專利名稱：用羥酸及其衍生物制備環(huán)酯的方法
本申請是美國專利申請No.07/584126和美國專利申請No.07/584466(兩者均為1990年9月18日申請)的繼續(xù)，兩者的公開全部引入?yún)⒖肌?br> 本發(fā)明涉及一種通過將羥基羧酸，這里指的是羥酸或羥基羧酸，及其衍生物轉變成相應環(huán)酯，特別是在同一環(huán)上帶二個酯的環(huán)化合物。本發(fā)明以液相轉變和汽相轉變將羥酸轉變成其相應的環(huán)酯。本發(fā)明還包括回收環(huán)酯的新技術。
環(huán)酯，包括下面通式的環(huán)酯
式中R1、R2、R3和R4可為氫或脂族或取代或非取代脂族的或帶1到約10個碳原子的芳基烴，是一類有用的化合物，它可聚合成聚合材料。這種聚合材料在制備生物降解塑料和當用于藥用時能溶解的塑料中特別有用。由這種環(huán)酯，如丙交酯聚合制備的聚合物是特別有用的，因為它們可在大多數(shù)環(huán)境條件下通過長時間水解而被降解。然后，得到的乳酸單體或乳酸低聚物很容易被環(huán)境中有機體吸收并轉變成二氧化碳和水。環(huán)酯也可用作增塑劑和生產(chǎn)表面活性劑和增塑劑的中間體。
根據(jù)以前的實踐，制備所需的環(huán)酯首先將羥酸，典型的是α-羥酸縮合成相對高分子量的低聚物的預聚物。然后將該預聚物在高溫和低壓下，在一個加熱的抽真空的反應器中解聚成環(huán)酯。需要徹底的純化工藝方法來獲得所需純度的環(huán)酯，足以提供所需分子量的聚合物。
由低聚α-羥酸預聚物生產(chǎn)環(huán)酯有時指的是背位反應，由于它包括將α-羥酸組分從聚合物的末端逐漸去除，以形成下面所示的以乳酸聚合物為基的環(huán)酯。
美國專利No.4727163(授予Bellis)指出一種方法，它包括首先制造含嵌段聚合物的預聚物，該嵌段聚合物包含一個聚合到該核心的α-羥酸或其酯的熱穩(wěn)定聚醚中心。在真空加熱條件下，α-羥酸的鏈端熱降解形成能在真空下縮合的環(huán)酯。
美國專利No.4835293(授予Bhatia)指出一種背位工藝方法，它包括使用惰性氣體吹掃，允許在高于上述氣氛壓力下操作。惰性氣體直接接觸預聚物，預聚物是液相，以造成在預聚物和惰性氣體之間的大界面，為連續(xù)回收和提純，以汽化環(huán)酯并將該蒸汽吹出反應器。
如上所述，正如在Bellis和Bhatia專利文獻中所公開的，α-羥酸的背位解聚可在生產(chǎn)環(huán)酯時發(fā)生。但是，背位反應是一個典型的慢反應，并分批操作，它延續(xù)很長的時間并且產(chǎn)生不希望的高分子量付產(chǎn)品剩余物，剩余物必須從環(huán)酯產(chǎn)品中清除，環(huán)酯必須從有毒的脫色熱解產(chǎn)物中分離。
本發(fā)明涉及一種由羥基羧酸、羥基羧酸酯、羥基羧酸鹽或羥基羧酸酰胺衍生物制備環(huán)酯的工藝方法。該方法包括提供具有上述組分的原料流并對該原料流進行處理，以直接從任兩種上述組分之間的單酯化反應形成的兩節(jié)低聚物而形成環(huán)酯。
在本發(fā)明另一個實施方案中，通過從原料流中去除水來處理該原料流，該原料流含有上面確定的組分和有機溶劑，這里要稀釋原料流中反應組分的濃度。最好溶劑形成與水的共沸物，并通過加熱原料流去除水，以去除作為共沸物的水。
本發(fā)明又一個實施方案包括通過去除水處理反應原料流，直到混合物的聚合度(通過HPLC測量)小于或等于約4。
在本發(fā)明的再一個實施方案中，將原料流轉變成汽相，在足以維持至少部分原料流為汽相的壓力和溫度條件下進行處理，并在反應區(qū)域形成環(huán)酯。最好這個實施方案也包括借助于非活性熱載氣，例如氮使原料流汽通過反應區(qū)。
本發(fā)明還包括回收通過上述工藝方法制備的環(huán)酯。這個回收步驟包括結晶、溶劑萃取、蒸餾、薄膜分離、溶劑洗滌、色譜分離、升華及其混合。
本發(fā)明具有許多優(yōu)點，包括用連續(xù)方法將α-羥酸直接轉變成高純度的環(huán)酯的能力。該方法簡單并快速，特別是用現(xiàn)有技術的背位方法相比。另一個優(yōu)點是位于環(huán)酯中的任何不對稱碳原子在同樣絕對構型中，比如在構成它的α-羥酸的原料流源中起主要作用。換句話說，在本發(fā)明的另外實施方案中通過選擇催化劑和條件可以控制手性。另一個優(yōu)點是該方法適應循環(huán)任何非反應的α-羥酸。還有一個優(yōu)點是該方法很少形成不希望的付產(chǎn)品。這些和其它優(yōu)點在本文所公開的基礎上對于本領域技術人員是很容易清楚的。


圖1是表示制造環(huán)酯工藝方法的流程圖，其中水作為有機溶劑共沸物從原料流中去除。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明直接由α-羥酸原料流制造環(huán)酯工藝方法的流程圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明直接由α-羥酸原料流制造環(huán)酯的另一個實施方案的工藝方法的流程圖。
圖4描述了實施2中所述的通過去除共沸物的水制備丙交脂的生產(chǎn)率與時間的關系。
圖5圖示本發(fā)明方法中使用的反應器。
本發(fā)明提供一種由羥基羧酸、羥基羧酸酯、羥基羧酸鹽或羥基羧酸酰胺衍生物制備環(huán)酯的工藝方法。正如這里使用的，術語“由……衍生的”指的是通過反應生產(chǎn)環(huán)酯，在該反應中這些組分或這些組分的產(chǎn)物是反應體。最好形成該環(huán)酯是通過將由任兩種羥酸、其酯、鹽或酰胺形成的酯轉變成環(huán)酯。環(huán)酯也稱作內酯。優(yōu)選的環(huán)酯這里指的是XD。正如這里使用的，X1A指的是羥基羧酸、羥基羧酸酯、羥基羧酸鹽或羥基羧酸酰胺。X2A指的是通過任兩個X1A分子之間的單一反應(如酯化)形成的分子，它形成羥酸或其衍生物的直鏈二節(jié)分子。X3A指的是羥酸或其衍生物的直鏈三節(jié)分子，而XnA指的是羥酸或其衍生物的直鏈n節(jié)分子。這里使用的，沒有下標的XA表示單一酸或者兩種或多種酸、X1A、X2A、X3A和X4A的混合物或者含這些的溶液?？梢哉J為當X被L、G或T代替時，則分別指基于乳酸、乙醇酸和酒石酸的相應化合物。例如，LA指的是L1A、L2A、L3A和L4A，而LD指的是丙交酯。
按照本發(fā)明的一個實施方案，制備由X1A衍生的環(huán)酯是通過提供含包括(但不限于)XA組分的原料流并處理該原料流以形成環(huán)酯。盡管不希望受到理論的約束，認為環(huán)酯基本上可直接由X2A形成。在某些催化條件下，可以認為X3A和X4A促使環(huán)酯形成。如這里使用的，基本上直接由X2A形成環(huán)酯指的是一種反應，在該反應中已經(jīng)存在于原料流中的X2A或由兩個X1A分子之間的酯化反應形成的X2A通過酯化轉變成環(huán)酯。也就是說環(huán)酯不是通過聚酯鏈的背位反應而形成的，如現(xiàn)有技術中所述，當環(huán)酯由X5A或更大的形成是通過背位反應而形成的。
水在該方法中起的作用可由下列平衡反應理解
這樣，可以看出X1A與X1A的更高低聚物、環(huán)酯和水平衡。通過去除水，反應向右進行，相反，加水則反應向左進行。
根據(jù)本發(fā)明，X1A最好是α-羥酸或其酯、鹽或酰胺。根據(jù)本發(fā)明可將各種α-羥基羧酸及其衍生物轉變成環(huán)酯。該酸包括通式R1R2C(OH)-COOH的酸，式中R1和R2每個獨立表示氫或者取代的或未取代的脂族或具有1至10個碳原子的芳烴，和這些酸的水溶性鹽。可以使用單純X1A或其混合物。合適的X1A化合物包括(但不限于)下列酸和其相應的酯、鹽或酰胺乳酸(L1A)、乙醇酸(G1A)、酒石酸(T1A)、扁桃酸、芐基酸、1-羥基-1-環(huán)己烷羧酸、2-羥基-2-(2-四氫呋喃基)乙酸、2-羥基-2-(2-呋喃基)乙酸、2-羥基-2-苯基丙酸、2-羥基-2-甲基丙酸、2-羥基-2-甲基丁酸、2-羥基丁酸、2-羥基戊酸及其混合物。術語L1A、G1A和T1A不僅包括特定的酸，也包括相應的酯、鹽或酰胺。盡管不希望受到理論的約束，認為α-羥基羧酸或其衍生物特別適合形成XD環(huán)酯。
優(yōu)選的酸是乳酸、乙醇酸和酒石酸，乳酸是更優(yōu)選的。優(yōu)選的鹽是XA的烷基或芳基胺鹽，更優(yōu)選的是XA的銨鹽，例如有機乳酸銨，而更優(yōu)選的是乳酸銨。其它的優(yōu)選鹽包括另外的乳酸鹽、乙醇酸鹽和酒石酸鹽。合適的酯包括短鏈烷基酯，例如那些帶甲基、乙基或丁基鏈的酯，還包括那些帶長鏈的酯，例如十八烷基乳酸酯。優(yōu)選的酯包括乳酸甲酯、乳酸乙酯和十八烷基乳酸酯。X1A涉及到的酯不指X1A的低聚酯或聚酯。X1A可以是L-或D-兩種立體異構體中的任一種。
優(yōu)選的X2A組分是任二個羥酸、其鹽、酯、酰胺或其混合物之間的酯，包括L1A-L1A(或L2A，也稱作乳酰乳酸或乳酸二聚物)、L1A-G1A、L1A-T1A、G1A-G1A(或G2A)、G1A-T1A和T1A-T1A(或T2A)酯。例如L2A可由下式表示。
優(yōu)選的X2A組分是L2A、L1A-G1A和G2A酯。X2A可含二個L-異構體、二個D-異構體或D-和L-異構體二者。另外，優(yōu)選的X2A典型酯是甲基乳酰乳酸酯、乙基乳酰乳酸酯、丁基乳酰乳酸酯、十八烷基乳酰乳酸酯和乳酰乳酸銨。
本發(fā)明方法的原料流含XA外還可含其他組分，包括X1A的低聚物，例如X5A或X6A及其它物料。最好，XA的量超出XnA的量，這里n是5或更大。較好地，XA組分由至少總XnA的約70%(重量)組成，更好85%(重量)，最好90%(重量)。例如，工業(yè)乳酸是合適的原料流，典型地含有約60-70%(重量)L1A，約15-20%(重量)L2A，約3-6%(重量)L3A，約0.5-2%(重量)L4A和約12-16%(重量)水。
另一方面，原料流可含大量的雜質，例如含由發(fā)酵反應部分提純的含XA的發(fā)酵液。例如，乳酸或乳酸鹽(如乳酸銨)可直接從發(fā)酵液而部分提純。乳酸銨的優(yōu)點是具有轉變成丙交酯、水和氨氣的潛力，它很容易從產(chǎn)品流中分離。
另一方面，原料流可含提純的組分，例如高純度L1A或高純度L2A。原料流中反應組分的濃度可調整以使給定的如下所述環(huán)酯制備工藝獲得高產(chǎn)率(反應組分轉變成環(huán)酯的摩爾轉化率)和環(huán)酯的高體積產(chǎn)率。正如這里使用的，術語反應組分指的是XnA組分，最好是X1A和X2A組分。
另一方面，原料流可含熱穩(wěn)定組分，例如熱穩(wěn)定的LA。這里使用的術語熱穩(wěn)定LA指的是乳酸混合物，它可含多種LA，但已經(jīng)除去加熱時能引起著色的雜質。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，原料流可含反應組分。該組分從回收聚合材料中衍生，其中聚合材料由如本發(fā)明制成的環(huán)酯制成。例如，在環(huán)酯例如丙交酯情況下，適合制備聚乳酸。聚乳酸可通過將其水解成乳酸和乳酸低聚物而循環(huán)。這種水解產(chǎn)物適用于原料流。
原料流中反應組分的濃度可從約0.5%(重量/體積)至約99%(重量/體積)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，其中采用液相反應，原料流具有較低濃度反應組分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用這種方式可提高反應組分轉變成環(huán)酯的摩爾轉化率。在本發(fā)明的一些實施方案中，原料流中反應組分的優(yōu)選濃度小于原料流的75%(重量/體積)，較好的小于約50%(重量/體積)，更好的小于約25%(重量/體積)。盡管不受理論約束，可以認為在較低濃度下一個X2A分子足夠近的接近X1A或另一個X2A分子，由此反應形成XnA低聚物的機率與X2A本身反應形成環(huán)酯的機率相比是相當小的。
在一些實施方案中，原料流中的反應組分可以用任何溶劑稀釋，以達到在原料流中合適的濃度，這種溶劑最好不含羥基。最好不使用含水溶劑，因為水趨于將環(huán)酯水解成X2A和將X2A水解成X1A。一般，優(yōu)選的溶劑是適合本發(fā)明方法有效制備環(huán)酯的有機溶劑。最好該溶劑在高溫下比水易揮發(fā)和/或與水形成共沸物。
用溶劑稀釋反應組分可在將反應組分加到處理容器之前進行。反應組分和溶劑的混合物被稱作原料流。換句話說，原料流由反應組分和溶劑組成，并分別加到處理容器中。在一個實施方案中反應組分被慢慢地回到溶劑中，該溶劑最好在處理容器中被預熱。
根據(jù)本發(fā)明，處理包括XA的原料流形成環(huán)酯。該處理可以是液相原料流或汽相原料流的處理。在液相原料流的情況下，處理一般包括從原料中去除水，以促進環(huán)酯的制備。不希望受任何理論約束，可認為根據(jù)在研究中的特定實施方案，被去除的水至少有三個來源(1)最初在原料流中的游離水;(2)在二個XA分子之間形成線型酯(XnA)(其中n至少為2)的酯化反應中衍生的水;和(3)由X2A形成環(huán)酯的酯化反應中衍生的水?？烧J為水按照原料流處理步驟順序由這三個來源產(chǎn)生。也就是說，原料流典型地含有首先被去除的游離水。當將原料流脫水時，有利于X1A酯化成X2A，產(chǎn)生了另外的水。當去除這種水時，有利于X2A酯化成環(huán)酯。由于在處理時去除游離水，在原料流中水的最初濃度不需限制。一般，在原料流中最初水的量小于約50%(重量/體積)，更好小于約30%(重量/體積)。
最好當處理包括去除水時，原料流中的游離水被去除迅速導致一個水濃度小于約2%(重量)的基本上脫水的原料流。酯化反應形成的水最好基本上象它形成時一樣快的速度被去除。特別是，一般去除水按這樣的比率，以致使處理的原料流中的水濃度小于約2%(重量)，較好小于約1%(重量)，而更好小于約0.5%(重量)。
水可以通過多種方法從液相原料流中去除，包括但不限于從原料流中去除作為共沸物的水，其中反應組分用共沸溶劑稀釋，在低于X1A汽化溫度的高溫下在合適的壓力下在存在或不存在非共沸有機溶劑下加熱，添加優(yōu)先與水反應的吸水劑，用分子篩或分離(如滲透)薄膜，使用與水形成水合晶體的無水鹽，用水吸附材料，例如多糖(如Ficoll″)或硅石接觸原料流。
共沸溶劑的例子包括水不溶混芳族溶劑、水不溶混脂族或環(huán)烴溶劑和均相溶劑。特殊的例子下面討論。非共沸溶劑的例子包括芳族化合物，例如鹵代芳族化合物(如氯代芳族化合物和氟代芳族化合物)、萘和苯胺。吸水劑的例子包括酐，例如乙酸酐，酮縮醇，例如丙酮的二甲基酮縮醇，醛縮醇，例如乙醛的二乙基醛縮醇和碳化二亞胺。分子篩的例子包括沸石。無水鹽的例子包括無水硫酸鈉和無水硫酸鎂。
優(yōu)選的去除水的方法包括去除與有機溶劑作為共沸物的水和在減壓下加熱原料流。更優(yōu)選方法是去除作為共沸物的水，這將在下面討論。
處理含XA原料流以形成環(huán)酯受幾個參數(shù)的影響，這些參數(shù)包括溫度、壓力、反應時間、催化劑的存在和保護劑的存在。
原料流處理溫度控制游離水去除的速率和酯化的速率。對于酯化和去除水的原料流的處理溫度是這樣一個溫度，對于給定的另一個處理參數(shù)，對于有效的形成環(huán)酯該溫度足夠高，但不高至將XA組分轉變成醛、一氧化碳或其它降解產(chǎn)物。最好的環(huán)酯制備溫度范圍為約55～250℃。更好的溫度范圍為約60～225℃。當使用時，選擇的溶劑影響反應溫度，特別是當反應在溶劑沸點溫度下進行時。
原料流處理的壓力也影響環(huán)酯的形成。例如在高壓下，對于給定的溶劑可以使用更高的反應溫度，這導致更快的反應速率，特別是在汽相處理中。但是壓力可以是大氣壓力。大于大氣壓力或小于大氣壓力。本發(fā)明優(yōu)選的壓力是大氣壓力。
對該原料流的處理的時間可是變化的，典型地是一直進行到通過合適的分析技術測定環(huán)酯的形成基本達到最多為止。當然，該反應時間依據(jù)于其它參數(shù)如溫度和所用催化劑而改變。例如，由稀釋于甲苯中的商品乳酸形成的環(huán)酯(如丙交酯)在約2-5小時內基本上達到最多，這通過從室溫加熱而去除作為與甲苯的共沸物的水而進行。較短的時間是優(yōu)選的，以使環(huán)酯降解和外消旋減至最低限度。
