[发明专利]在回流冷却下制备聚天冬氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种在回流冷却下制备聚天冬氨酸的方法，包含可通过所述方法获得的聚天冬氨酸的组合物，还涉及通过所述方法获得的聚天冬氨酸在漂洗剂、洗涤剂和清洁剂中的用途。

本发明涉及一种在回流冷却下制备聚天冬氨酸的方法，包含可以以此方式获得的聚天冬氨酸的组合物，还涉及可以以此方式获得的聚天冬氨酸在洗碗剂、洗涤剂和清洁剂中的用途。

原则上已知通过将天冬氨酸酸催化热缩聚成聚天冬酰亚胺且随后将聚天冬酰亚胺碱性水解而制备聚天冬氨酸及其盐。所用的酸性催化剂例如为无机酸如磷酸、亚磷酸、硫酸和亚硫酸。也可使用有机酸如甲磺酸或氨基磺酸。已证明磷酸特别适合作为中等强度和非氧化性酸。甲磺酸(MSA)由于其非氧化作用也是合适的催化剂。优选地，诸如磷酸的酸不仅用作催化剂，而且还用作溶剂。当磷酸同时作为催化剂和溶剂时，良好控制缩聚反应的优点克服了需要纯化产物的缺点。所述酸必须通过洗涤移除，并且由于成本原因而费力地回收。另一种方法是仅使用少量的催化剂。然而，如果仅使用少量的酸性催化剂(基于所用天冬氨酸的量为1-25mol％)，则这在缩合期间导致高度粘稠至非常硬的缩合相(其倾向于结块)，其在搅拌装置或捏合机中不能再搅拌或捏合。结果是缩合必须停止或至少中断，以便再次破碎并粉碎烘干的固体缩聚物。只有这样才能继续缩聚。例如，US5457176A描述了使用催化量的磷酸或甲磺酸来热缩聚天冬氨酸。在两个实施例中，都中断缩聚，费力地分离和粉碎固体中间体，并将粉碎的中间体送回到反应器中以完成缩合。DE 4023463A1描述了一种类似的方法，其中在天冬氨酸缩合中使用磷酸作为催化剂，所得反应产物必须在第二步骤中机械粉碎。

该技术目的已由本文所描述且在权利要求中所限定的本发明实现。

本发明涉及一种制备聚天冬氨酸的方法，包括如下步骤：

(a)在反应器中使以下物质的混合物接触：

(i)天冬氨酸，

(ii)1-25mol％，优选2-20mol％，优选3-15mol％，优选3-10mol％，特别优选3-8mol％的酸性催化剂，和

(iii)任选的水

(b)在100-220℃，优选120-200℃，优选140-200℃，优选150-200℃，特别优选160-180℃的反应温度下，将根据(a)的混合物在回流冷却下加热而不蒸馏移除水，直到天冬氨酸的转化度为至少1％，优选至少3％，优选至少5％，优选至少7％，优选至多15％的程度，特别优选至多10％的程度；

(c)使根据(b)的反应混合物在170-250℃，特别优选200-230℃下缩聚，同时蒸馏移除水；

(d)在加入碱下使根据(c)的缩聚物水解；和

(e)任选将(d)中获得的聚天冬氨酸的盐酸化。

为了总体理解本发明，需要再次澄清的是，如本领域技术人员显而易见的那样，本文所述的缩合是通过供应热能(加热)而进行的。例如，在本文所述的本发明的整体方面中，显然缩合在本发明的步骤(b)期间进行(形成预缩合物)，相反地，缩聚也根据本发明的步骤(c)在加热下进行。

在本发明的方法中，酸化聚天冬氨酸盐的任选步骤(e)用于获得酸形式的聚天冬氨酸，并且可以以本领域技术人员已知的方式实施且如本文所例示。在仅需要聚天冬氨酸的盐的情况下，作为例如中间步骤，可省略本发明上下文中的步骤(e)。如果在本发明的上下文中涉及聚天冬氨酸，则这因此也包括根据本发明制备方法的步骤(d)可获得或获得并且被本领域技术人员所知悉的其相应的盐。就此而言，潜在的酸例如为无机酸或酸性离子交换剂。此处，无机酸可例如为硫酸或盐酸。然而，本领域技术人员显然知晓适于将聚天冬氨酸的盐酸化以获得相应的酸形式的任何其它酸也是可能的。聚天冬氨酸的酸形式也可通过用酸性离子交换剂如Amberlite IR120(氢形式)处理而获得，例如通过使聚天冬氨酸的Na盐水溶液(或其它合适盐的溶液)流过填充有例如酸性离子交换剂的柱而获得。如本文已提供和描述地那样，这类似地适用于本发明的制备聚天冬氨酸的所有方法。