[发明专利]一种合成光学纯度高的L-丙交酯棒状长晶体的方法

说明书

本发明的名称为一种合成光学纯度高的L‑丙交酯棒状长晶体的方法，即通过乳酸为原料，利用减压法合成光学纯度高的L‑丙交酯棒状长晶体的一种方法。本发明高光学纯度的L‑丙交酯棒状长晶体的合成工艺由下列条件组成：一定量乳酸为10‑50mL，适量催化剂辛酸亚锡的体积为1‑10mL。逐渐升温的温度在90‑190℃之间，减压蒸馏反应的压力在‑0.10MPa～0.10MPa之间，一定时间在1‑10h之间。高光学纯度的L‑丙交酯棒状长晶体的合成方法如下：1)取一定量乳酸加入到250mL三口瓶中，之后加入适量辛酸亚锡，逐渐升温、减压蒸馏反应一定时间，得到白色的乳酸低聚物。2)白色的乳酸低聚物在上述装置中逐渐升温、减压蒸馏反应一定时间，直到无明显馏出物为止，收集馏出物，即为丙交酯产物，产物为D型和L型丙交酯的混合物。

技术领域

本发明涉及一种L-丙交酯的合成方法。特别是以乳酸为原料，合成光学纯度高的L-丙交酯棒状长晶体的一种合成方法。

技术背景

聚乳酸因其良好的机械强度、化学稳定性、优良的生物可降解性、生物相容性、可吸收性及染色性，已广泛应用于医疗卫生、日常生活用品、农林业等领域。丙交酯是合成聚乳酸的中间原料，丙交酯有L-丙交酯、D-丙交酯、meso-丙交酯、 D,L-丙交酯四种构型。根据文献报道^[5-6]，由L-丙交酯合成的聚乳酸，其医学价值和应用范围更加广泛。

目前丙交酯的合成通常采用两步法：第一步是乳酸缩聚形成乳酸低聚物，第二步是乳酸低聚物高温裂解生成丙交酯。第二步反应是决定丙交酯产率和构型的重要步骤。在第二步的过程中，温度和压力是两个重要的影响因素，除了这两个重要因素外，催化剂的种类和用量、新型催化剂的使用和蒸馏工艺过程的改进等因素，对丙交酯的产率以及产物中L-丙交酯和D-丙交酯的比例都会有影响。提高丙交酯的产率和L-丙交酯的光学纯度，不仅可以降低聚乳酸产品的生产成本，而且对拓宽聚乳酸的应用范围至关重要。

有关丙交酯合成的文献有很多，关于其产率工艺的文献报道如文献[1]，文献[1]中丙交酯的产率虽然可以达到82.95％，但是在丙交酯合成过程中的第二步“乳酸低聚物高温裂解生成丙交酯”的温度高达230℃。有关L-丙交酯光学纯度工艺的文献报道如专利[2]，专利[2]的方法是从丙交酯的粗产品中，进行提纯，得到光学纯度为98％的L-丙交酯。还有相关英文文献如文献[3]，采用乳酸减压蒸馏，在200℃、辛酸亚锡为催化剂的条件下得到的丙交酯产率为40.6％。文献[4] 通过粗丙交酯的提纯，得到光学纯度为50％的L-丙交酯。

本专利的特点是找到了一种以乳酸为原料，反应条件温和，在第二步合成中，裂解温度只需要180℃，合成的丙交酯产率可达到52.1％，L-丙交酯的光学纯度约为79.4％。

本专利的特点是确定了L-丙交酯的优化工艺条件。采用该工艺条件合成的丙交酯产率为52.1％。L-丙交酯的结构经红外光谱仪(IR)、核磁(¹H-NMR)、熔点仪的手段进行了检测和验证；L-丙交酯的构型用数字旋光仪进行了测定，并与标准品进行了对照；L-丙交酯晶体的形态用扫描电镜进行了观察。结果显示， L-丙交酯的结构正确；产物丙交酯中L-丙交酯的含量可达到79.4％；L-丙交酯扫描电镜图显示其为1000nm长的单晶结构。

本专利合成丙交酯产率高，产物中L-丙交酯的含量高，无需进行粗产品的分离提纯就可以得到高纯度的L-丙交酯。采用本专利工艺条件生产的L-丙交酯，利用其进行聚乳酸的合成，得到的聚乳酸分子量分布范围窄，L-聚乳酸的比例高，在医学及其他领域的应用范围更加广泛，使用价值更高。

发明内容

本发明目的是设计一种L-丙交酯的合成方法。特别是涉及以乳酸为原料，合成光学纯度高的L-丙交酯棒状长晶体的一种合成方法。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明的丙交酯合成步骤及验证实验包括以下步骤：