在本發(fā)明的所有實施方案中，催化劑可以用來增加酯化速率。盡管本發(fā)明不要求催化劑，但也優(yōu)選使用在反應過程中不降解的穩(wěn)定催化劑。對于液相制備方法，存在很多酯化催化劑，這包括閉環(huán)酯化催化劑，可用的包括(并不限于)離子交換酸性催化劑，如Nafion和Dowex50;可溶性酸性催化劑，如硫酸、甲磺酸、三氟甲磺酸和甲苯磺酸;二氧化硅基催化劑，如氧化鋁-硅酸鹽;其他固體多相酸性催化劑，如氧化鋁、η、θ、δ和γ氧化鋁、二氧化硅、硫酸鋁、氧化鉛、三氧化銻、三氟化硼、氧化鈹、氧化釔;金屬酯催化劑，如辛酸亞錫和四(異丙氧基)鈦;酶，如水解酶;沸石;所謂模板催化劑，如二-正丁基氧化錫;膠囊催化劑，包括極性催化劑如硫代琥珀酸鹽(如由Pfizer出售的商標為AerosolOT的二(2-乙基己基)硫代琥珀酸鈉)、非極性催化劑如聚氧亞乙基壬基酚、和磷酸鹽。優(yōu)選的催化劑包括沸石和酸性催化劑，如Dowex50，γ-氧化鋁，和甲苯磺酸。對本發(fā)明汽相實施方案，可以使用多相催化劑，例如氧化鋁、二氧化硅、氧化硅-氧化鋁、二氧化鈦、氧化硼、鈦酸鋁、氧化釩、氧化鋯、氧化鋁一氧化鎂和氧化鋁一氧化鋅。也可用均相催化劑，如辛酸亞錫和四(異丙氧基)鈦。優(yōu)選用于汽相工藝的催化劑是γ-氧化鋁、二氧化硅和氧化鋁-氧化硅。在液相反應情況下，催化劑一般包括在原料流內而在蒸汽相反應中，可在反應區(qū)內可用一催化劑床。
所用催化劑的量是變化的，這取決于處理參數(shù)，如溫度、壓力、催化劑的反應性以及所希望的反應速率增加量。然而，需指出的是，用于給定體系的任一特定催化劑的用量(除其它因素外)必須還要考慮從X2A酯化產(chǎn)生環(huán)酯與從X2A酯化產(chǎn)生較高的低聚物之間競爭。因此，對于環(huán)酯的制備存在一個最佳的催化劑用量，這取決于反應動力學和原料流處理工藝。再高或再低的催化劑用量會使轉化速率下降。
可控制特定催化劑和其他反應參數(shù)的使用以得到所希望的內消旋環(huán)酯產(chǎn)物。例如，對于環(huán)酯如丙交酯來說，丙交酯具有兩個不對稱碳原子，所以它有三種立體異構形式L-丙交酯，其中兩個不對稱碳原子具有L(或S)構型;D-丙交酯，其中兩個不對稱碳原子具有D(或R)構型;和內消旋-丙交酯，其中一個不對稱碳原子具有L-構型而另一個具有D-構型。L-丙交酯和D-丙交酯是對映體，而內消旋-丙交酯是L-丙交酯和D-丙交酯的非對映體，其中甲基基團在二噁烷二酮環(huán)上彼此反應。在L-乳酸中維持手性會導致L-丙交酯的形成，其在制備降解聚合物時有用。然而，L-乳酸中原有手性的外消旋會導致內消旋丙交酯的產(chǎn)生，其在制備降解聚合物時作為與L-丙交酯的共聚用單體也是非常有用的。通過改變本發(fā)明所述每個實施例方案所用的條件和催化劑，從L-乳酸原料或原料流中獲得的丙交酯可以或者基本上全部是L-丙交酯或者除L-丙交酯外可以含有控制量的內消旋丙交酯。例如，已發(fā)現(xiàn)在制備丙交酯時用酸性催化劑，會導致增加內消旋丙交酯的產(chǎn)生。
在本發(fā)明的另一實施方案中，可以采用保護劑或封端基劑來防止尺寸大于X2A的羥基羧酸低聚物的產(chǎn)生?？墒褂美玺?、酮和醛這類保護劑。特別是，這類保護劑被認為可以保護羧酸上的醇基，因此可以防止形成酯。優(yōu)選使用保護劑，這樣可富集原料中由X1A形成的X2A，而不明顯地形成X3A或更高低聚物。隨后，可以去除保護劑以使X2A形成環(huán)酯。
上述制備環(huán)酯的工藝特別適用于(但不限于)制備XD環(huán)酯。這類XD優(yōu)選包括(但不限于)丙交酯、乙交酯以及酒石酸、苯乙醇酸或1-羥基1-環(huán)己烷羧酸的環(huán)酯。本發(fā)明的環(huán)酯也可以是含有兩種不同X1A分子的雜化物。環(huán)酯可含有兩個L-X1A，兩個D-X1A，或一個L-X1A和一個D-X1A。環(huán)酯可以由能被衍生成加有其他官能團的X1A分子組成，該基團諸如染料、酶或其他蛋白質。環(huán)酯，例如乳酸和酒石酸之間的環(huán)酯，可形成雙環(huán)并導致支鏈或交聯(lián)聚合物的形成。盡管許多環(huán)酯是由六元環(huán)組成，但某些環(huán)酯也可形成大環(huán)，例如己丙酯便是如此。上述本發(fā)明工藝和下述特定實施方案也適用于制備那些單酯脫水物的內酯。
根據(jù)上述討論的一般工藝參數(shù)以及如下更為具體的描述，環(huán)酯制備過程可實現(xiàn)高的反應組分向環(huán)酯的轉化率。除另有注明外，本文所用術語轉化率是指每當量X1A對應的環(huán)酯總理論產(chǎn)物的摩爾百分數(shù)。因此，用100摩爾X1A原料流且無其他反應組分產(chǎn)生50摩爾環(huán)酯，表示X1A向環(huán)酯轉化率為100%。用50摩爾X2A原料流且無其他反應組分產(chǎn)生50摩爾環(huán)酯，表示X2A向環(huán)酯轉化率為100%。
以下概述地討論了三種優(yōu)選環(huán)酯制備工藝。應指出的是，改變每節(jié)討論的限制條件及參數(shù)，同樣可以應用。
在稀釋有機溶劑中形成環(huán)酯在本發(fā)明一優(yōu)選實施方案中，在一有機溶劑中將水從含XA原料流中去除以形成環(huán)酯，在其中將反應組分的濃度稀釋。這種實施方案中導致意料之外高的XA向環(huán)酯轉化率，尤其是LA向LD轉化率。任何合適的有機溶劑均可用于稀釋XA。合適溶劑是指XA在其中可溶并且其具有合適沸點的那種溶劑。這一類溶劑最好不具有反應性羥基。優(yōu)選地，該溶劑與水形成共沸物并且通過加熱原料流以從原料流中去除作為共沸物的水來脫水。如果該溶劑不與水形成共沸物，則溶劑的沸點應高于水的沸點。用于該工藝這一實施方案的原料流優(yōu)選含有LA。最好也使用酯化催化劑以增加環(huán)酯形成速率。優(yōu)選的催化劑包括沸石和酸性催化劑，如Dowex50和甲苯磺酸。
如上指出，反應組分的優(yōu)選濃度可小于約25wt/vol%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當濃度低至1wt/vol%時可獲得約50%的環(huán)酯的高摩爾轉化率。進一步，也已發(fā)現(xiàn)，在約1wt/vol%至約20wt/vol%，更優(yōu)選為約1wt/vol%至約5wt/vol%濃度范圍內可獲得該轉化率。因此，通過在這一范圍的上限進行操作，則以高轉化速率的體積產(chǎn)率為最大。
選擇共沸溶劑，在其中原料流中反應組分能充分溶解，在環(huán)酯制備過程中使該溶劑保留在溶液中。優(yōu)選地，也選擇沸點足夠高的共沸溶劑，以在沸點溫度達到能接受的酯化速率，但該沸點又不能高得使溶劑不能與水形成有效的共沸物，或者使在沸點溫度轉化成醛或其他降解產(chǎn)物。
共沸溶劑可包括水不混溶芳族溶劑、水不混溶脂族烴或環(huán)烴溶劑、水溶性溶劑、或它們的混合物。優(yōu)選的溶劑是水不混溶芳族共沸溶劑。這類溶劑包括，但不限于，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、異丙基苯、三甲苯、以及烷基苯。更優(yōu)選的水不混溶芳族共沸溶劑包括苯、甲苯和二甲苯。甲苯是最優(yōu)選的水不混溶芳族共沸溶劑。優(yōu)選水不混溶共沸溶劑是因為在蒸餾后，它們能容易地與再循環(huán)的溶劑和排出體系外的水分離。
烴，例如烷烴和烯烴也可用作溶劑。烷烴，如戊烷、己烷、環(huán)己烷、庚烷和辛烷也可用作溶劑，但X1A和環(huán)酯通常不大溶于這類溶劑中。烯烴，如環(huán)己烯也可適用于本發(fā)明。
水溶性共沸溶劑如乙腈也可用于去除水從而促進酯化。
本工藝實施方案優(yōu)選溫度范圍為約60℃至約140℃，更優(yōu)選范圍為約80℃至約115℃。應指出的是，對于任一給定共沸體系，這一范圍包括共沸物和共沸物有機部份的沸點。即，當在原料流中原始存有水且該水可用水形成共沸物時，反應溫度應在該共沸物的沸點。當初始存在的水基本上完全消耗時，該反應溫度應提高到共沸物有機部份的沸點。因為本發(fā)明工藝該實施方案可以在較低溫度下進行，因此特別適于使用熱不穩(wěn)定羥基酸且必然降低能源費用。
盡管當將水從稀釋溶液中去除而形成環(huán)酯時在溫度上做某些變化會影響環(huán)酯形成速率，但這種溫度變化不影響反應組分生成環(huán)酯的總轉化率。例如，在含有商用乳酸的原料流中將使用溶劑苯、甲苯和二甲苯的工藝相比較表明盡管用二甲苯時水去除速率最大而用苯時最小，但在每種溶劑中，總的乳酸向丙交酯的摩爾轉化率基本相當，其中苯/水共沸物沸點約為69.25℃，苯沸點為80.2℃，甲苯/水共沸物沸點約84.6℃，甲苯沸點約110.7℃，二甲苯/水共沸物沸點為94.5℃，二甲苯沸點為139.1℃。
根據(jù)本發(fā)明，從含有XA原料流中去除作為共沸物的水以形成環(huán)酯獲得了至少約5%的XA向環(huán)酯的摩爾轉化率。在優(yōu)選實施方案中，該摩爾轉化率至少為約10%，更佳至少約25%，最佳至少約50%。應指出的是也可獲得更高的轉化率，還可獲得接近100%的轉化率，特別是將那些未轉化成環(huán)酯的反應組分再循環(huán)。
由XA水溶液形成環(huán)酯在發(fā)現(xiàn)本申請主題之前，通常認為環(huán)酯如丙交酯在熱XA水溶液中是不穩(wěn)定的。出人意料的是發(fā)現(xiàn)在將水從XA水溶液中去除的早期階段一直到混合物聚合度(由HPLC測定)小于或等于約4這一期間內在反應混合物水溶液中可產(chǎn)生穩(wěn)定可回收濃度的環(huán)酯，特別是XD，如LD。
本文所用的，具有重復單體部分的聚合物或低聚物的聚合度(DP)是在每摩爾被分析試樣中測得X1A部分之數(shù)量的平均數(shù)。如由Holten公開的(乳酸、乳酸及衍生物的性質及化學，Verlag chemie，1971，ISBN3-52725344-0)，乳酸聚合物和低聚物的聚合度已傳統(tǒng)地通過滴定法而測得。
該滴定法用于分析主要含有X1A和X2A的試樣看來是有效的。但當存在的任一顯著含量的X3A、X4A和更高低聚物時，則發(fā)現(xiàn)該滴定方法是不準確的。已經(jīng)證明，高效液相色譜(HPLC)可供直接測量試樣中每一種低聚物，因此，這僅需要將每個低聚物的單獨數(shù)額總和即可得到DP值。當存在高于X2A低聚物時，由HPLC測定的DP值通常大于由滴定測定的DP值。除非另有說明，本文所表示的DP測量值是用HPLC方法測得的。下面說明合適的HPLC方法，該方法能將L-丙交酯、內消旋丙交酯及LnA(其中n＝1-13)的所有物類分離。使用反相柱，用乙腈/水梯度洗脫液，用磷酸鹽緩沖液，在PH-2.3下緩沖。使用UV檢測器，監(jiān)測195和210nm波長。制備真實的L-L1A和L、L-L2A標準并與純LD一起使用以測定對L1A、L2A和L-丙交酯的響應曲線。假定對L3A-L13A物類的響應因子是等同的，并通過分析低DP和高DP LnA混合物而測定。發(fā)現(xiàn)L3A-L13A的響應因子在數(shù)量級上類似于L1A和L2A的響應因子。
如上所指出，從原料流中去除水，直到該處理的原料流的DP小于或等于約DP4，更佳地直到DP小于或等于約DP3.5，最佳地直到DP小于或等于約DP3.0。進一步將水從原料流中去除，直到該經(jīng)處理的原料流的DP至少約DP1.2，更佳地至少約DP1.5。
如果連續(xù)進行脫水直到DP大于約DP4，如約DP5或更大，則環(huán)酯含量快速降至不可接受的低含量。另外，如果使具有DP約DP4或更低的脫水的XA水溶液平衡，此處公開的平衡反應會使其中的一部分環(huán)酯至少部份地反應成非環(huán)酯物類，因而降低再回收環(huán)酯的數(shù)量。然而，如果迅速處理部份脫水XA水溶液以分離出環(huán)酯，例如在連續(xù)工藝中所做的迅速分離，則可容易地獲得可接受的約為XA重量5%或更多的環(huán)酯產(chǎn)率。
用于這一實施方案的優(yōu)選原料流是商用乳酸(約85%LA和15%水)，它具有約DP1.2(由HPLC分析DP)。一旦商用乳酸(約85%LA和15%水)，它具有約DP1.2(由HPLC分析DP)脫水，基本上立即開始形成丙交酯。然而，直到由HPLC確定的DP值達到約DP1.4至約DP1.5，通常存在的乳酸不足以保證回收。例如，當在100-118乇壓力下將85%乳酸加熱到122℃保持86分鐘時，則得到DP1.29(由HPLC分析)，對脫水乳酸溶液分析表明丙交酯含量為1.1wt%。然而，當在88-83乇于109-150℃持續(xù)進行附加64分鐘的脫水，分析表明HPLC所測DP為DP2.02，丙交酯含量為6.9%(重量)。
適于利用本發(fā)明工藝實施方案通過乳酸脫水而制備丙交酯的乳酸原料流具有下述范圍(重量百分比)的乳酸種類約10%至約70%L1A、約10%至約30%L2A、約3%至約20%L3A、約0.2%至約15%L4A、約2%至約45%丙交酯、以及約0.2%至約15%水。
具有顯著量低聚物XnA(其中n大于4)的XA原料流優(yōu)選地進行水解以濃集原料流中的X1A和X2A。該原料流中也可含有環(huán)酯本身。原料流中含有環(huán)酯看來對X1A和X2A轉化成環(huán)酯沒有不利影響。
可用各種反應器和反應方案來處理含水XA原料流以去除水。在優(yōu)選實施方案中，在約150乇至約10乇壓力下于約100℃至約220℃溫度加熱含水乳酸原料流以從中去除水，直到獲得約DP4或更低(DP由HPLC測定)。環(huán)酯或者保留在液相中，或者如果壓力和溫度合適，至少部份環(huán)酯能汽化并從反應中蒸餾出。當LA在高溫例如在相應于高于180℃，優(yōu)選高于195℃和85乇的條件下脫水，則可使得LD環(huán)酯顯著汽化。
在另一實施方案中，將含水XA原料流加熱由此而去除水，直到獲得DP約為DP4或更低(由HPLC測定)以在溶液中產(chǎn)生環(huán)酯。然后將該含環(huán)酯溶液引入共餾反應，在其中的溶劑，例如烷基苯(優(yōu)選C10-C22烷基苯)被汽化以為該反應和為環(huán)酯共餾提供熱轉換。該反應的條件(如溫度和壓力)應是當含環(huán)酯溶液與汽化溶劑混合時，附加的環(huán)酯能由該含環(huán)酯溶液中未反應組分形成。該反應條件也適合于在共餾反應混合物中將環(huán)酯蒸餾以從水、未反應XA、以及低聚物中回收環(huán)酯。
在汽相工藝中形成環(huán)酯在本發(fā)明另一優(yōu)選實施方案中，將部分的XA原料流，或者其全部或其一小部分，轉化成其汽相以在能足以保持所述部分原料流為其汽相狀態(tài)并在反應區(qū)形成環(huán)酯的壓力和溫度條件下進行處理。本文所用的“汽”指汽化物料以及以細霧或煙霧提供的物料。汽化的液態(tài)XA原料流部份在反應區(qū)被汽化，但優(yōu)選在導入反應區(qū)之前即被汽化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用該工藝可獲得高轉化速率，并且不想要的副產(chǎn)品如CO和乙醛處于或低于可接受的臨界值。本工藝實施方案的較佳產(chǎn)物是XD，更佳為LD。
通常，在本發(fā)明的汽相工藝中待汽化的原料流中XA的濃度包括約50%至約100%(重量)含一種或多種X1A、X2A、X3A和X4A及其混合物的XA以及約0%至約50%(重量)水。盡管總XA含量為50%或更高，但X1A-X4A中每一種的含量均可如0%至約100%(重量)。
該汽相工藝優(yōu)選地通過借助于非反應熱載氣將XA原料汽穿過反應區(qū)而進行。該載氣可以是惰性氣體，如氮氣或氬氣，或者是在反應器操作條件下是汽相的可冷凝氣如C10-C20烷基苯。在反應區(qū)中該載氣的含量可以是惰性氣體和汽化的原料流之混合物的約0%至約99%(重量)。該載氣用于將汽化的原料流載入反應器并吹掃由此產(chǎn)生的含環(huán)酯粗汽化產(chǎn)物。汽化的原料流在反應區(qū)中停留的平均時間為約0.5至約12秒。
優(yōu)選的溫度和壓力條件最好選擇使在該條件下至少部份原料流保持為汽相。溫度和氣流條件的選擇是使在一定溫度、載氣流速和壓力條件下，X1A和水優(yōu)先汽化。可以預料，當XA原料流含有X2A、X3A和X4A低聚物時，高分子量X2A和更高的低聚物的汽化程度降低，由此潛在產(chǎn)生了非揮發(fā)性殘留物。然而，這些更高的低聚物類或者可以直接環(huán)化成丙交酯，或者水解成低分子量物質，然后再揮發(fā)。進一步認為，在該反應工藝中形成的環(huán)酯也比X2A、X3A和X4A低聚物更容易優(yōu)先汽化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，LA原料流(含有總量24%的L2A、L3A和L4A)的基本完全汽化，反之可以預料會容易地使得非蒸發(fā)性殘留物產(chǎn)出。優(yōu)選溫度為約150℃至約250℃，壓力為約10乇至約800乇，且在惰性載氣中有機物重量百分數(shù)為約10%至約50%。
