫當量。上述 的丙交酯成分Μ 1 0 0 %為基礎，相當於約9 1 . 2 % L -丙交酯 ，8.3 %外消旋丙交酷和 0.5%D -丙交酷。 雖然上述之數據表示，在解聚合步驟中已經發生一些外 (請先間-背而之注意事項孙项寫木頁) -20- 本紙張尺度边用中SS家榀準（CNS)lM規格（210x297公犮） 81. 6. 10,000¾ (H) 211^^ Λ fi η 6 經濟部屮央標準而员工消tv·合作杜印3i 五、發明説明（w) 消旋作用，担是外消旋同分異構物的比例為可接受的。 窖例2 重覆實例1 ，除了（a)將該乳酸寡體化至平均鐽長為1 8 · 其且該寡體包含約0.59重量％的辛二亞，（b)寡體供枓速率 戀為每小時2 5 5克，（α蒸餾液回收速率約為小時244克 ，以及（d)該殘渣回收速率為零。因此，篇發液的速率與供 料速率的比值約為95.7%。 該蒸餾液包含丙交酯近77.6%，外消旋丙交酯6.1 及D -丙交酯0.2%。所殘留16.1%的蒸餾液包含乳酸和已 揮發的丙酸寡體，其相當於每公升蒸餾液近6 5 0毫當量的 酸度。K 100%為基礎，該丙交酯成分相當於L -丙交詣 3 2 . 5 %，外消旋丙交酷7 . 3 % Μ及D -丙交酯0 . 2 4日。 营例·Ί . 重覆實例1 *除了阳該寡體包含2.9 %重量比的辛三亞 錫· to以1 7 0 t的油循環該供料漏斗外罩，以及2 7 0它的 油循環該蒸發器外罩，〇寡體的供料蒸發器的速率為每小 時94 1克。 Μ每小時731克的速率收集蒸餾液，並且以每小時197 克的速率收集未轉化的物質（殘渣）。操作時間為0.6小 時。於反應器中的滯留期約為4分鐘。 蒸餾液收集速率與寡體供料速率的比值為77.7% [(731/941)x 100];蒸餾收集速率和殘渣收集速率的缌和 與供料速率的比值為98.6% [(928/941)x 100)。 發琨該蒸餾液包含L -丙交酯64.4%，外消旋丙交賭 -2 1- (請先閲1,?背而之注意事項/1-艰窝本頁) 裝- 訂 線- 本紙張尺度边用中®困家樣準（CNS)»M規IM210X297公犮） 81. 6, 10,000張（H) 經濟部中央榀準局β工消tv合作社印製 五、發明説明（20) 5 . 9 2 %和D -丙交酯0 . 6 2 %，Μ及每公斤1 3 3 4毫當量的酸度 ，其係以Η P L C測得。Μ 1 0 0 %為基礎，相當於L -丙交酯 9 0 . 3 %，外消旋丙交酯 8 . 3 %以及D -丙交酯0 . 8 %， 窖例4 本實例係於一種4”擦拭薄膜蒸餾器中進行，其由波普科 學公司，美濃模尼福斯，WI (Pope Scientific Co., Menomonee Falls, W I)所製造。該蒸餾器包含一種加罩之 垂直蒸發器部分，其與一種可雯速之驅動薄膜擦拭構造裝 在一起並且與一種外部冷凝器相連。 逐漸加熱8 8 % L.-乳酸2 0 0 0 ,克和辛三亞錫2 0克至1 3 0 , 並且保持於該溫度1小時，以製備一種乳酸寡體。持續減 壓和於1 8 0 °C加熱Μ移除水份，直到產物寡體圼現一種平 均鐽長為1 1 . 8。 將蒸發器抽氣並且以循環 2 4 5 t：的油於其外罩加熱。Μ 每小時約1 2 0 9克的速率，於約5 0分鐘的時間，將1 3 4 4克的 寡體供枓至該蒸發器。在此時間中•蒸發器中的壓力介於 2.5和10毫米汞柱的範圍内。由外部冷凝器冷凝得197克 的蒸餾液；1 1 5 6克的殘渣殘留於該蒸餾器中。該蒸餾液包 含L -丙交詣52.1%，外消旋丙交酯3.64%，D -丙交g旨 0.93%，Μ及每公斤2700毫當量的酸度。Μ 100%為基礎 ，該丙交詣部分包含91.9%L-， 6.4%外消旋，以及 1.6490D-丙交薛。 雖然於上面已詳细地敘述一些本發明的典型具體實拖例 ，但是那些諳熟該技藝的人將欣然地承認，本發明囊括了 許多與所例舉不同之變化與組合。 (請先閲請背而之注意事項再場贫本頁) 本紙張尺度逡用中《國家«準（CNS) Τ4規格（2丨0父297公龙） 81. 7. 20,000^ (II)