通過使用酯化和閉環(huán)催化劑(它們可以相同或不同)可以使環(huán)酯產(chǎn)率提高約達3倍或更多。在反應區(qū)中存在的催化劑可以置于固定支承物上或作為流化床。盡管沒有理論依據(jù)，但已相信該反應組分XA可吸附在催化劑上并反應形成隨后汽化的環(huán)酯。優(yōu)選的催化劑包括η、θ、δ和γ-氧化鋁，以γ-氧化鋁為好，它們能提高環(huán)酯產(chǎn)率同時又最少地形成CO副產(chǎn)物。其他合適的催化劑是二氧化硅、氧化鋁-氧化硅混合物、氧化硼、氧化釩、氧化鋯、氧化鍶和其他金屬氧化物，混合金屬氧化物如氧化鋁/氧化鎂、氧化鋁/氧化鋅以及四(異丙氧基)鈦、二丁基錫氧化物。已發(fā)現(xiàn)催化劑顆粒尺寸范圍為約2-6mm是適宜的，當原料流不完全汽化時，更小尺寸更有效。
當催化劑用于本實施方案時，優(yōu)選地是，原料流在進入反應區(qū)之前即完全汽化。與在進入反應區(qū)之前將XA原料流較完全汽化的工藝相比，在含有催化劑的反應區(qū)中存在液相XA會導致降低環(huán)酯產(chǎn)率，并增加雜質副產(chǎn)品(如一氧化碳和乙醛)的量。
在汽相過程的較佳實施方案中，原料流含有有時稱為85%乳酸的工業(yè)乳酸。在另一實施方案中，原料流含有富含L1A的LA物源。已確認，用一簡單方法即可制備高度富含L1A(即，高于約70%(重量/體積)L1A且更佳高于約90%(重量/體積)L1A的含LA原料流。在此方法中，通過用水稀釋工業(yè)乳酸制備一與水平衡的含約10-30%(重量/體積)乳酸物質的水溶液使85%乳酸轉化為富含L1A。在回流下平衡該混合物直至達到平衡態(tài)，在大氣壓下通常要6-8小時，也可在高壓(高于1大氣壓)高溫下用較短的時間。對乳酸物質而言，該所得的平衡液所含基本全為L1A和約0.5%的L2A，而L3A、L4A和更高級低聚物基本為零。因而，在產(chǎn)生含低于約2%水和低于約7%(重量/體積)L2A的基本純的無水L1A的溫度和壓力條件下，水自該平衡混合物中快速蒸餾出。于是便可以不同含量的水稀釋該無水L1A獲得乳酸原料流。
在另一優(yōu)選實施方案中，該原料流幾乎全為無水LA。已確認，在主要含L1A的原料流中，當水含量降低時，丙交酯的產(chǎn)率穩(wěn)定增長。在另一較佳實施方案中，原料流幾乎由富含L2A、L3A和L4A的無水LA組成。與用含84.9%的主要為L1A原料流的原料流相比，用85%的工業(yè)乳酸制造較高產(chǎn)率的丙交酯，這可能因為其中所含L2A、L3A和L4A的百分數(shù)(24.0%)較高。含總量約為10-50%的L2A、L3A和L4A的幾乎為無水乳酸的原料流被認為是適宜的原料流。
在本發(fā)明的一個較佳實施方案中，提出一個將α-羥基羧酸或酯轉化為二聚環(huán)酯的連續(xù)催化汽相方法，該方法包括(ⅰ)連續(xù)汽化該羥基羧酸物質并將其供入反應區(qū)，該反應區(qū)含有可有效地將該羧酸物質低聚或環(huán)化成環(huán)酯的固體催化劑，(ⅱ)保持反應區(qū)的溫度和壓力以有效促成環(huán)酯的形成并使其維持汽相，及(ⅲ)自汽相中回收環(huán)酯。
在本方法中當一部分原料流汽化時，不汽化部分基本含X1A的低聚物。這樣的不汽化部分可水解為XA組分并循環(huán)用于原料流中。
環(huán)酯的回收按照本發(fā)明制備的環(huán)酯基本從產(chǎn)生該環(huán)酯的原料流(即含產(chǎn)品的料流)中回收。如上所論述，這樣回收的環(huán)酯另外還適于作為一種單體用于可生物降解的聚合物的制造中。本文所用的術語“回收”指從經(jīng)處理的原料流中分離出環(huán)酯，和任選地其后續(xù)的提純過程。
可采用多種方法自含產(chǎn)物料流中回收按照本發(fā)明制備的環(huán)酯，其包括但不限于結晶、溶劑萃取、用溶劑洗滌、蒸餾、膜分法、色譜法、升華及它們的組合方法。應當注意，回收方法的不同基于含產(chǎn)物料流中環(huán)酯與其它物種間在揮發(fā)性、溶解性及采用各種色譜法中親合力方面表現(xiàn)的不同而定。
本發(fā)明的較佳回收方法為結晶法，其使用與制備環(huán)酯所采用的方法無關。結晶法的一個優(yōu)點是可能將基本不含X1A、X2A、X3A、X4A和羥酸酯低聚物的環(huán)酯結晶，即，結晶的環(huán)酯一般至少為約90%純，且可達到至少約99%或更佳至少約99.9%的純度。
為使環(huán)酯結晶，一般將包括環(huán)酯、未反應組分和低聚物的含產(chǎn)物料流的組分與一適宜的溶劑接觸，該溶劑可以是已經(jīng)含在含產(chǎn)物的料流中的溶劑，在該溶劑中，環(huán)酯比在產(chǎn)物料流中的其它組分可溶性小且其被緩慢冷卻直至形成環(huán)酯結晶。在一優(yōu)選實施方案中，起初可將含產(chǎn)物料流加熱以保證所有組分都在溶液中，和/或隨后在冷卻至約0℃至約10℃的溫度后保溫一段時間，在該時間內足以最大量地形成結晶。可采用多種技術回收環(huán)酯晶體，包括離心法和過濾法，可將該晶體洗滌并隨后通過如真空蒸發(fā)而干燥，或將其保存在適當溶劑中用來聚合。還可使環(huán)酯晶體經(jīng)歷另外的溶解和結晶步驟以得到有更高純度的晶體。一般，采用結晶法可回收環(huán)酯至少約50%，較佳為至少約80%，而更佳為至少95%。
將環(huán)酯自包含溶劑的含產(chǎn)物料流結晶可使用或相同溶劑或第二種溶劑進行。較佳的方法是將環(huán)酯直接從相同溶劑中結晶，因其不需去除去第一溶劑和添加第二溶劑。此外，環(huán)酯結晶之后保留在溶液中的任何未反應組分和/或低聚物可被直接再循環(huán)入進原料流中。
在其再循環(huán)入原料流之前通過向溶劑加水可使存在于任意這類再循環(huán)料流中的低聚物水解。作為環(huán)酯制備方法的一部分，這種水可隨后被去除。因而，用于環(huán)酯制備和環(huán)酯結晶的較佳溶劑包括芳族水不混溶共沸溶劑。尤其優(yōu)選的溶劑為甲苯、苯和二甲苯。
為使環(huán)酯自稀溶液(其中環(huán)酯是頗溶的)中結晶，可采用蒸發(fā)步驟以去除大多數(shù)溶劑。較佳的是，通過蒸發(fā)來去除足夠的溶劑以使產(chǎn)出的溶液含環(huán)酯至少約30%(重量/體積)，更佳含至少約50%(重量/體積)且最佳含至少約60%(重量/體積)。蒸發(fā)一般于真空下加熱進行。
在另一實施方案中，一般通過蒸發(fā)將溶劑自含產(chǎn)物料流中去除形成殘余物，再將該殘余物溶于第二溶劑，環(huán)酯自此第二溶劑中結晶。當環(huán)酯在第一溶劑可溶性太大而不能結晶時采用這一方法尤其有利。諸如丙交酯的環(huán)酯極易溶于其中的第一溶劑的實例為丙酮和乙腈。第二溶劑可為可使環(huán)酯在其中溶解并可自其中結晶的溶劑。對諸如丙交酯的環(huán)酯而言，這類溶劑包括如甲基異丁基酮和二乙醚。結晶之后，可將保留在第二溶劑中的未反應組分和低聚物回收，水解(若有必要)，并循環(huán)入原料流中。
在又一實施方案中，通過將第二溶劑加至該料流產(chǎn)生環(huán)酯結晶可將存于該含產(chǎn)物料流中的環(huán)酯結晶出。這樣的第二溶劑為一種如當其與第一溶劑混合時可將環(huán)酯自溶劑混合物中結晶的溶劑。例如，通過添加某些諸如戊烷的鏈烷溶劑便可將于諸如甲苯的芳族共沸溶劑中的環(huán)酯(如丙交酯)沉淀。
在與本發(fā)明相應的另一實施方案中，將料流引入處于低于該環(huán)酯汽化溫度且較佳為處于約5℃或更低的低溫下的諸如旋風分離器或離心機的收集器中，便可使汽相反應中制備的環(huán)酯直接從該氣相含產(chǎn)物料流中結晶或冷凝。冷凝該環(huán)酯后可將其用冷水洗滌。將由此形成的晶體自收集器刮出、洗滌、過濾并干燥。此外，通過將汽化的熱產(chǎn)物流與冷水噴淋和/或冷惰性氣體流混合以產(chǎn)生快速冷卻和產(chǎn)物的沉淀，可將于該汽相方法中制備的環(huán)酯回收。
本發(fā)明還包括使用溶劑萃取法自含產(chǎn)物料流中回收環(huán)酯。例如，通過使含產(chǎn)物料流與第二溶劑接觸來回收環(huán)酯，在該第二溶劑中，環(huán)酯比其在第一溶劑中更可溶且未反應組分和低聚物比其在第一溶劑中的可溶性更小。這類溶劑包括二甲苯、甲基異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷或其它鹵代溶劑。
在另一實施方案中，可通過將諸如氬或氮的惰性氣體鼓泡通過液相且最好以使該氣-液相間極大接觸的方式將液相反應中制備的環(huán)酯自液相中回收。環(huán)酯、水和未反應組分自液相中被氣體攜帶出，該氣體隨后被冷凝。采用包括冷水洗滌和二氯甲烷/碳酸氫鈉萃取的各種方法可將水和未反應組分自環(huán)酯中提取出。
在又一優(yōu)選實施方案中，該含產(chǎn)物料流可與諸如乙腈和/或四氫呋喃的水溶性溶劑相接觸，并隨后與水接觸將環(huán)酯沉淀出。
在本發(fā)明環(huán)酯回收的再一優(yōu)選實施方案中，該含產(chǎn)物料流在充分低的溫度下與含水溶劑接觸以不使該環(huán)酯水解。最好為水或稀堿的含水相將未反應組分和任意低聚物自含環(huán)酯料流中萃出，該未反應組分和低聚物在含水相中比其在含產(chǎn)物料流的溶劑中更可溶。在一實施方案中，稀堿可為碳酸氫鈉稀溶液。所得的一般包含諸如甲苯的有機溶劑的含環(huán)酯料流在完全干燥后便可用作送入聚合反應的原料流或用作環(huán)酯結晶的料源?？蓪⒑捶磻M分和低聚物的含水相直接再循環(huán)至原料流，該含水相最好呈溫熱態(tài)以水解任何低聚物。
也可用膜分法完成環(huán)酯自含產(chǎn)物料流的回收。例如，可將料流與一可使環(huán)酯通過而不使未反應組分和低聚物通過的疏水膜接觸。例如，適宜的膜包括氣透膜。膜分法的一個優(yōu)點是環(huán)酯可在其生成時回收。
在回收的又一實施方案中，通過升華回收環(huán)酯。在還包括低聚物和非環(huán)酯組分的含產(chǎn)物料流中的任何溶劑首先通過如蒸發(fā)去除，以產(chǎn)生殘余物。在有冷阱存在下向該殘余物施以足夠的加熱和真空條件以使環(huán)酯汽化然后在該冷阱上收集。該條件使得殘余物中的低聚物不汽化且汽化的XA組分不冷凝。
按照本發(fā)明的又一實施方案，可采用諸如分餾或共餾的蒸餾法來回收環(huán)酯。簡便的環(huán)酯回收方法包括利用有機溶劑促進環(huán)酯揮發(fā)的萃取蒸餾法。將溶劑揮發(fā)，即在回收反應中提供熱傳遞，又促進了環(huán)酯與溶劑的共餾。如前所述，這樣一共餾方法還可導致自含環(huán)酯溶液的未反應組分中產(chǎn)出附加的環(huán)酯。與環(huán)酯和低聚物(XnA)物類不溶混的溶劑尤其有效。符合推薦要求的一類共餾溶劑包括烷基苯，尤其是沸點等于或略高于環(huán)酯沸點的那些烷基苯。例如，若環(huán)酯為丙交酯，該共餾溶劑的沸點在60乇下最好為約215℃至約220℃。代表性的優(yōu)選烷基苯共餾溶劑包括諸如C10-C22烷基苯的高級烷基苯，較佳為C11-C14烷基苯且更佳為十二烷基苯或十三烷基苯。具有十二烷基苯平均組成的蒸餾溶劑也非常適用于本發(fā)明。這些混合的溶劑提供了必要的熱傳遞，是非毒性的且可商業(yè)購得。去除環(huán)酯后保留的殘余付產(chǎn)物包含可被水解以富集X1A和X2A的低聚物。當蒸餾為選擇分離處理時，還可將釜腳處理后再進入該工藝過程;大多情況下，一般推薦富集X1A和X2A的水解。
本發(fā)明可以多種方式進行，它包括(但不限于)分批、半連續(xù)及連續(xù)方式?？蓪⑽捶磻M分、低聚物和溶劑再循環(huán)，特別是以連續(xù)方法再循環(huán)。其中未反應組分、水解低聚物和溶劑被再循環(huán)的連續(xù)方法的一個優(yōu)點在于可達到XA向環(huán)酯的高摩爾轉化的能力。
由于含產(chǎn)物料流含有例如高達50%(重量)的高含量X1A，該環(huán)酯制備方法特別適合使用含未反應X1A的再循環(huán)料流，該未反應X1A可能與補充的XA混合形成該方法的原料流組分。此外，于環(huán)酯貧化餾分再循環(huán)至原料流之前，通過向該餾分加水可使低聚物水解。再循環(huán)顯著地提高環(huán)酯的總產(chǎn)率;采用這樣的再循環(huán)技術時轉化為環(huán)酯的總摩爾轉化率可期望超過90%。
參考圖1，記述了制備環(huán)酯的連續(xù)方法，該方法中的主要組分被再循環(huán)。在該圖示方法中，水作為水與該溶劑(如甲苯)間的非均勻共沸混合物被去除。
將包含XA的來自原料流組分容器4的原料流反應組分2伴隨著來自溶劑容器10的非均勻共沸溶劑8加至處理容器6中。該原料流反應組分2和溶劑8以適當?shù)谋壤B續(xù)被加至容器6。可在該原料流反應組分2加至處理容器6之前去除原料流反應組分2中的游離水，或可在容器6的處理過程中去除游離水?？蓪⒐腆w催化劑12加至處理容器6，或可將混溶催化劑伴隨著原料流反應組分2加入。
該處理容器6被熱源14加熱到足以促使環(huán)酯形成和去除作為溶劑共沸物的水的溫度。汽態(tài)的共沸物16流經(jīng)冷凝器18，在其中非均勻共沸混合物冷凝形成有機相和含水相。將全部含溶劑有機相22返回(全回流)至處理容器6。含水相24被排至廢料26。作為另一選擇，可至少將一部分含水相28用于水解在被再循環(huán)至原料流組分容器4的產(chǎn)物廢流或濾液30中的低聚物。
以一定速率將含環(huán)酯、未反應組分、低聚物和有機溶劑的含產(chǎn)物料流32自處理容器6中排出，該速率使得原料流在處理容器6中的平均停留時間為約3-4小時。含產(chǎn)物料流32的排出速率最好與溶劑8與原料流反應組分2的混合物加入處理容器6的速率相同，以在該處理容器6中維持恒定的體積。
將含產(chǎn)物料流32引入由熱源36加熱的濃縮容器34以最好采用在適宜壓力下(如真空下)蒸發(fā)的方法將料流中的大部分溶劑去除。已蒸發(fā)的溶劑38流經(jīng)冷凝器40被冷凝。然后在將44再循環(huán)至溶劑容器10之前將已冷凝的溶劑收集在溶劑收集器42中。如果需要，可將溶劑收集器42中的溶劑凈化以去除雜質。
可將濃縮的含產(chǎn)物料流46裝入料流收集器48并于結晶之前用熱源50加熱。為結晶回收環(huán)酯，將濃縮和加熱的含產(chǎn)物料流51轉移至結晶燒瓶54，該燒瓶被冷卻源56冷卻以促使環(huán)酯更多地結晶。該結晶燒瓶54一般是保溫的以維持結晶所需的冷溫。結晶后，含晶體漿料58通過過濾器60過濾將環(huán)酯晶體從含未反應組分和低聚物的溶劑中分離出。例如，可用瓷漏斗收集該晶體。然后將該晶體用冷溶劑洗滌物62洗滌并于最好處于真空66下的烘箱64中干燥。然后環(huán)酯晶體68可進一步提純或直接用于制造羥基酸聚酯。
將含未反應組分、低聚物和溶劑的濾液30收集在收集容器70中。在一優(yōu)選方法中，通過向該收集容器70加入水72并以熱源74加熱而將濾液30中的低聚物水解成基本為X1A或X2A。加至該收集容器70的水72可包含經(jīng)共沸蒸餾自處理容器6排出的廢水28。然后將最好經(jīng)水解的濾液30再循環(huán)76入原料流組分容器4。
本發(fā)明汽相實施方案的流程圖示于圖2中。將補加的含水LA原料流90與再循環(huán)的LA料流92引入可為蒸餾釜的加熱區(qū)94。將水自該釜94的盛料中蒸餾出并經(jīng)管線96排出，為提供DP為4或者更低且以L1A和L2A為主的原料流98。丙交酯還可能被蒸餾，若存在，可采用溶劑萃取法將其自蒸餾的水中回收，而這將取決于再循環(huán)料流的補充情況。
將加熱的乳酸原料流98與加熱至足以汽化部分LA料流的高溫的熱氮載氣流100混合，并使其通入可含有最好為本文所確定的γ-氧化鋁的催化劑床。
為保證汽化的LA原料流和在反應器102中形成的丙交酯呈汽態(tài)，應選擇該反應器中的反應條件。已發(fā)現(xiàn)，溫度為約150℃至約250℃，惰性載氣中有機物的重量百分比為10%至50%，且壓力為約10乇至約900乇的條件是適宜的。
將汽化的丙交酯粗產(chǎn)物流104自反應區(qū)102排出并被引入收集器106，該適宜的收集器為冷卻的旋風分離器，離心機或類似設備。在實驗室條件下，使用維持在-78℃的旋風分離器，直接在入口管下收集的晶狀物富集丙交酯。將旋風分離器106的內表面刮下并用冷水108洗滌，再使內裝料經(jīng)管110進入分離器112，在此進行冷卻、攪拌并過濾，使自濾液中的丙交酯產(chǎn)物經(jīng)管線114排出。一般使丙交酯在有五氧化二磷存在的真空下干燥以去除緊密結合的水分。用過的載氣經(jīng)管116收集并流經(jīng)不同的汽閥(未示出)以便將內含的可冷凝物質冷凝。出自分離器112的濾液作為再循環(huán)料流92引入加熱區(qū)94以完成循環(huán)過程。應當看到，根據(jù)丙交酯產(chǎn)物的分離可以想象出多種收集/分離方案。
本發(fā)明汽相方法的另一實施方案在圖3中給出。在此實施方案中，乳酸補充料流132、氮載氣流134和再循環(huán)料流136連續(xù)地引入汽化器138?？煽紤]將這些料流的兩個或多個于被引入汽化器138之前混合起來。如果需要，可將進入汽化器138的料流預熱，或者可將氮以一定的量供入并將其預熱至足以汽化乳酸原料流和再循環(huán)料流的溫度。向汽化器138供入足夠的熱以完全汽化其中存在的L1A和水。較少量的L2A和高級低聚物也可能汽化，這取決于蒸汽壓條件。
將該載氣和汽化乳酸傳送到最好含γ-氧化鋁催化劑的催化劑床的反應器140。將那些落到汽化器138底部且不環(huán)化或水解可為汽化乳酸物類的未汽化的高級乳酸低聚物傳送到水解器142，在其中將其水解以提供富集L1A和L2A的再循環(huán)組分。
將反應器140的粗產(chǎn)物料流引入冷凝器144，在此，未反應L1A、丙交酯和水自載氣中冷凝出。該載氣已經(jīng)諸如在洗氣器146中用水洗滌的處理后再循環(huán)入該工藝。出自冷凝器的冷凝的粗產(chǎn)物蒸汽流一般含約20-40%(重量)丙交酯、約10-50%(重量)L1A和約10-30%(重量)水。在粗產(chǎn)物料流中幾乎或根本未發(fā)現(xiàn)L2A和高級低聚物。將丙交酯自水、未反應L1A及其它乳酸物類中回收，這可能在于反應器140之后的分離器148中通過適宜的諸如使丙交酯于冷水中結晶的方法已經(jīng)進行。將回收的丙交酯在提純器150中洗滌，以回收提純的丙交酯152。
將在調節(jié)器154中的未反應LA的乳酸類和DP調節(jié)，最好使L1A和L2A達到最大程度。將調節(jié)的乳酸流與水解器142的輸出物混合以提供循環(huán)流136。
下面的實施例表明如何實現(xiàn)本發(fā)明，但是不能認為是限制。在實施例8-55中，所有的百分數(shù)和比率都是重量的，除非另有說明，所有的單位都是公制系統(tǒng)，除非另外有清楚的說明。本文的引證清楚地列入供參考。
實施例1將實施例說明使用L-、D-乳酸作原料流形成丙交酯的能力。
將約85-88%L-，D-乳酸(從Kodak獲得)同甲苯混合，乳酸對甲苯的比例(體積/體積)為10∶190，總量為200ml，使原料流含約5%(重量)的乳酸。將一克Dowex-50H+離子交換樹脂催化劑加到混合物中，用加熱罩加熱混合物。隨著混合物的溫度達到約85℃，游離水從混合物中以與甲苯的共沸物(18%水/82%甲苯共沸物的沸點為84.6℃)被去除。大部分游離水被去除(約20-30分鐘)后，將混合物的溫度繼續(xù)提高到約110.7℃，即甲苯的沸點。使混合物在約110℃保持約72小時使丙交酯產(chǎn)量最大。然后用旋轉式汽化器汽化從混合物中去除甲苯，汽化溫度約40-50℃。將丙交酯、乳酸和低聚物的干燥殘余物溶入少量的二乙醚中，要求在接近二乙醚(約40-50ml)沸點溫度下溶解殘余物。然后通過在約4℃下保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶。丙交酯的回收率(摩爾%產(chǎn)率，即每摩爾理論形成總丙交酯能回收到的丙交酯的摩爾量)為約13%。產(chǎn)物的純度大于90%，甚至可能大于95%，用晶體的熔點來證明。(D-和L-丙交酯混合物一般在約120℃熔化)。另外，HPLC分析產(chǎn)物得到單峰。
實施例2在這個實施例中，用含約5%(重量)L-乳酸溶液形成丙交酯。
將約85%熱穩(wěn)定L-乳酸(從Pfhanstiehl獲得)同甲苯以乳酸比甲苯為10∶190(V/V)的比例混合，總量200ml，得到含約5%(重量)乳酸的原料流。將一克Dowex-50H+離子交換樹脂催化劑加到混合物中，用加熱罩加熱混合物。當混合物的溫度達到約85℃時，從混合物中去除與甲苯成為共沸物(18%水/82%甲苯共沸物的沸點為84.6℃)的游離水。大部分游離水被去除(約20-30分鐘)后，將混合物的溫度繼續(xù)提高到約110.7℃，即甲苯的沸點。使混合物在約110℃保持約24小時使丙交酯產(chǎn)率最大。在聚合期間在幾個時間點取出2ml試樣，以測出反應產(chǎn)生丙交酯和乳酸低聚物的量。
然后用旋轉式汽化器在約40-50℃溫度下通過汽化從混合物中去除甲苯溶劑。將丙交酯、乳酸和低聚物的干燥殘余物溶于少量的二乙醚中，需要在接近二乙醚(約40-50ml)沸點溫度下溶解殘余物。然后在約4℃保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶?；厥盏木w至少約90%純度，通過晶體的熔點來確定，并用HPLC分析。L-丙交酯在約97-98℃熔化。
在反應期間取出樣品的分析結果列入圖4和表1，這相當于在約24小時反應期間產(chǎn)生的丙交酯(LD)和LnA的量，用HPLC分析確定。
表1反應時間形成的丙交酯形成的總LnA(小時) (mg/ml)*(mg/ml)*0000.53.80.7112.53.4219.36.3321.09.8421.710.4622.313.3822.015.92422.925.6＊上面數(shù)據(jù)按上面所述用響應因子由HPLC峰積分所得。假定LnA的響應因子與丙交酯的相同來計算總LnA(mg/ml)。
表中所列數(shù)據(jù)為每ml溶劑所產(chǎn)生的丙交酯或LnA的mg數(shù)，而圖4表示以反應中形成的丙交酯或LnA的摩爾份數(shù)表達的相同數(shù)據(jù)。在后面的時間點(如在24小時)，丙交酯和LnA形成的摩爾分數(shù)稍微超出1。該誤差可能是由于在24小時反應期間溶劑的汽化，或者用HPLC數(shù)據(jù)計算LnA的響應因子可能與丙交酯的響應因子稍微不同。
產(chǎn)生丙交酯最大量發(fā)生在反應開始后約3-6小時之間并在反應開始后至少直到24小時保持恒量。在反應開始后約3-6小時乳酸類主要是L3A、L4A和L5A。增加尺寸的低聚物繼續(xù)形成至少直到反應開始后的24小時。
乳酸到丙交酯的摩爾轉變率約為50%。假定100%的摩爾轉變，在起始原料流中每2個乳酸(L1A)分子形成一個丙交酯分子;對于實施例2-7，在Pfhanstiehl乳酸中所有乳酸類假設都是L1A。丙交酯的回收率約25%。
實施例3該實施例試驗丙交酯從甲苯中結晶的能力。
將約85%熱穩(wěn)定L-乳酸(由Pfhanstiehl)同甲苯混合，乳酸與甲苯的比例(體積/體積)為10∶190，總量為200ml，得到含約5%(重量)乳酸的原料流。將1克催化劑Dowex-50H+離子交換樹脂加到混合物中，用如實施例2所述的加熱罩加熱混合物。繼續(xù)反應約24小時使丙交酯產(chǎn)量最大，盡管最大丙交酯合成在約3-6小時達到。
然后用旋轉式汽化器在約40-50℃溫度下通過汽化從混合物中去除甲苯溶劑。將干燥的丙交酯、乳酸和低聚物殘余物溶于少量的甲苯(約20ml)中，要求在接近甲苯沸點溫度下溶解殘余物。然后通過在約4℃保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶?；厥盏木w至少約90%純度，可能至少約95%純度，由晶體的熔點確定并HPLC分析。
乳酸到丙交酯的摩爾轉變率約為50%。丙交酯的回收率約25%。這個實施例表明可以結晶并從甲苯，至少也從二乙醚中回收。雖然在這個實施例中，最初的甲苯溶劑基本上完全被去除，在本發(fā)明范圍內去除足夠的甲苯直到達到丙交酯結晶適合的體積。
實施例4在這個實施例中，用含約1%(重量)L-乳酸的稀溶液形成丙交酯。
將約85%熱穩(wěn)定L-乳酸(由Pfhanstiehl)同甲苯混合，乳酸與甲苯的比例(體積/體積)為2∶198，總體積為200ml，得到含約1%(重量)乳酸的原料流。將1克催化劑Dowex-50H+離子交換樹脂加到混合物中，用實施例2所述的加熱罩加熱混合物。反應繼續(xù)約24小時使丙交酯產(chǎn)量最大，盡管最大的丙交酯合成在約3-6小時達到。
然后用旋轉式汽化器在約40-50℃溫度下通過汽化從混合物中去除甲苯。將干燥的丙交酯、乳酸和低聚物殘余物溶于少量的甲苯(約4-5ml)中，要求在接近甲苯沸點溫度下溶解該殘余物。然后通過在約4℃保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶?；厥盏木w至少約90%純度，可能至少約95%純度，用晶體的熔點確定并HPLC分析。
乳酸到丙交酯的摩爾轉變率約為50%。丙交酯的回收率約25%。這樣，將乳酸轉變成丙交酯至少在含約1%乳酸溶液中象在含約5%乳酸溶液中一樣有效。
實施例5在該實施例中用含約25%(重量)L-乳酸的溶液形成丙交酯。
將約85%熱穩(wěn)定L-乳酸(由Pfhanstiehl)同甲苯混合，乳酸與甲苯的比例(體積/體積)為50∶150，總體積為200ml，得到含約25%(重量)乳酸的原料流。將1克催化劑Dowex-50H+離子交換樹脂加到混合物中，用實施例2所述加熱罩加熱混合物。反應繼續(xù)約24小時使丙交酯產(chǎn)量最大，盡管最大丙交酯合成在約3-6小時達到。
然后用旋轉式汽化器在約40-50℃的溫度下通過汽化從混合物中去除甲苯。將干燥的丙交酯、乳酸和低聚物殘余物溶于少量(約50ml)的甲苯中，要求該殘余物在接近甲苯沸點溫度下溶解。然后通過在約4℃保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶。
乳酸到丙交酯的摩爾轉變率約為25%。在這個實驗中，結晶是不好的，是由于在試樣中存有高濃度的低聚物。這個實施例和實施例2、3和4一起支持在較濃的溶液(如約25%乳酸)中有利于低聚物形成這一觀念，而在較稀的溶液(如約1%或約5%乳酸)中有利于環(huán)酯的形成。
實施例6這個實施例證明在苯溶劑中產(chǎn)生丙交酯的能力。
將約85%熱穩(wěn)定L-乳酸(由Pfhanstiehl)同苯混合，乳酸與苯之比(體積/體積)為10∶190，總量為200ml，得到含約5%(重量)乳酸的原料流。將一克催化劑Dowex-50H+離子交換樹脂加到混合物中，用加熱罩加熱混合物。當混合物的溫度達到約69℃，游離水作為與苯的共沸物(8.8%水/91.2%苯共沸物的沸點為約69.25℃)從混合物中被去除。大部分游離水被去除(約20-30分鐘)后，將混合物的溫度繼續(xù)升高至約80.2℃，即苯的沸點。使混合物在約80℃保持約24小時，使丙交酯產(chǎn)量最大，盡管最大的丙交酯合成在約3-6小時達到。
然后用旋轉式汽化器在約40-50℃溫度下通過汽化從混合物中去除苯溶劑。將丙交酯、乳酸和低聚物的干燥殘余物溶于少量(約(20ml)的苯中，要求在接近苯的沸點溫度下溶解該殘余物。然后通過在約4℃保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶?；厥盏木w至少約90%純度，可能至少約95%純度，通過晶體的熔點確定并HPLC分析。
乳酸到丙交酯的摩爾轉變率約為50%。丙交酯的回收率約為25%。這個實施例表明對于丙交酯的制備，苯至少象甲苯一樣也可作為共沸溶劑和結晶溶劑。
實施例7這個實施例證明在二甲苯溶劑中產(chǎn)生丙交酯的能力。
將約85%熱穩(wěn)定L-乳酸(由Pfhanstiehl)同二甲苯混合，乳酸與二甲苯之比(體積/體積)為10∶190，總量為200ml，得到含約5%(重量)乳酸的原料流。將一克催化劑Dowex-50H+離子交換樹脂加到混合物中，用加熱罩加熱混合物。當混合物的溫度達到約94℃，游離水作為與二甲苯的共沸物(40%水/60%二甲苯共沸物的沸點約為94.5℃)從混合物中被去除。大部分游離水被去除(在約20-30分鐘)后，將混合物的溫度繼續(xù)升高到約139.1℃，即二甲苯的沸點。使混合物在約139℃保持約24小時使丙交酯產(chǎn)率最大，盡管最大的丙交酯合成在約3-6小時達到。在反應期間，溶液變?yōu)辄S色，可能由于二甲苯從Dowex萃取出著色化合物。
然后用旋轉式汽化器在約40-50℃溫度下通過汽化從混合物中去除二甲苯溶劑。將丙交酯、乳酸和低聚物的干燥殘余物溶于少量甲苯(約(20ml)中，要求溶解該殘余物在接近甲苯沸點的溫度。然后通過在約4℃保溫溶液使丙交酯從溶液中結晶?；厥盏谋货ブ辽偌s90%純度，可能至少約95%純度，由晶體的熔點確定并HPLC分析。但是晶體為淡黃色。
乳酸到丙交酯的摩爾轉變率這約50%。丙交酯的回收率為約25%。這個實施例表明要獲得乳酸到丙交酯的高轉變率二甲苯是有效的溶劑，但是二甲苯或該反應的溫度可能導致催化劑的部分降解。
為了從丙交酯晶體中去除黃顏色，將0.25克回收晶體進行升華。準確地說，將晶體在一個含有冷凝器的容器中在真空(約1-10mmHg)中干燥。在容器的底部加熱，使丙交酯在約90℃汽化。汽化的丙交酯在冷凝器上冷凝，回收到0.16克白色丙交酯晶體。
實施例8圖5示意表示一個實驗室規(guī)模的反應器。反應器170是一個寬約5cm，高約31cm的不銹鋼園柱。反應器170裝有下篩172，它可以是一系列的篩子，還裝有上篩174，它也可以多于一個篩子。催化劑床176安裝在篩174頂上。篩174下面的空室提供更多的時間以保證原料LA(或含LA的原料流)在接觸催化劑床以前完全汽化。反應器170下面安裝有T形管178和上面裝有加熱的產(chǎn)物管線180，該管線180排出含汽的粗丙交酯。原料LA通過管線182進入T形管178。氮載氣通過管線184進入T形管178。整個裝置安裝在一個砂浴中，砂浴可以加熱以保持所需的反應器溫度。一般說來，反應溫度大于150℃并可高到約250℃，這是在約大氣壓下。額定反應溫度約205℃是合適的。平均停留時間為約0.5-12秒是合適的。
實施例9將圖5描繪的實驗反應器變動，將100目的篩172鄰接于16目篩，而篩174為45目篩，位于16目篩之上。催化劑176由10-20目硅膠/氧化鋁催化劑(AKZ0-LA-30-5P催化劑)組成。氮氣流速率調到1600ml/分，它加上乳酸原料以表面汽化速率0.12英尺/秒通過反應器170。組分的停留時間為2.8秒。為了與以36.6ml/小時流速的氮氣混合將85%工業(yè)乳酸(61%L1A、18%L2A、5%L3A、1%L4A和15%水)通過丁字管178，在實驗之前用另外11%(重量)的水稀釋該乳酸。用干冰冷卻的旋風收集器收集丙交酯，用冷水洗滌并過濾。在室溫在五氧化二磷存在下將丙交酯干燥。用重氮甲烷處理后殘余的LA類轉變成其甲酯，通過氣相色譜分析丙交酯試樣。結果列在下表表2階段累積時間床溫度 LA原料所有產(chǎn)物*LD產(chǎn)物 LD產(chǎn)率(44701-90)(小時)(℃)(g)(g)(g)(摩爾%)平衡1.820675.553.28.46-14.8205128.6115.822.7325.728.1204141.1130.628.3130.1＊所得催化劑重量21.8g收集量3.8g反應器殘余物1.3g物料總回收率94.6%(重量)反應器下室是空的，去除的重質催化劑是十分干的。LD在階段1的純度為89%，在階段2為92%，呈白色粉末。2.5小時后產(chǎn)生一氧化碳2750ppm。這相當于3.3摩爾%LA分解。在階段2獲得的LD產(chǎn)率與LA分解的摩爾%之比為7.8∶1。在階段1L-LD∶內消旋LD(重量)比為51.8∶1，而在階段2為34.1∶1。
實施例10重復實施例9所述的步驟，使用85%沒加水的乳酸原料，以32.9ml/小時和相同的氮氣流速獲得停留時間3.0秒，表面速率0.11英尺/秒。結果列在下表表3階段累積時間床溫度 LA原料所有產(chǎn)物*LD產(chǎn)物 LD產(chǎn)率(44853-9)(小時)(℃)(g)(g)(g)(摩爾%)平衡1.920574.448.911.91-15.1204123.6106.129.7331.628.4204132.0119.032.5334.0實驗后9.6202-8.2--＊所得催化劑重量10.6g收集量1.32g反應器殘余物0.81g總物料回收率89.4%(重量)上表數(shù)據(jù)表明，在階段2獲得的丙交酯產(chǎn)率(34%)比實施例9中獲得的產(chǎn)率高。丙交酯的回收百分數(shù)在每個階段平穩(wěn)地增加。原料的總回收率89.4%比實施例9中的總回收率低。在一個重復實驗中，原料的總回收率為94.1%，但是LD/CO之比較低。