Claims (1)

1. 2 專到範J正 "ΙψΙ W A7 B7 C7 D7 六、申請專利範® L 一種將α -羥基羧酸姐成物募聚體解聚成二聚環酯之方 法’該方法包含：將α -羥基羧酸或其對·應之寡聚化醋 或氮鹼鹽之熔融寡聚體持績地供料至反應區；使該熔融 寡聚體Μ約0.05至約1.0 mm厚度薄膜之形式置於蒸發面 上；於有效解聚作用溫度且低至足以蒸發環酯之減壓下 將該膜解聚及蒸發；及收集所得之含二聚環酯之蒸氣姐 成物。 ^ 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該解聚作用係於 一種薄膜蒸發器中進行。 3. 根據申請專利範圍第2項之方法，，其中該蒸發器為一種 擦拭薄膜蒸發器。 4 根據申請專利範圍第1, 2或3項之方法，其中該寡聚體 包括一種乳酸寡聚體，或是一種可寡聚化的酯類，或其 氮鹼強類，並且，該二聚合環酯為一種丙交酯。 5. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中該寡聚體為一種 乳酸的寡聚體。 r 6. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該加熱反應區的 蒸發面包括一種管狀反應器的内壁，並且該寡聚體係於 該反應器的内部表面上塗抹成一種薄膜。 經濟部中央搮準局印¾ (請先聞讀背面之注意事項再滇需本頁) 7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中該反應器為一種 擦拭薄膜蒸發器，並且擦拭該薄膜，因此，所述之寡聚 腊形成一種薄膜，其於該蒸發器内壁之上形成一種相當 均勻的厚度。 a 根據申請專利範圍第1項之方法，其另包含： 甲 4(210X297公沒） -1- at B7 C7 ---- -D7__— 六'申請專利範® 1) 提供一種垂直處理的反應器，其具有 ⑻一種相當的管狀反應區，Μ便解聚合所.述之寡聚體， 該反應區包括一種相當的管狀蒸發面，其具有上層區域 和下層區域；\ ⑸一種寡聚體供料構造，其與該蒸發面的上層區域相通 ;(〇—種寡聚體殘渣回收構造，其與該蒸發面的下層區 域相通； 叻一種環酯冷凝構造，Μ便冷凝至少一部分所述之蒸氣 組成，其與該蒸發面相通，Μ及； (e>—種擦拭構造，其包含於該管狀反應區之内，係用於 將該寡聚體在該蒸發面上塗抹為一種薄膜， 2) 保持該蒸發面於所述之有效溫度，並且該反應區於 所述之減壓； 3) 自所述之寡聚體供料構造流出之液態寡聚體，並且 沿著該蒸發面，而Μ所述之擦拭構造擦拭該寡聚體’因 此在該蒸發面上形成一種薄膜； 〃 4) 冷凝所生成的蒸氣姐成，其包含於冷凝構造上的環 酯； 5) 由該蒸發面下層區域，回收自步驟⑶中未轉化之寡 聚體· Μ及； 6) 回收自步驟⑷的冷凝液之瓌酯。 ................................................«-..............................ir……^ ....................^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央搮準局印¾ 甲 4 (210X297公;¥)