3.2小時后一氧化碳濃度為3200ppm，5.1小時后為2750ppm，而8.0小時后為2800ppm。在3.2至8小時操作之間的CO平均濃度相當于3.2摩爾%LA分解。階段2期間獲得的LD產(chǎn)率與LA分解的摩爾%之比為10.7∶1。
由階段1和2獲得的丙交酯產(chǎn)物是白色粉末。L-LD∶內消旋-LD(重量)比在階段1為44.0，而在階段2為38.6。
將階段1的濾液用二氯甲烷萃取以回收還沒有水解的任何加溶丙交酯。將二氯甲烷去除后，從旋轉式汽化器中獲得在52℃不固化的黃色液體(5.4g)。但是當冷卻到室溫時，這種物料固體成白色結晶塊，它含有少量黃色液體。用冷水洗滌這種混合物，獲得1.9g白色固體，分析發(fā)現(xiàn)它含有87.4%L-丙交酯和12.6%內消旋丙交酯。
實施例11進行這個實驗為確定5mm催化劑丸粒而不是實施例10中使用的10-20目催化劑的效力。保持在實施例10中使用的同樣條件，除了85%乳酸流速為34.6ml/小時和除去下面的100目篩。結果示于下表表4階段累積時間床溫度 LA原料所有產(chǎn)物*LD產(chǎn)物 LD產(chǎn)率(44853-21)(小時)(℃)(g)(g)(g)(摩爾%)平衡2.020584.058.515.34-15.2206127.2111.125.9128.827.7204108.687.720.6526.4311.0220136.8142.643.4944.6實驗后11.8217----＊所得催化劑重量18.35g收集量1.99g
反應器殘余物0.07g總物料回收率92.0%(重量)在約205℃獲得的丙交酯產(chǎn)率看來在階段1和2時間之內降低。這個特點與在實施例9和10中用較小顆粒尺寸催化劑觀察到的結果相反，表明了降低催化劑顆粒尺寸的潛在優(yōu)點。
1.5小時后記錄一氧化碳產(chǎn)量為6000ppm，4.8小時后為3650ppm，6.3小時后為3550ppm，而10.8小時后為9000ppm。然后，一氧化碳濃度在平衡階段后降低到在額定205℃床溫度下的完全恒定值。在階段1和2期間計算的LA分解的摩爾%為3.9%。在階段2期間獲得的LD產(chǎn)率與乳酸分解摩爾%之比為6.7∶1。
在約205℃操作7.7小時后，將催化劑床的溫度升高至約220℃并在這個溫度保持3.3小時。在這個時間收集的物料總量為同樣時間期間進料的104%。同樣，這個時間觀察到的LD產(chǎn)率為44.6%，由于在205℃實驗開始時可能收集到由此產(chǎn)生的部分LD(即由沉積在原始催化劑床的殘余材料產(chǎn)生的丙交酯)，使得LD產(chǎn)率提高。但是，在這個溫度獲得的明顯提高的丙交酯產(chǎn)率被提高一氧化碳產(chǎn)出而平衡。這是丙交酯分解的證明。在階段1和2L-LD∶內消旋-LD重量比約為42，但在階段3僅為25.3。
該實驗完成后，下面16目篩部分被阻塞。完全水解/汽化明顯完成，因為發(fā)現(xiàn)去除的催化劑床是干透的。在冷卻期間這種阻塞可能發(fā)生，由于整個實驗期間氣體反壓不增加。
實施例12用3mm玻璃珠和實施例9中的氧化硅-氧化鋁催化劑交替層從頂?shù)降籽b滿反應器，裝法如下玻璃珠125ml;催化劑23ml;玻璃珠160ml;催化劑22ml;玻璃珠70ml;催化劑22ml和玻璃珠70ml。使85%乳酸原料以16.5ml/小時的速率同800ml/分的氮氣通過反應器，它在催化劑床停留時間約2.7秒，而表面速度0.04英尺/秒。反應器溫度保持在203±3℃。產(chǎn)物用冷水洗滌并將沉淀的丙交酯過濾。然后在真空下在P2O5存在下通過微加熱使丙交酯干燥。收集濾液，蒸餾以去除足夠的水使乳酸濃度類似于開始時的85%乳酸原料。然后將蒸餾的濾液與補充的85%乳酸結合并再循環(huán)到反應器中。將該程序重復3個反應階段，但是開始階段受設備泄漏影響以致于不在計算之內。
總起來，進料537.7g含水乳酸，收集512.9g產(chǎn)品，物質回收率95.4%。該回收物包括17.3g沉積在下層玻璃珠上的物料，分析發(fā)現(xiàn)它主要是L3A。
丙交酯產(chǎn)率約為78%(當對玻璃珠上物料進行校正時)。對于組合丙交酯產(chǎn)物L-丙交酯∶內消旋丙交酯重量比為約95∶5。洗滌過的LD約98%純并含小于約2%L2A。D-丙交酯濃度低于由最后循環(huán)中分離出的LD產(chǎn)物中檢測極限。
這個實施例說明通過循環(huán)方法顯著改進丙交酯產(chǎn)率的能力，同時避免LD外消旋的顯著增加。
實施例13在該實驗中，使85%乳酸(39.3ml/小時)通過反應器，反應器含有Amberlyst-15酸離子交換樹脂床并保持在215℃的標稱床溫。氮氣流速為1580ml/分，停留時間為2.9秒，乳酸原料構成總原料的26.3%(重量)，而通過反應器(實施例11的篩子裝置)的表面速度為約0.11英尺/秒。記錄的結果如下表5階段累積時間LA原料所有產(chǎn)物粗LDLD產(chǎn)率CO產(chǎn)率(44934-25)(小時)(g)(g)(g)(摩爾%)(摩爾%)平衡1.774.436.5無0-13.792.446.9無09525.784.028.3痕量-95這種強酸性離子交換樹脂給出可忽略不計的丙交酯和絕大數(shù)量的乳酸分解成一氧化碳(和可能的乙醛)。催化劑床起初有很大的放熱(25℃)。這個結果同使用另外的Bronsted催化劑(在硅藻土上的磷酸)獲得的結果是一致的，這表明幾乎沒有從乳酸產(chǎn)生丙交酯的趨勢。
實施例14在這個實驗中，將85%乳酸(36.8ml/小時)供入反應器，反應器含10-12%在γ-氧化鋁(10-20目)上的氧化鉬(Ⅵ)，保持標稱床溫203℃。氮氣流速1580ml/分，停留時間為3.0秒，在原料中有機物重量百分數(shù)為25.2%(重量)，實驗中保持表面速度為0.11英尺/秒。記錄的結果如下
實驗結束時開始溫升9℃降到1℃。觀察到的丙交酯產(chǎn)率和LD/CO之比低于上面記錄的氧化硅/氧化鋁催化劑所觀察到的。
實施例15在這個實施例中，將85%乳酸(36.7ml/小時)供入反應器，反應器共具有實施例11的篩裝置并含10-20目γ-氧化鋁/氧化硅催化劑(93∶7)，保持標稱床溫205℃。氮氣流速為1596ml/分，停留時間為3秒，原料中有機物重量百分數(shù)為25%，表面速度為約0.11英尺/秒。記錄結果如下
開始15℃溫升降低，在實驗結束時反應吸熱2℃。雖然在階段2期間LD產(chǎn)率降低，但CO的顯著降低導致高的LD/CO比。
實施例16在該實驗中采用一個僅具有16目下篩和42目上篩的反應器，使85%乳酸(35.0ml/小時)通過含10-20目99%γ-氧化鋁(Alfa，90m2g)的反應器，反應器保持標稱床溫204℃。在該實驗中氮氣流速為1580ml/分，停留時間為3.03秒。原料中有機物重量百分數(shù)為24.3%，表面速度還為0.11英尺/秒。記錄結果如下
2.5小時后從開始12℃溫升降到1℃，而5小時后不存在。這個催化劑氧化鉬(Ⅵ)的相關作用區(qū)別于實施例14中的氧化鋁。重要性是獲得相對高的丙交酯產(chǎn)率和特別是高的LD/CO比，這比以前用其它任何催化劑觀察到的高一個數(shù)量級。這個結果和實施例15結果都表明當使用氧化鋁/氧化硅催化劑時，少量氧化硅顯著降低LD/CO之比。氧化鋁單一催化劑與氧化鋁/氧化硅混合物相比為優(yōu)越的催化劑。
丙交酯洗滌后不久，將階段1和2的濾液用二氯甲烷萃取，以回收在溶液中保持的丙交酯?？偙货ギa(chǎn)率(由開始洗滌/過濾接著濾液萃取獲得的)在兩個階段是相同的(34.1%)，總L-LD∶內消旋-LD之比是相同的(階段1加萃取為95.5∶4.1，階段2加萃取為95.6∶4.4)。
實施例17在該實施例中，使用實施例16裝配的反應器，將85%乳酸(35.3ml/小時)通過含3mm硼硅酸鹽玻璃珠(用水和丙酮沖洗)的反應器，保持標稱床溫為203℃。在該實驗期間，氮氣流速為1580ml/分，在玻璃珠中的空隙體積中停留時間為1.15秒，在原料中有機物重量百分數(shù)為20.44%，表面速度為約0.11英尺/秒。記錄的結果如下
在整個實驗中約有2℃吸熱。一些玻璃珠有發(fā)粘涂層，這表明在玻璃珠表面發(fā)生乳酸低聚。
使用玻璃珠不用任何催化劑導致較低的LD產(chǎn)率，雖然與其它試驗的催化劑相比有高得多的L-LD∶內消旋-LD之比和LD/CO之比。
實施例18在這個實施例中，將85%乳酸(35.1ml/小時)通過一個空的反應器(無玻璃珠或催化劑)，保持溫度約201℃。在該實驗期間，氮氣流速為1540ml/秒，停留時間為10.4秒，原料中有機物重量百分數(shù)為24.8%，表面速度為約0.11英尺/秒。在該實驗中沒有使用平衡期。記錄結果如下
在該實驗期間沒有明顯的溫升。丙交酯產(chǎn)率約與實施例17的玻璃珠實驗相同，但是LD/CO之比顯著提高。得到低的丙交酯純度(為74.5%)，這是由于使用低于正常比例的冷洗滌水，因為獲得相當少量的丙交酯。
但重要的是證明在反應器中不用催化劑或固體填充材料，含水LA也能轉化成LD，該反應器能使LD原料在高溫下保持為汽相。盡管LD產(chǎn)率低，但LD形成超過付產(chǎn)品形成的選擇性(由很高的LD/CO比測量)和LD外消旋的消失(由高的L-LD∶內消旋-LD比測量)呈現(xiàn)出最大。催化劑，如氧化鋁的作用是改進LD產(chǎn)率，雖然也提高CO付產(chǎn)品形成和LD外消旋。硅膠和其它催化劑也改進LD產(chǎn)率，雖然它們可能提高CO付產(chǎn)品形成到更大的程度。LD產(chǎn)率達到最大或LD選擇轉化率達到最大和控制LD外消旋可通過選擇催化劑類型和溫度來獲得。
實施例19這個實驗重復實施例18中的空反應器實驗，除使用實施例16裝配的反應器篩外。在該實驗中，將85%乳酸(34.0ml/小時)供入保持在約204℃的空反應器中。氮氣流速為1580ml/秒，停留時間為10.2秒，原料中有機物重量百分數(shù)為23.7%，而表面速度約為0.11英尺/秒。記錄的結果如下
將階段2濾液(在-5℃約18小時后)用二氯甲烷萃取，得到2.47g白色固體，分析表明是L-LD/m-LD比為285的90.5%丙交酯。這構成一個額外的2.6%丙交酯產(chǎn)率，以使由餾分2得到總丙交酯產(chǎn)率為15.5%。
一氧化碳2.2小時后＜10ppm4.7小時后＜10ppm再一次，沒有觀察到溫升。這個結果再次表明象實施例18具有很高的LD/CO和L-LD∶m-LD之比，但還表明隨時間可提高丙交酯產(chǎn)率。將階段2獲得的濾液萃取得到另外2.47g固體，分析為90.5%(重量)LD。這額外的LD增量使這個階段的總LD產(chǎn)率增加到15.5%。LD的前體假定主要是水乳酸原料中的L2A。在反應條件下將其循環(huán)并很容易地汽化(或汽化/循環(huán))。假定當采用催化劑時額外丙交酯從汽化L1A中產(chǎn)生，L1A在化學吸附態(tài)轉化成化學吸附的L2A，L2A在催化劑表面轉化成LD。由于與L2A相比，LD具有高的汽壓，所以在催化劑表面可快速形成LD并通過熱載氣很快地被選擇性地去除。
該很高的L-LD∶m-LD之比是近似值，由于m-LD濃度降到校準濃度范圍之下。但是，這些L-LD∶m-LD比值表明在該實驗中很少或沒有發(fā)生外消旋，由于低的內消旋百分數(shù)是在由約0.3%D-L1A反應的預測范圍之內，D-L1A存在于工業(yè)85%L-L1A中。發(fā)現(xiàn)階段2萃取的L-LD∶m-LD之比約為285∶1，它表明內消旋濃度低到很少產(chǎn)生內消旋丙交酯的選擇性增溶。
這個結果進一步表明如果采用L1A循環(huán)，LD可以高總產(chǎn)率不用催化劑來制備。另外，LD可不用催化劑而用幾乎完全保持含水乳酸構型并由其衍生來制備。
當實驗結束后拆除反應器時發(fā)現(xiàn)它基本上是空的。在實驗最后階段3.98g物料揮發(fā)的事實表明這個物料的量可能體現(xiàn)在連續(xù)操作時在反應器中LA的一個固定態(tài)體積。在這個實驗期間，供入244.8g乳酸。相對少量物料在實驗結束期間很容易轉移到收集器的事實表明85%乳酸和這個物料在反應器操作條件下很容易揮發(fā)。
實施例20在一個三頸、1升園底燒瓶上裝配機械攪拌器、氮氣噴嘴，一個直蒸餾口接冷凝器，接受器接真空口和氣壓計。給燒瓶裝入650ml(770.4g)工業(yè)85%L-乳酸原料，在120℃至130℃加熱并攪拌和吹入氮氣。開始用吸水器將水蒸餾并使用真空泵使壓力為30托和更低。在加熱過程中取出等分試樣并用滴定法來測定DP。然后，用重氮甲烷甲基化后，對等分試樣中L1A、L2A、L3A、L4A和LD的百分數(shù)作氣相色譜(GC)分析。記錄的結果引入下面的表13。
表13DP(a)成分(重量%)(b)蒸餾L1A L2A L3A L4A LD (℃) (托)1.29(c)75.420.13.30.31.31.4449.028.511.52.23.3120-130400-2101.5927.827.820.210.38.6150901.9911.816.714.48.818.41551532.0112.314.013.89.819.0160852.078.36.015.015.027.9175302.632.10.71.00.814.7185(d)30(d)24.00.41.40.60.411.5185(d)10(d)(a)用KOH滴定(b)甲酯的氣相色譜(c)L-乳酸原料(d)長時間(過夜)蒸餾上表數(shù)據(jù)顯示LD產(chǎn)率峰值在DP約為2處。在相對緩和的蒸餾條件下以容易的方式可達到這個峰值LD產(chǎn)率。如果將該燒瓶組分進一步脫水到更高DP，LD最后將開始蒸餾。
實施例21制備具有DP約為2(由HPLC測定)的一儲存器的乳酸，用來按表14中所述的蒸餾方法進一步進行蒸餾實驗。這提供了一個共同的起點，可從該起點以系統(tǒng)方式改變蒸餾參數(shù)。
如表15所示，由于閉環(huán)需要較高的活化能，選擇約200℃高溫的目的便是希望有助于使閉環(huán)作用優(yōu)于競爭性低聚反應而產(chǎn)生丙交酯。使用常規(guī)的蒸餾列線圖以將175℃和30mm的條件(表13中所示以在DP2.07溶液中獲得LD)轉化成在200℃使該混合物開始沸騰所需的壓力(約85mm)。
在該實驗中，將涂覆在冷凝器和蒸餾頭上的任一種丙交酯與在收集瓶中的物料合并，以分析混合試樣中的丙交酯和其他組分。
表15中的結果表明液相中丙交酯的濃度迅速在液相中達到7.5%的峰值(HPLC之DP為2.54-3.54)，然后隨著繼續(xù)蒸餾而降低。
在所采用條件下，約60%已形成的丙交酯在開始30分鐘內蒸餾，而不保留在反應釜中。DP的快速增加還可能與生成丙交酯的增加有關，而該丙交酯也經(jīng)歷了與LnA物類形成Ln+2A物類的快速反應。
在該蒸餾期間，由餾出液收集的以及沉積在冷凝器上的總丙交酯量約為36.7g。這種丙交酯的絕大部份看來是在蒸餾開始30分鐘內形成的，在這段時間內收集約40ml的餾出液。觀察表明普通高純丙交酯被蒸餾出。
結果表明在這種條件下可產(chǎn)生顯著數(shù)量的丙交酯。由蒸餾產(chǎn)生的(36.7g)及在制備試樣46051-21-27后仍存留于釜中的(約24g)總的丙交酯的量約為61g。這一丙交酯量相當于試樣46051-15-14中丙交酯理論產(chǎn)率的約19%。該數(shù)量與實施例20中得到的結果相比具有優(yōu)越性。
實施例22-31將一釜連接于一蒸餾頭和冷卻接受器、進料漏斗，以及保持約50-60乇壓力的流壓器。通過將實施例20的不同DP的物料的等分試樣從熱漏斗(145℃)滴加到釜中并在快速攪拌下而將其逐漸蒸餾。通過內熱電偶來監(jiān)測釜中熔體溫度，并用外部油浴加熱該釜。變化釜溫并記錄蒸餾速率。將快速蒸餾(即每秒幾滴)的物料數(shù)量稱重并與保留在釜中的數(shù)量相比較。該蒸餾過程通常以每輪開始時的快速蒸餾來標記，最后減慢至約為起始速率的1/5，即每2-3秒1滴。結果記于下表中。DP用滴定測定。
表16實施例DP(a)數(shù)量(b)蒸餾溫度(c)蒸餾速度蒸餾的/未蒸餾的(wt%)(℃)221.2967/16200快231.4449/42193快241.5939/58220快251.9952/48197慢261.9954/46225快271.9943/65215慢282.0715/76202中速292.63痕量蒸餾204很慢302.638/85227很慢3124.0痕量蒸餾204很慢(a)用滴定測定，(b)起始物料的wt%，(c)50-60乇表17實施例DP(a)起始物料L-LD(b)(wt%)釜餾出液221.291.31.118.5231.443.31.425.5241.598.618.826.1261.9918.443.513.2282.0727.935.224.7292.6314.712.77.13124.011.5痕量5.8(a)起始物料的聚合度，用滴定測定。
(b)用重氮甲烷甲基化后用GC分析的組成。
表16中的結果表明當DP和熔體粘度增加時，則需要逐漸更高的溫度來進行蒸餾LD。蒸餾物料的量在較低DP下快速增加，然而，最佳的產(chǎn)率和純度是在約DP2時得到(DP由滴定測定)。這點通過比較表16和表17(其中的產(chǎn)物經(jīng)過測定)中的數(shù)據(jù)可以看出。這些實施例表明LD可以從較低DP的物料中快速蒸餾，并且蒸餾速率比現(xiàn)有技術中裂化具有較高DP(DP5或更高)的低聚物的速率要快的多。LD的最佳濃集發(fā)生在約DP2，此時其蒸餾也快。由于蒸餾后LD的量超過了蒸餾前LD的量，因此，可能通過閉環(huán)機制在蒸餾期間形成了LD。
實施例32-34重復進行實施例28、30和31的進程，不同的是將1%(重量)的辛酸亞錫催化劑加到起始物料中。結果列于下表。
表18實施例DP(a)催化劑(b)蒸餾(c)蒸餾速率用/不用(wt%)282.07不用15中等322.07用17快302.63不用8很慢332.63用48中等3124不用痕量很慢3424用5很慢(a)用滴定法、(b)1%辛酸亞錫、(c)為起始物料的wt%根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，僅當DP大于2(由滴定測定)時通過用催化劑即加快了丙交酯的蒸餾速率。這在可能包括的化學機制下是可以理解的。認為辛酸亞錫的作用是將高DP低聚乳酸裂解成較小的片段形成丙交酯，因而在該DP范圍內是有效的。在DP約為2時，其機制可能主要是快速閉環(huán)而不用催化劑，在該DP下，催化劑對蒸餾速率的影響是不易觀察到的。因此，對于本發(fā)明的液相丙交酯制備工藝來說，常用的催化劑是不必要的。
實施例35使用一組設備來說明將DP2.02(由滴定測定)乳酸進料連續(xù)加至蒸餾柱以形成、蒸餾、和純化產(chǎn)物LD的整個操作過程。該柱的熱量是由回流高至5-塔板Oldershaw柱的再沸器流體供給的。將進料裝入柱頂部，在此處LD與再沸器蒸汽共餾。另外的LD在進料向下滲濾通過該柱時形成。較高的LnA(n大于3)低聚物最終歸落于釜腳。通過一排出任何乳酸的熱冷凝器將水去除，同時將乳酸返回到蒸餾柱中。LD蒸餾通過的汽門要裝在低于水被去除的位置。在冷卻的餾分收集器中收集LD。
所用的再沸器流體是烷基苯(AB)，其中烷基部份是C11-C14異構體的混合物。在少量預餾分(forecut)取出后，該烷基苯在56乇下的沸點范圍是220-230℃。該烷基苯(熱的或冷的)與LD或LnA完全不混溶。保持一定熱通量，以便當以約17-75g/小時的速率滴加進料時使烷基苯蒸餾。
每份烷基苯約蒸餾3-4份(重量)粗LD。于58乇215-220℃下，烷基苯單獨蒸餾，而在相同條件下LD蒸餾溫度為189℃。于56乇，烷基苯和丙交酯于165-177℃共餾。將進料DP2物料加熱到約80℃-120℃，并經(jīng)細特氟隆管將其送到該體系中。通過真空或用蠕動泵泵入的方式將進料推進到體系中。速率由進料的溫度、其沾度、管子的內徑或所用泵速所控制。
在2小時期間內將DP2的乳酸料(146.22g)加入蒸餾柱中。使再沸器保持在222-224℃溫度和94乇壓力下。蒸餾柱中的頂板保持在約174-178℃，LD流出點在約167℃溫度，供料釜保持在約80-90℃，且特氟隆進料管保持在44℃，使用流壓器、氣壓計、冷阱和真空泵使整個蒸餾柱內的壓力控制在94乇。2小時后，將壓力降至53乇，并在95分鐘期間內將另外51.82g進料加入柱內。在兩種壓力條件下分別收集產(chǎn)物餾分。
高壓初餾分產(chǎn)出66.05g餾出液，將其中的烷基苯溶劑潷去。由該潷析步驟中的下相產(chǎn)出粗白色晶體LD產(chǎn)物，用低沸點石油醚將其洗滌并真空干燥則得到49.53gLD產(chǎn)物。以類似的方法，低壓次餾分產(chǎn)出62.45g餾出液，用石油醚洗滌去除烷基苯溶劑后產(chǎn)出50.48g粗LD。將釜底冷卻并潷去烷基苯(AB)則得到94.33g低聚乳酸。水冷器去除4.8ml水。計算物料的平衡為100.6%。
粗丙交酯產(chǎn)率以L2A向LD轉化理論值的88.9%計。在該基礎上，粗LD的總產(chǎn)率是56.8%。在用重氮甲烷處理等分試樣并與標準物相比后，對兩種餾分進行GC檢測。GC分析結果示于下表。
表19GC檢測(wt%)組分餾分1餾分2L1A 36.3 19.0L2A 8.0 4.6LD46.273.1L3A 0 0(<0.5)AB3.41.2總計93.997.9在純化前LD的總產(chǎn)率計算為34.6%。這些結果表明，DP2原料(由滴定測定)獲得的粗LD產(chǎn)物可以用來與合適的溶劑進行連續(xù)共餾以收集LD產(chǎn)物。
實施例36除了在53乇恒定壓力下在3.0小時內將116.87克DP2.13(由滴定測定)的進料供入外，重復實施例35的步驟。在洗滌和干燥后收集的粗LD重量為73.43克。加料停止后，自蒸餾又持續(xù)1小時起提取次餾分。在洗滌和干燥后次餾分具有14.83克粗LD。在連續(xù)加料期間，初餾分計算為理論值的70.7%(忽略雜質)，而次餾分計算為理論值的14.3%。對LA和烷基苯(AB)物料，其物料平衡為103%。兩種餾分都用GC檢測，結果如下表20GC檢測(wt%)組分餾分1餾分2L1A 15.0 0L2A 5.7 3.6LD63.578.7L3A 0 0AB3.83.4H2O 0.85 0.90總計88.8586.6釜底物檢測表明存在2.9%LD和0%的L1A、L2A及L3A。
實施例37將來自實施例36初餾分中的LD在無水甲基異丁基酮(MIBK)中重結晶，過濾分離LD，在旋轉蒸發(fā)器上將MIBK濾液汽提。通過混合并在120-140℃短時加熱使濾液殘留物與實施例36的釜底物化合。該混合物的DP為2.37(用滴定法測定)。通過混合加入2.96ml熱的商用85%乳酸使該混合物的DP值調至約2.0-2.1。該調整后的混合物用GC檢測為5.1%L1A、4.9%L2A和35.4%LD。剩余的物質可能是高級LnA低聚物(n＞3)。
將調整后的混合物再循環(huán)入實施例36中給出的步驟。進料重量為94.19克。將該工藝得到的產(chǎn)物洗滌并干燥得出44.34克白色晶狀粗LD，經(jīng)測定為65-71%LD。本實驗表明將含LnA釜底物再循環(huán)以增加LD的產(chǎn)率的能力。
實施例38-41將實施例37的釜底物和純化后的廢料用另外的商用85%L1A重整到DP2.0-2.1(用滴定法測定)，并再用于第二次循環(huán)。以類似的方式，在第二次循環(huán)結束后用其釜底物和純化后的廢料進行第三次循環(huán)。結果列于下表。
表21實施例再循環(huán)粗LD(a)GC測定LD產(chǎn)率/循環(huán)(b)理論百分數(shù)重量百分數(shù)理論百分數(shù)38970.765.846.539152.971.037.540263.776.448.741368.366.245.2平均62.570.543.9(a)[粗餾出物重量/原料重量×0.889]×100。
(b)將第二欄(粗LD)與第三欄(測定)相乘而得。
組分(wt%)實施例 L2A L2A LD L3A AB GC總量3815.05.765.803.889.63913.05.571.00痕量89.54012.05.076.401.594.94121.04.066.2痕量2.193.3上表結果表明本發(fā)明的液相工藝可以以連續(xù)循環(huán)的方式進行，而基本上不降低LD的產(chǎn)率又不明顯損失物料。當連續(xù)運行該工藝時，LD產(chǎn)率超過90%。
實施例42對用汽相工藝濃集了L1A以產(chǎn)生丙交酯的原料的性能進行了檢驗。
通過以1∶3的比率用水稀釋商用85%乳酸(61%L1A、18%L2A、5%L3A、1%L4A和15%水)、平衡該稀釋溶液以形成L1A并在減壓/低溫條件下將水蒸除而制備濃集L1A的原料。將稀釋的商用乳酸(750gLA、2438g水)回流8小時，然后在真空下蒸餾以得到含有90.6%L1A、7.4%L2A、0.4%L3A、0%L4A和1.6%水的濃集L1A的乳酸產(chǎn)物。
然后在不同含量的水將該濃集L1A產(chǎn)物和其它以類似方法得到的濃集L1A產(chǎn)物稀釋以獲得列于表22中的原料。
表22原料組成原料序號組份百分數(shù)備注L1A L2A L3A L4A 水165.35.30.3029.1281.03.90015.1361.318.14.91.014.7商用85%乳酸488.64.80.206.4590.67.40.401.6用本發(fā)明汽相方法，按實施例8-19所述，將表22中所列的每一種原料進行處理。將從各種餾分獲得的丙交酯產(chǎn)物用冷水洗滌、過濾，并用二氯甲烷萃取濾液以回收溶解的丙交酯。得到的丙交酯產(chǎn)物列于表23-27中。
可以看出，當水含量減小時，濃集L1A的原料可產(chǎn)出更高含量的丙交酯。商用85%乳酸能產(chǎn)出高含量的丙交酯(與含有84.9%主要為L1A的2號原料比較)，認為這是其中含有在平衡期間產(chǎn)出的高百分含量的L2A、L3A和L4A(24.0%)所造成的。這些結果示意，含有L2A、L3A和L4A總量約為10%至50%的幾乎無水的乳酸進料是理想的進料組成。
在修正了丙交酯洗滌/分離步驟中丙交酯損失之后，由序號3和5的原料得到的丙交酯產(chǎn)率為45%。
實施例43下面實施例44至48表明了本發(fā)明使用填充床蒸餾設備的液相實施方案，經(jīng)過滴液漏斗將LA原料成滴地自重供入該設備中。該設備包括最上部的直餾頭、中間填充床部份和最低的圓底燒瓶接收器。
填充床部份由2個20cm長2.0cm直徑端部相連的單元組成。每個單元填充約48克的6mm玻璃珠。上面單元中的玻璃珠用四異丙基鈦酸酯稍微處理，而在下面單元中的玻璃珠未處理。
該蒸餾頭裝配有連接于水冷凝器的上部側面出口，該水冷凝器用以收集水蒸汽和未反應的汽化的LA。該蒸餾柱也在填充床部份的下面裝配有下部側面出口以及位于該下部側面出口與底部接受器之間的載氣進口。
該蒸餾柱用合適的加熱帶和絕熱材料纏繞，并裝配有溫度檢測計，以確立蒸餾頭的溫度為90℃，上部填充床溫度為200-210℃，下部填充床溫度為200℃。借助連接于側面出口收集容器的真空泵和流壓器將柱內壓力保持在50乇。
實施例44在3小時內將40克商用85%LA液體慢速(3-6秒/滴)滴加到實施例43所述的蒸餾柱中。液體LA與玻璃珠表面接觸形成液態(tài)流體反應物質，緩慢地向柱下滲濾。在整個反應過程中，通過靠近柱底部的載氣進口向柱內引入氬氣清洗氣流。該氬氣清洗氣體向上流過該柱，通過其兩個側面出口排出，但主要是通過下面的出口排出。
當LA反應物質向下穿過蒸餾柱逐漸被加熱時，這時乳酸開始依據(jù)本文所列的平衡式低聚形成L2A、L3A、LD、等等。含有反應物質的低聚物被氬氣緊密接觸，該氬氣從反應物質中吹掃汽化的LD。在鄰接于下部側面出口的收集器中得到9.8克接近白色的快速結晶的液體。從連接于上部側面出口的水冷凝器中收集到0.8克純白晶體。共得到10.6克粗LD，為理論值27.9克的38%。將由下側面收集器中得到的純化結晶產(chǎn)物用冰冷異丙醇漂洗并真空干燥成白色晶體。將從上側面冷凝器和下側面收集器中得到晶體樣品作IR分析，得出了與L-丙交酯完全相同的IR譜。
盡管在本實驗中未測量實際的氬氣流速，但已確認該氬氣流速足以與向下流過玻璃珠表面的液體反應物質緊密接觸，并吹掃由此汽化的丙交酯而形成氬氣與丙交酯的氣相產(chǎn)物流，該產(chǎn)物流通過下側面出口從柱體中排出。氬氣同樣也吹掃水蒸汽和汽化的乳酸自上部側面出口排出柱外。
實施例45本實施例重復實施例44中所述，只是在設備上形式略為改變。用帶有安在頂部的滴液漏斗的克萊森(claisen)蒸餾頭來代替直餾頭。底部側面出口稍微向上傾斜以防止液態(tài)低聚物流入LD收集器中。最后，將載氣進口移至連接于柱底部的圓底接受器上，以便使氬氣清洗氣能吹掃過其中收集到的任何液態(tài)低聚物，然后向柱上方流去。
在60乇下進行三輪實驗。在第一輪，在190分鐘內將37.5克85%商用LA加入(0.2克/分鐘)。蒸餾頭、填充柱頂部和填充柱底部的溫度分別為85℃/160℃/200℃。總共回收到32.4克物料(85.5%產(chǎn)率);上側部收到6.4克水/LA，下側部收到25.1克粗LD/LA，底部接受器收到0.9克低聚物。
將粗LD/LA與冰水一起用力搖動，在其中LA溶解，LD以沉淀物保留，通過過濾將沉淀物分離。得到1.2克LD，基于理論產(chǎn)量26.6克的產(chǎn)率為4%。由于冰水分離技術只能回收88%所存的丙交酯，因此修正的產(chǎn)率為5.1%。
在第二輪，不用清洗設備，在105分鐘加入30.1克85%LA(0.29克/分鐘)。在該蒸餾柱三個位置的溫度分別保持在110℃/170℃/215℃。收集總量為29.5克(98.3%產(chǎn)率);8.4克水/LA，14.0克粗LD/LA，5.8克低聚物。
用冰水洗滌來分離LD，收集到3.0克，基于理論產(chǎn)量21.3克的產(chǎn)率為14.1%，修正后產(chǎn)率為16%。不用清洗或改變設備而進行第三輪。在180分鐘內加入36.9克商用85%LA(0.2克/分鐘)，溫度保持在105℃/190℃/240℃?；厥盏?6.8克總產(chǎn)物;9.7克水/LA，24.3克粗LD/LA和2.8克低聚物。用冰水洗滌回收產(chǎn)出4.4克丙交酯，基于理論產(chǎn)量26克的產(chǎn)率為16.9%，校正產(chǎn)率為19.2%。
實施例46用填充以總量為116.2克未處理的3mm玻璃珠的蒸餾柱進行一輪類似實施例45的實驗。用連續(xù)氬氣沖洗將柱內保持在60乇。在7.5小時內加入45.6克商用85%LA(0.1克/分鐘)，溫度保持在57℃/175℃/220℃?；厥盏?3克產(chǎn)物，11.2克水/LA，17.8克粗LD/LA和14.0克低聚物。
用冰水洗滌分離產(chǎn)出4.2克LD，基于理論產(chǎn)量32.2克的產(chǎn)率為13%，校正產(chǎn)率為14.8%。
實施例47通過除在底部接受器處之外還加設上部氬氣進口而改變實施例34的設備。在兩個氬氣管上也都安裝流量計。
在第一輪中，使第二氬氣進口位于包括填充床的兩節(jié)之間，即蒸餾柱的中間。在4小時內供入54.5克85%LA(0.23克/分鐘)。在柱內保持在60乇且在兩個進氣口均保持21.4CC/分鐘的氬氣流速(總的氬氣與LA進料的摩爾比約為0.32∶1)。溫度保持在135℃/170℃/195℃，回收到44.7克(82%)總產(chǎn)物;16.1克水/LA、6.0克粗LD/LA和22.6克低聚物。
通過將LD粗試樣溶解在冷(≈10℃)二氯甲烷中而將丙交酯從收集在下側面接受器中的粗LD/LA產(chǎn)物中回收，用5%碳酸氫鈉(NaHCO3)水溶液將其萃取，直至停止放出CO2以及水液相保持PH大于8.0。然后將該純化的LD二氯甲烷溶液經(jīng)硫酸鈉(Na2SO4)粉末干燥、過濾，在旋轉蒸發(fā)器上將CH2Cl2汽提。這可得到基本100%回收的LD。
通過該步驟可回收到2.4克(6%產(chǎn)率)LD。
為了企圖改進丙交酯產(chǎn)率，將第二氬氣進口移至填充床和克萊森蒸餾頭之間，進行第二輪實驗。在80分鐘內供入25.3克商用85%乳酸(0.316克/分鐘)。使柱內保持在60乇，每一進口處氬氣流速保持在21.4CC/分鐘(總氬氣與LA進料的摩爾比為0.62∶1)。柱內溫度保持在80℃/185℃/205℃，回收到28.02克(111%產(chǎn)率)總產(chǎn)物;6.4克水/LA，20.4克粗LD/LA和1.2克低聚物。該過高產(chǎn)率是因為在柱中存有第一輪中產(chǎn)生的物料。
用第一輪中所述方式從粗LD/LA中回收LD，回收到3.9克LD，基于17.9克理論產(chǎn)量，共計產(chǎn)率為21.8%。
類似于第二輪，在第三輪實驗中，在150分鐘內供入32.9克的商用85%LA(0.219克/分鐘)。柱壓力和氬氣流速均同于第二輪(氬氣與LA進料的摩爾比為0.89∶1)，溫度為90℃/195℃/205℃。得到36.7克(112%產(chǎn)率)總產(chǎn)物;5.7克水/LA，27.6克粗LD/LA和3.4克低聚物。這一輪中過量的產(chǎn)率也是因為在柱中存有第一輪中產(chǎn)生的物料。
用第一輪中所述方法從粗LD/LA中回收4.93克LD。基于理論產(chǎn)量23.2克LD的LD產(chǎn)率為21.2%。
實施例48本實施例說明了使用純L2A作為原料。
建立類似實施例46和47中所用的蒸餾柱。使用干凈的3mm玻璃珠(94.4克)的較小填充床(67.5CC)，設備的其余部分如前所述，不同的是，在將氬氣注入該柱之前予熱到200℃。
在155分鐘內將19.7克99%L2A(0.122摩爾)供入到柱中(0.127克/分)。以僅21.4CC/分的氬氣流速通入底部接受器中使柱中保持在65乇(氬氣與L2A進料摩爾比為1.22∶1)。溫度保持在140℃/190℃/215℃。
在上部和下部側面開口都收集粗的結晶的LD產(chǎn)物。用所述的二氯甲烷/碳酸氫鈉方法從兩種產(chǎn)物中分離LD。得到10克(57%產(chǎn)率)純白色晶狀LD(m.p.94-95℃)。
實施例49本實施例說明乳酰乳酸甲酯(MeLLA)高溫催化轉化成丙交酯。
所用設備包括位于加熱的玻璃管頂部的均壓滴液漏斗，該玻璃管18英吋長，0.9英吋直徑，其中裝有催化劑或玻璃珠。將在干冰中冷卻的圓底燒瓶接受器置于玻璃管底部。使加熱的氮氣向下通過該柱。用氣泡流量計監(jiān)測氮氣流出該設備時的流速。將MeLLA滴加到該管的頂部，在冷卻收集器中得到的物料用質子核磁共振(NMR)譜法進行鑒定。
在一實驗中，將蒸餾柱填入約1英尺高的涂有(異丙氧基)鈦的玻璃珠，填充空隙體積約為55ml。柱外部溫度范圍為約340℃～480℃，氮氣流速(未加熱的)約是44ml/分。該收集物用NMR譜法進行鑒定，結果發(fā)現(xiàn)主要是MeLLA。NMR分析本產(chǎn)物表明丙交酯以相應于MeLLA產(chǎn)出約20%(產(chǎn)率)的量存在。
在類似的另一輪實驗中，使用加熱的氮氣而不用催化劑，結果很少產(chǎn)生或者不產(chǎn)生丙交酯。這些比較結果表明四(異丙氧基)鈦起著催化MeLLA向丙交酯的轉化的作用。
在實驗B中，由二氯甲烷/碳酸氫鈉水溶液分離而得到的產(chǎn)物數(shù)量的顯著增加，以及在實驗B中不存在下層物質(估計因實驗A中丙交酯是相對無水的)，這些說明在實驗B中乳酸縮合作用以及丙交酯形成作用增強了。這些結果表明二-正丁基氧化錫在乳酸縮合以及丙交酯形成過程中起到了催化的作用。
實施例51進行本輪實驗用以測定當汽化的L-乳酸甲酯流經(jīng)10-20目硅膠/氧化鋁催化劑床時獲得的產(chǎn)物分布(AKZOLA-30-5P催化劑，87%二氧化硅/13%氧化鋁，AKZOChemicalsB.V.)。
本實驗用實施例8-19中所述的相同反應器。氮氣流速為1580ml/分鐘。汽化的乳酸甲酯和氮氣以約0.10呎/秒的表觀速度流經(jīng)反應器，在催化劑床中停留3.2秒。進料中有機物重量百分數(shù)為27.3%。在干冰冷卻的旋風收集器中分離可冷凝的LD/LA后，測量一氧化碳的濃度。用氣相色譜法分析全部冷凝產(chǎn)物。結果列于下表。
所有物質的回收率為95%。LD/CO比率表明38%～48%的乳酸甲酯在反應過程中轉化成了一氧化碳而不是形成LD。
實施例52在實驗的進行是使汽化的L-乳酰乳酸甲酯(MeLLA)流經(jīng)10-20目氧化硅/氧化鋁催化劑(AKZOLA-30-5P催化劑，87%二氧化硅/13%氧化鋁，AKzoChemicalsB.V.)。本實驗使用由0.5英寸直徑不銹鋼管構成的管狀反應器。將該反應器懸吊在熱砂浴中，以便使氮氣流(500ml/分)在向上方向上首先穿過約50英寸長熱不銹鋼管而后接觸催化劑床。將MeLLA引入向下流動的緊靠玻璃珠床上方的熱氮氣流中，以幫助MeLLA汽化。汽化的MeLLA/氮氣流然后以向上的方式導向催化劑床以保證在接觸催化劑床前使MeLLA完全汽化。下述的兩個實驗中，原料中有機物重量百分數(shù)為16.8%，在催化劑床中停留時間為1.0秒。在干冰冷卻燒瓶中通過冷卻來收集產(chǎn)物。用氣相色譜法對全部冷凝產(chǎn)物進行分析。下面定義用于解釋下表所記錄的結果。
轉化百分率＝ (反應的MeLLA摩爾量)/(MeLLA進料摩爾量) ×100%＝ (MeLLA進料摩爾量-MeLLA回收摩爾量)/(MeLLA進料摩爾量) ×100%
丙交酯選擇性＝ (形成LD摩爾量)/(反應的MeLLA摩爾量)＝ (形成LD摩爾量)/(MeLLA進料摩爾量-MeLLA回收摩爾量)化合的丙交酯百分產(chǎn)率＝ (收集LD摩爾時)/(MeLLA進料摩爾量)表29
該結果表明當催化劑床溫度增加時MeLLA的轉化率增加。在較低催化劑床溫度下發(fā)現(xiàn)，總的LD選擇性較大?？侺D選擇性在36.8%至43.3%范圍之內這一事實說明已反應的主要量的MeLLA形成了非丙交酯產(chǎn)物。在反應器產(chǎn)物流中沒有測量一氧化碳的含量，但有可能的是，顯著量的MeLLA轉化成了一氧化碳和乙醛。也可看出，在二氧化硅/氧化鋁(87∶13)催化熱解MeLLA中得到的丙交酯產(chǎn)率類似于實施例49所述的在四(異丙氧基)鈦催化熱解MeLLA中得到的丙交酯產(chǎn)率。
實施例53合成LD的一個概念是在反應混合物中使LD組分揮發(fā)最強以便易于將其從試劑或副產(chǎn)物中分離出。制備n-十八醇的乳酸酯以進行下面平衡
十八基乳酸酯十八基乳酰乳酸酯在這些等式中，LD(在200乇沸點240℃)與n-十八醇(在200乇沸點300℃)、十八基乳酸酯(在200乇沸點365℃)和十八基乳酰乳酸酯(200乇沸點＞365℃)相比具有最低的沸點。LD蒸餾過程希望將這些平衡式移向LD，并將十八醇留在蒸餾瓶中。
通過加熱等摩爾量的LA和n十八醇并用Barrett管去除所形成的水以接近定量產(chǎn)率制備十八基乳酸酯(OdLA)。在存有硫酸的苯中使LD和n-十八醇反應來制備十八基乳酰乳酸酯(OdLLA)。也可通過用n-十八醇將MeLLA酯基轉移而制備OdLLA。
在進行引導LD合成的實驗之前，用熱解重量分析法(TGA)通過將OdLA和2%催化劑填料混合進行催化劑評估實驗以確定其在促進重量損失方面(假定主要為LD)的效率。使用下列催化劑在200℃45分鐘后觀察到下面的重量損失氧化鋅(33%)、四(異丙氧基)鈦(25%)、辛酸亞錫(24%)、乳酸鋅(23%)和P-甲苯磺酸(19%)。
進行第一個實驗，該實驗在小的攪拌升華設備中用1.50克OdLA和0.027克辛酸亞錫。將該混合物在約148℃和1-3乇壓力下起始加熱，溫度和壓力稍微高于LD的沸點而低于OdLA和十八醇的沸點30-40℃。在2.5小時期間收集到0.64克的最初試樣，它含有約20%(摩爾)LD和約40%(摩爾)OdLA和n-十八醇(通過NMR譜分析)。
在第二實驗中，在有6.94g氧化鋅(20%)存在下，自100ml燒瓶(于油浴中加熱)蒸餾，由34.7gOdLA制備LD，該燒瓶配備以一定梯度形式外部加熱的蒸餾柱。將系統(tǒng)壓力調至約1乇且將油浴溫度升至200-215℃。蒸餾期間，該蒸餾柱外部溫度范圍為柱底部的約130-150℃至柱頂部的約45-150℃。蒸餾期間收集兩種餾分。將在此次和以下討論的隨后的蒸餾中的餾分用氣相色譜法(GC)分析且求出峰譜面積的比例以得出組分百分比。
第一餾分具有幾乎恒定的高于LD沸點的沸點(在1.1乇下約為160℃)。該第一餾分的重量為起始OdLA重的17%。如用氣相色譜法/質譜分析法所測量的，GC分析的餾分組成為約25%L-LD、18%正十八醇和57%分子量約為102道爾頓的化合物。在這一實驗中該LD的產(chǎn)率為約20%。所觀察到的恒定沸點表明LD和正十八醇形成了最高沸點共沸物。
所收集的第二餾分重量為起始物重的44%。該第二餾分主要由102道爾頓組分和正十八醇組成。低分子量產(chǎn)物可能為LD或OdLA的降解產(chǎn)物。
在第三實驗中，在有4.03g氧化鋅(10%)存在下經(jīng)過近似于對OdLA所述的蒸餾由40.3gOdLLA制備LD。這一蒸餾采用約2乇的系統(tǒng)壓力和約180-190℃的油浴溫度進行。蒸餾期間蒸餾柱外部溫度范圍為柱底部的150-230℃至柱頂部的91-140℃。未試圖將產(chǎn)物分餾而是收集了重量相當于起始OdLLA重的約91%的單一餾分。GC分析表明該餾分由約19%LD、56%正十八醇和25%OdLA組成。該L-LD∶meso-LD的比值約為3∶1。該LD產(chǎn)率約為50%。
用31.6gOdLLA于3.16g氧化鋅(10%)存在下進行第四種蒸餾實驗。該蒸餾柱的外部溫度范圍為該柱底部的106-155℃至該柱頂部的90-104℃。采用大約1.5乇的系統(tǒng)壓力和約190-210℃的油浴溫度進行蒸餾。在接近LD沸點下收集一種餾分，其重量相當于起始OdLLA重的約13%?；贕C分析結果，該餾分含大約48%LD、43%正十八醇和12%OdLA。L-LD∶meso-LD之值約為15∶1。LD產(chǎn)率為大約18%。罐殘余物的GC分析表明，其含大約2%LD、17%正十八醇、80%OdLA和1%OdLLA。這些結果表明LD可能由OdLLA制備且正十八醇和LD彼此往往共餾。這些結果還表明在反應條件下OdLLA在內酯部位被正十八醇裂解形成OdLA。
實施例54這一實施例比較了以DP2.02的起始DP(滴定測量)時所獲得的效率和改進的產(chǎn)率?；局貜驮贒P2.02下進行的實施例35的步驟，不同的是，本實驗起始物質的DP為約DP2.9。在54乇壓力下使烷基苯(AB)達到228-232℃。AB緩慢上升通過蒸餾柱蒸餾，該蒸餾柱的頂部供入DP＝2.95(由兩次滴定所得的2.98和2.91的平均值)的LA原料。該原料以大約1滴/秒的速率一滴滴地加入。頂盤的溫度為168℃。原料輸送管溫度為74-84℃，供應罐溫度為195-207℃。20分鐘后，AB和粗LD開始緩慢蒸餾。經(jīng)1小時的時間將質量為61.3g的DP＝2.95的含LA原料供入，結果得到9.6g餾出液。在潷析AB、用低沸點石油醚洗滌粗LD和真空干燥之后，獲得6.85g產(chǎn)量的粗LD，其經(jīng)GC分析測定為含64.3%(重量)LD。這一實驗的LD產(chǎn)率為12.1%。潷除AB后所得的釜腳LA重55.2g。該反應的物料平衡為101%。
此方法表明，在提高DP值下的LD制備的產(chǎn)率和速率低于在DP＝2.02時的。
實施例55重復實施例35的方法，不同的是該含LA原料所具有的DP約為DP1.5?？色@得快速蒸餾。經(jīng)1.0小時的時間加入47.39g原料，得到21.28g經(jīng)洗滌、干燥的粗LD(56%的理論產(chǎn)率)。不過，GC分析測定的餾出液僅含20.1%LD。
此方法顯示，在DP值低于2時可產(chǎn)生粗LD的快速蒸餾，但LD的純度比在DP＝2.02時所得純度要低得多。
在詳細敘述了本發(fā)明的各種實施方案后，本領域普通技術人員顯然會想到這些實施方案的修改和配合。但是，應當特別明確，這樣的修改和配合在下面權利要求所確定的本發(fā)明的范圍以內。
權利要求
1.一種制備環(huán)酯的方法，包括(a)提供含XA的原料流，其中所述XA含X2A并用有機溶劑稀釋；及(b)自所說原料流中去除水，以使由X2A直接形成環(huán)酯。
2.一種如權利要求1的方法，其中所述環(huán)酯為XD。
3.一種如權利要求1的方法，其中所述溶劑與所述原料流中的水形成共沸物。
4.一種如權利要求3的方法，其中所述去除水的步驟包括將所述原料流加熱至有效去除所述共沸物的溫度。
5.一種如權利要求1的方法，其中所述溶劑選自苯、甲苯、乙苯、二甲苯、異丙基苯、三甲基苯、乙腈、鹵代芳族溶劑、烴及其混合物。
6.一種如權利要求1的方法，其中所述溶劑包括甲苯。
7.一種如權利要求1的方法，其中所述溶劑包括乙腈。
8.一種如權利要求1的方法，其中所提供的步驟包括(a)提供含XA的水溶液;(b)從所述水溶液中基本去除所有游離水以形成脫水原料流;及(c)將有機溶劑加到所述脫水原料流中，所述有機溶劑選自苯、甲苯、乙苯、二甲苯、異丙基苯、三甲基苯、乙腈及其混合物。
9.一種如權利要求1的方法，其中至少約5%的XA被轉化為環(huán)酯。
10.一種如權利要求1的方法，其中XA含X1A且其中的X1A為α-羥基羧酸，或為其酯、鹽或酰胺。
11.一種如權利要求1的方法，其中XA含X1A且其中的X1A選自下面物組的酸、酯、鹽或酰胺，該物組包括乳酸、乙醇酸、酒石酸、苯乙醇酸、芐酸、1-羥基-1-環(huán)己烷羧酸、2-羥基-2-(2-四氫呋喃基)乙酸、2-羥基-2-(2-呋喃基)乙酸、2-羥基-2-苯基丙酸、2-羥基-2-甲基丙酸、2-羥基-2-甲基丁酸、2-羥基丁酸、2-羥基戊酸及其混合物。
12.一種如權利要求1的方法，其中XA含X1A且其中的X1A選自乳酸、乙醇酸、酒石酸、乳酸鹽、乙醇酸鹽、酒石酸鹽及其混合物。
13.一種如權利要求1的方法，其中XA含X1A而其中的X1A為乳酸或乳酸鹽。
14.一種如權利要求1的方法，其中XA包含X1A而其中的X1A為乳酸銨。
15.一種如權利要求1的方法，其中所述原料流含至少約0.5%(重量/體積)LA。
16.一種如權利要求1的方法，其中所述原料流起初含小于約50%(重量/體積)的水。
17.一種如權利要求1的方法，其中所述原料流含熱穩(wěn)定LA，或其酯、鹽或酰胺。
18.一種如權利要求1的方法，其中所述原料流含有含LA，其酯、鹽或酰胺的發(fā)酵液。
19.一種如權利要求1的方法，其中XA的濃度小于約25%(重量/體積)。
20.一種如權利要求1的方法，其中所述去除水的步驟一起進行到使所述原料流中水濃度達到小于約2%(重量)。
21.一種如權利要求1的方法，其中所述方法是連續(xù)的。
22.一種如權利要求21的方法，其中起始時將所述原料流中含水組分脫水，且其中所述方法另外包括將脫水的附加原料流連續(xù)加到所述原料流和將所述環(huán)酯自所述脫水原料流中連續(xù)排出的步驟。
23.一種如權利要求1的方法，其中所述有機溶劑的沸點在1大氣壓下在約55-250℃之間。
24.一種如權利要求1的方法，其中所述原料流另外含有酯化催化劑。
25.一種如權利要求24的方法，其中所述催化劑選自離子交換樹脂、沸石、可溶酸、氧化鋁基催化劑、金屬催化劑、酶、模板催化劑、二氧化硅基催化劑、膠束催化劑及其混合物。
26.一種如權利要求1的方法，其中所述原料流另外含有保護劑。
27.一種如權利要求26的方法，其中所述的保護劑選自酐、酮和醛。
28.一種如權利要求1的方法，其中包括將所述環(huán)酯回收以形成含環(huán)酯餾分和環(huán)酯貧化餾分的步驟。
29.一種如權利要求28的方法，其中所述的回收步驟選自結晶、溶劑萃取、用溶劑洗滌、色譜法、膜分法、蒸餾和升華。
30.一種如權利要求28的方法，其中所述回收步驟包括結晶。
31.一種如權利要求30的方法，其中所述的環(huán)酯直接從已從其中去除水的原料流中結晶。
32.一種如權利要求30的方法，其中所述的回收步驟另外包括在結晶前濃縮所述環(huán)酯。
33.一種如權利要求30的方法，其中所述原料流的連續(xù)相是甲苯。
34.一種如權利要求33的方法，其中將所述連續(xù)相去除和使所述環(huán)酯在結晶之前溶于第二連續(xù)相。
35.一種如權利要求30的方法，另外包括將所述結晶的環(huán)酯干燥。
36.一種如權利要求28的方法，其中所述回收步驟包括溶劑萃取。
37.一種如權利要求36的方法，其中所述回收步驟包括將所述環(huán)酯萃入-萃取溶劑中，其中所述的環(huán)酯在所述萃取溶劑中比其在所述原料流的連續(xù)相中更可溶。
38.一種如權利要求36的方法，其中所述的回收步驟包括將一溶液加至水已從其中去除的所述原料流中，當其與所述原料流的連續(xù)相混合時降低所述環(huán)酯在所述混合物中的溶解度。
39.一種如權利要求38的方法，其中所述的溶液包含鏈烷烴溶劑。
40.一種如權利要求36的方法，其中所述的回收步驟包括將一溶劑加至水已從其中去除的所述原料流中，其中的XA包括X1A，且在所述原料流中的未反應組分和X1A低聚物在所述溶劑中比其在所述經(jīng)處理的原料流的連續(xù)相中更可溶。
41.一種如權利要求40的方法，其中所述溶劑為含水溶劑。
42.一種如權利要求41的方法，其中所述溶劑為含堿的含水溶劑。
43.一種如權利要求28的方法，其中將所述環(huán)酯貧化餾分再循環(huán)至所述原料流。
44.一種如權利要求43的方法，其中于再循環(huán)之前將所述環(huán)酯貧化餾分中的低聚物水解。
45.一種如權利要求43的方法，其中將所述組分直接轉化為環(huán)酯。
46.一種制備XD的方法，包括(a)提供一含XA的共沸溶液，其中所述XA的濃度小于約25%(重量/體積)且其中所述共沸物的有機溶劑組分選自苯、甲苯、二甲苯;(b)從所述共沸溶液中去除共沸物以形成所述XD;及(c)通過結晶方法回收環(huán)酯。
47.一種如權利要求46的方法，其中所述XD是LD而所述XA是LA。
48.一種制備由X1A衍生的環(huán)酯的方法，包括(a)將含XA原料流的一部分汽化;及(b)使汽化的部分原料流在反應區(qū)反應，該反應區(qū)所維持的溫度和壓力條件可充分使汽化部分保持汽化狀態(tài)并形成環(huán)酯。
49.一種如權利要求48的方法，其中至少約5%的XA轉化成環(huán)酯。
50.一種如權利要求48的方法，其中所述環(huán)酯由X2A直接形成。
51.一種如權利要求48的方法，其中所述環(huán)酯為XD。
52.一種如權利要求48的方法，其中X1A為α-羥基羧酸，或其酯、鹽或酰胺。
53.一種如權利要求48的方法，其中所述X1A選自下面物組的酸、酯、鹽或酰胺，該物組包括乳酸、乙醇酸、苯乙醇酸、芐酸、1-羥基-1-環(huán)己烷羧酸、2-羥基-2-(2-四氫呋喃基)乙酸、2-羥基-2-(2-呋喃基)乙酸、2-羥基-2-苯基丙酸、2-羥基-2-甲基丙酸、2-羥基-2-甲基丁酸、2-羥基丁酸、2-羥基戊酸及其混合物。
54.一種如權利要求48的方法，其中X1A選自乳酸、乙醇酸、乳酸鹽、乙醇酸鹽及其混合物。
55.一種如權利要求48的方法，其中X1A為乳酸或乳酸鹽。
56.一種如權利要求48的方法，其中X1A為乳酸銨。
57.一種如權利要求48的方法，其中所述原料流含LA在約50%(重量)和約100%(重量)之間。
58.一種如權利要求48的方法，其中所述原料流的汽化部分含有機物質在約10%(重量)和約50%(重量)之間。
59.一種如權利要求48的方法，其中所述原料流含有熱穩(wěn)定乳酸、或其酯、鹽或酰胺。
60.一種如權利要求48的方法，其中所述原料流至少含約90%(重量/體積)X1A。
61.一種如權利要求48的方法，其中所述原料流具有小于或等于約4的DP。
62.一種如權利要求48的方法，其中所述反應區(qū)的溫度在約150℃和約250℃之間而所述反應區(qū)的壓力在約10乇和約900乇之間。
63.一種如權利要求48的方法，其中所述的部分原料流在進入所述反應區(qū)之前被汽化。
64.一種如權利要求48的方法，其中所述方法是連續(xù)的。
65.一種如權利要求48的方法，其中在反應區(qū)中原料流的平均停留時間在約0.5秒和約12秒之間。
66.一種如權利要求48的方法，還包括使不反應載氣體流經(jīng)所述反應區(qū)。
67.一種如權利要求66的方法，其中所述載氣體為氮氣。
68.一種如權利要求48的方法，其中所述反應區(qū)含酯化催化劑。
69.一種如權利要求68的方法，其中所述的催化劑選自氧化鋁、二氧化硅、氧化鈹、氧化釔、氧化鋯、混合的金屬氧化物及其混合物。
70.一種如權利要求68的方法，其中所述催化劑為氧化鋁基催化劑。
71.一種如權利要求48的方法，還包括從所述反應區(qū)回收環(huán)酯。
72.一種如權利要求71的方法，其中所述回收步驟包括將所述經(jīng)反應的原料流冷凝至低于所述經(jīng)反應的原料流呈汽相所處的溫度。
73.一種如權利要求72的方法，還包括將所述環(huán)酯從所述經(jīng)反應的冷凝原料流分離。
74.一種如權利要求73的方法，其中將環(huán)酯貧化餾分再循環(huán)至所述原料流。
75.一種如權利要求74的方法，其中使在所述環(huán)酯貧化餾分中的低聚物在再循環(huán)之前水解。
76.一種如權利要求73的方法，其中將環(huán)酯干燥。
77.一種如權利要求76的方法，其中將所述環(huán)酯通過從含選自下面物組的組分的組合物中再結晶來進一步提純，該物組包括甲基異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯及其混合物。
78.一種如權利要求48的方法，其中將XA組分直接轉化成環(huán)酯。
79.一種用于制備LD的方法，包括(a)將一部分含LA的進料流汽化，其中L1A的濃度至少約為90%(重量/體積);(b)使不反應的載氣體流經(jīng)反應區(qū)，其中所述反應區(qū)含有γ-氧化鋁酯化催化劑;及(c)在所述反應區(qū)使所述的原料流汽化部分發(fā)生反應，要該反應區(qū)所維持的溫度和壓力條件足以維持所述汽化部分呈汽化狀態(tài)，以形成LD。
80.一種制備LD的方法，包括(a)將一部分含LA的原料流汽化，其中L1A的濃度至少約為70%(重量/體積)且其中LA具有的DP在約1.2和約4之間;(b)使不反應的載氣體流經(jīng)反應區(qū)，其中所述反應區(qū)含γ-氧化鋁酯化催化劑;及(c)在所述反應區(qū)使所述原料流的汽化部分發(fā)生反應，在該反應區(qū)維持的溫度和壓力條件足以維持所述汽化部分呈汽化狀態(tài)，以形成LD。
81.一種由含XA原料流制備環(huán)酯的方法，包括將水自所述原料流去除直至該原料流所具有的DP小于或等于約4，從而制備環(huán)酯。
82.一種如權利要求81的方法，其中至少約5%的XA轉化為環(huán)酯。
83.一種如權利要求81的方法，其中所述環(huán)酯直接由X2A形成。
84.一種如權利要求81的方法，其中所述環(huán)酯為XD。
85.一種如權利要求81的方法，其中XA含X1A，且其中的X1A為α-羥基羧酸，或其酯、鹽或酰胺。
86.一種如權利要求81的方法，其中XA含有X1A，且其中的X1A選自下面物組的酸、酯、鹽或酰胺，該物組包括乳酸、乙醇酸、酒石酸、苯乙醇酸、芐酸、1-羥基-1-環(huán)己烷羧酸、2-羥基-2-(2-四氫呋喃基)乙酸、2-羥基-2-(2-呋喃基)乙酸、2-羥基-2-苯基丙酸、2-羥基-2-甲基丙酸、2-羥基-2-甲基丁酸、2-羥基丁酸、2-羥基戊酸及其混合物。
87.一種如權利要求81的方法，其中XA含有X1A，且其中的X1A選自乳酸、乙醇酸、酒石酸、乳酸鹽、乙醇酸鹽、酒石酸鹽及其混合物。
88.一種如權利要求81的方法，其中XA含有X1A，且其中的X1A為乳酸或乳酸鹽。
89.一種如權利要求81的方法，其中XA含有X1A，而其中的X1A為乳酸銨。
90.一種如權利要求81的方法，其中所述原料流含至少約70%(重量/體積)LA。
91.一種如權利要求81的方法，其中將水自所述原料流去除直至水濃度小于約2%(重量)水。
92.一種如權利要求81的方法，其中所述原料流含熱穩(wěn)定LA，或其酯、鹽或酰胺。
93.一種如權利要求81的方法，其中所述原料流含有含LA、其酯、鹽或酰胺的發(fā)酵液。
94.一種如權利要求81的方法，其中所述方法是連續(xù)的。
95.一種如權利要求81的方法，還包括在約10-150乇下維持所述原料流處在約150-225℃的溫度。
96.一種如權利要求81的方法，其中所述原料流還含有酯化催化劑。
97.一種如權利要求96的方法，其中所述的催化劑選自離子交換樹脂、沸石、可溶酸、氧化鋁基催化劑、金屬催化劑、酶、二氧化硅基催化劑、模板催化劑、膠束催化劑及其混合物。
98.一種如權利要求81的方法，其中所述原料流還含有保護劑。
99.一種如權利要求98的方法，其中所述保護劑選自酐、酮和醛。
100.一種如權利要求81的方法，其中還包括將所述環(huán)酯回收，以形成含環(huán)酯餾分和環(huán)酯貧化餾分。
101.一種如權利要求100的方法，其中所述回收步驟選自結晶、溶劑萃取、用溶劑洗滌、色譜法、膜分法、蒸餾和升華。
102.一種如權利要求100的方法，其中所述回收步驟包括結晶。
103.一種如權利要求102的方法，其中將所述環(huán)酯自所述含產(chǎn)物料流中結晶，采用方法包括(a)向所述料流加入溶劑;及(b)自此結晶出環(huán)酯。
104.一種如權利要求103的方法，其中所述溶劑包括甲苯、苯及其混合物。
105.一種如權利要求102的方法，還包括干燥已結晶的環(huán)酯。
106.一種如權利要求100的方法，其中所述回收步驟包括溶劑萃取。
107.一種如權利要求106的方法，其中所述的回收步驟包括將所述環(huán)酯萃入萃取溶劑，其中所述的環(huán)酯在所述萃取溶劑中比其在所述原料流的連續(xù)相中更可溶。
108.一種如權利要求106的方法，其中所述回收步驟包括將溶劑加至水自其中已去除的原料流中，其中所述原料流中的未反應組分和X1A的低聚物在所述溶劑中比其在所述經(jīng)處理的原料流的連續(xù)相中更可溶。
109.一種如權利要求108的方法，其中所述溶劑為含水溶劑。
110.一種如權利要求100的方法，其中所述的回收步驟包括蒸餾。
111.一種如權利要求100的方法，其中所述的回收步驟包括與有機溶劑共餾。
112.一種如權利要求111的方法，其中所述的共餾溶劑包括烷基苯。
113.一種如權利要求112的方法，其中所述的烷基苯選自C11-C14烷基苯及其混合物。
114.一種如權利要求100的方法，其中將所述環(huán)酯貧化餾分再循環(huán)至所述原料流。
115.一種如權利要求114的方法，其中使在所述環(huán)酯貧化餾分中的低聚物于再循環(huán)之前水解。
116.一種由含至少約70%(重量/體積)LA的原料流制備LD的方法，包括自所述原料流中去除水直至該原料流具有的DP，小于或等于約4，以產(chǎn)生LD，其中至少約5%的所述組分轉化為LD。
117.一種如權利要求116的方法，其中將水去除直至該原料流具有的DP在約1.5和3之間。
118.一種如權利要求116的方法，還包括將所述LD連續(xù)分離并提純。
119.一種如權利要求81的方法，其中所述去除水步驟導致L2A的產(chǎn)生。
120.一種制備環(huán)酯的方法，包括(a)提供含XA的原料流，及(b)處理所述原料流以直接自XA的X2A組分形成環(huán)酯。
121.一種如權利要求113的方法，其中至少約5%的XA轉化為環(huán)酯。
122.一種如權利要求120的方法，其中所述環(huán)酯為XD。
123.一種如權利要求120的方法，其中XA含X1A，且其中的X1A為α-羥基羧酸，其酯、鹽或酰胺。
124.一種如權利要求120的方法，其中XA含X1A，且其中的X1A選自下列物組的酸、酯、鹽或酰胺，該物組包括乳酸、乙醇酸、酒石酸、苯乙醇酸、芐酸、1-羥基-1-環(huán)己烷羧酸、2-羥基-2-(2-四氫呋喃基)乙酸、2-羥基-2-(2-呋喃基)乙酸、2-羥基-2-苯基丙酸、2-羥基-2-甲基丙酸、2-羥基-2-甲基丁酸、2-羥基丁酸、2-羥基戊酸及其混合物。
125.一種如權利要求120的方法，其中XA含X1A，而其中的X1A選自乳酸、乙醇酸、酒石酸、乳酸鹽、乙醇酸鹽、酒石酸鹽及其混合物。
126.一種如權利要求120的方法，其中XA含X1A，且其中的X1A為乳酸或乳酸鹽。
127.一種如權利要求120的方法，其中XA含X1A，且其中的X1A為乳酸銨。
128.一種如權利要求120的方法，其中所述原料流含至少約0.5%(重量/體積)LA。
129.一種如權利要求120的方法，其中所述原料流起初含至少約50%(重量/體積)水。
130.一種如權利要求120的方法，其中所述原料流含熱穩(wěn)定LA，或其酯、鹽或酰胺。
131.一種如權利要求120的方法，其中所述原料流包括含有LA，或其酯、鹽或酰胺的發(fā)酵液。
132.一種如權利要求120的方法，其中XA的濃度小于約75%(重量/體積)。
133.一種如權利要求120的方法，其中XA的濃度小于約25%(重量/體積)。
134.一種如權利要求120的方法，其中所述原料流還含有選自下面物組的化合物苯、甲苯、乙苯、二甲苯、異丙基苯、三甲基苯、乙腈、鹵代芳族溶劑、烴以及其混合物。
135.一種如權利要求120的方法，其中所述的處理步驟包括自所述原料流中去除水。
136.一種如權利要求135的方法，其中已去除水的原料流具有水的濃度小于約2%(重量)。
137.一種如權利要求120的方法，其中所述的處理步驟選自將水作為共沸物自其中的組分稀釋于共沸溶劑的原料流中去除;加熱至低于X1A汽化溫度的高溫;添加最好與水反應的水吸收劑;采用分子篩;采用滲透膜;使用與水形成水合晶體的無水鹽及使原料流與選自多糖類或二氧化硅的化合物相接觸。
138.一種如權利要求120的方法，其中所述的處理步驟包括將水作為共沸物自其中XA的組分稀釋于共沸溶劑的原料流中去除。
139.一種如權利要求120的方法，其中所述的處理步驟包括將水自所述原料流中去除直至所述原料流具有的DP小于或等于約4，以直接從X2A產(chǎn)生環(huán)酯。
140.一種如權利要求120的方法，其中所述的原料流呈汽相，且其中所述的處理步驟包括將部分所述原料流汽化并使原料流的汽化部分流化反應區(qū)，該反應區(qū)維持的溫度和壓力條件足以使所述原料流的汽化部分保持汽化狀態(tài)，并直接自X2A形成環(huán)酯。
141.一種如權利要求120的方法，其中所述方法是連續(xù)的。
142.一種如權利要求141的方法，其中所述的處理步驟包括起始時將所述原料流的含水組分脫水，向其中連續(xù)加入已脫水的附加原料流，并自經(jīng)處理的料流中連續(xù)排出環(huán)酯。
143.一種如權利要求120的方法，其中的處理步驟包括在約55℃和約250℃間的溫度下處理所述原料流。
144.一種如權利要求120的方法，其中所述的原料流還含有酯化催化劑。
145.一種如權利要求144的方法，其中所述催化劑選自離子交換樹脂、沸石、可溶酸、氧化鋁基催化劑、金屬催化劑、酶、二氧化硅基催化劑、模板催化劑、膠束催化劑及其混合物。
146.一種如權利要求120的方法，其中所述的原料流還含有保護劑。
147.一種如權利要求146的方法，其中所述的保護劑選自酐、酮和醛。
148.一種如權利要求120的方法，還包括將所述環(huán)酯自經(jīng)處理的原料流回收，以形成含環(huán)酯餾分和環(huán)酯貧化餾分。
149.一種如權利要求148的方法，其中所述的回收步驟選自結晶、溶劑萃取、用溶劑洗滌、色譜法、膜分法、蒸餾及升華。
150.一種如權利要求148的方法，其中所述的回收步驟包括結晶。
151.一種如權利要求150的方法，其中所述的環(huán)酯直接自經(jīng)處理的原料流結晶。
152.一種如權利要求150的方法，其中所述回收步驟還包括于結晶之前將環(huán)酯濃縮。
153.一種如權利要求152的方法，其中所述經(jīng)處理的原料流的連續(xù)相是甲苯。
154.一種如權利要求150的方法，其中在結晶之前去除經(jīng)處理原料流的連續(xù)相并將環(huán)酯溶于第二連續(xù)相。
155.一種如權利要求151的方法，還包括干燥己結晶的環(huán)酯。
156.一種如權利要求148的方法，其中所述的回收步驟包括溶劑萃取。
157.一種如權利要求156的方法，其中所述的回收步驟包括使經(jīng)處理的原料流與溶劑混合，其所述環(huán)酯在所述溶劑中比其在所述經(jīng)處理的原料流的連續(xù)相中更可溶。
158.一種如權利要求156的方法，其中所述的回收步驟包括所述經(jīng)處理的原料流與溶劑混合，其中所述的環(huán)酯在所述溶劑中比其在所述經(jīng)處理的原料流的連續(xù)相中的可溶性更小。
159.一種如權利要求158的方法，其中所述溶劑為鏈烷烴。
160.一種如權利要求156的方法，其中所述的回收步驟包括將所述處理的原料流與溶劑混合，在此，所述原料流中未反應組分和X1A的低聚物在所述溶劑中比其在所述經(jīng)處理的原料流的連續(xù)相中更可溶。
161.一種如權利要求160的方法，其中所述溶劑為含水溶劑。
162.一種如權利要求148的方法，其中所述的回收步驟包括蒸餾。
163.一種如權利要求162的方法，其中所述的蒸餾步驟包括與有機溶劑共餾。
164.一種如權利要求148的方法，其中將所述環(huán)酯貧化餾分再循環(huán)至所述原料流。
165.一種如權利要求164的方法，其中使所述環(huán)酯貧化餾分中的低聚物于再循環(huán)之前水解。
166.一種用于制備LD的方法，包括(a)提供一種含選自L1A、G1A、L2A、L1A-G1A、G2A及其混合物的LD組分的原料流，其中所述LA組分的濃度小于約75%(重量/體積);(b)自所述原料流去除水，以形成LD;及(c)自所述其中已去除水的原料流中回收LD。
全文摘要
本文公開了一種通過使羥基羧酸及其衍生物轉化成其相應的環(huán)酯來制備環(huán)酯的方法。這種包括丙交酯或乙交酯的環(huán)酯對制備可用來制備諸如生物降解包裝材料的生物降解物質的聚合物特別有用。本文公開了多種環(huán)酯制備的方法，包括液相和汽相反應。本文還公開了多種自含產(chǎn)物料流中回收環(huán)酯的方法。
文檔編號C07D319/12GK1080921SQ93104488
公開日1994年1月19日 申請日期1993年3月19日 優(yōu)先權日1992年3月19日
發(fā)明者H·P·本內克, 張翼鵬, G·E·克倫米安斯, M·E·D·希爾曼, E·S·李平斯基, R·A·馬克爾, R·G·辛克萊 申請人:拜奧帕克技術有限公司