[发明专利]一种丙交酯的制备方法

说明书

本发明提供了一种丙交酯的制备方法，包括：乳酸在H‑beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。本发明采用真空、加热的方法，实现H‑beta分子筛催化乳酸反应，直接完成乳酸到丙交酯的合成，得到高光学纯度(＞96％)的丙交酯，克服现有生产丙交酯的方法需通过低聚、高温裂解导致工艺流程长、反应温度高的缺点。整个生产过程未使用有机溶剂，生产中仅有废水产生对环境污染小；反应温度低，同时通过乳酸低聚物的水解实现重复催化，H‑beta分子筛可循环利用，生产工艺简单环保，具有潜在规模化应用的前景。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其是涉及一种丙交酯的制备方法。

背景技术

随着社会和经济的发展，基于石油基的不可降解塑料应用越来越广泛；同时所产生的各类废弃对自然环境的污染日趋严重；另外通用塑料对非再生石油资源的需求，已影响到人类的可持续发展。开发基于生物质的可降解塑料，取代传统的石油基塑料，成为高分子材料领域的研究重点。聚乳酸是一种生物基的可降解高分子聚酯材料，具有高的力学强度和良好的加工性能，适合于挤出、注塑、吸塑等加工手段；废弃后在自然环境中可降解为二氧化碳和水，对环境污染小。目前，聚乳酸(PLA)已成为产业化规模最大的可降解材料，全世界的年产量达到30万吨以上。

聚乳酸的合成工艺分为两种：1.通过乳酸一步法直接缩聚合成聚乳酸；专利(CN1298764C)中使用分子筛原位脱水缩短反应周期，同时采用多元醇进行扩链，制备聚乳酸。该工艺需要高真空度和较高的温度，对设备要求高；目前产业化应用很少。2.通过乳酸制备单体丙交酯，然后丙交酯开环聚合两步法，制备聚乳酸，或者丙交酯可与其他单体共聚合制备共聚物。该工艺容易得到高分子量的聚乳酸或者共聚物，是目前产业化生产的主要方法。丙交酯作为聚合单体，其合成方法成为工艺的核心。低聚、裂解制备丙交酯采用常规两步方法(CN101492441A)，是在真空、180℃以上高温条件进行低聚和裂解，反应过程需高温。专利(CN 101747314B)中，首先采用乳酸单体与ZnO减压反应，生成低聚产物，然后在ZSM-5分子筛参与下需在超过170摄氏度以上温度裂解生产丙交酯。另外，专利(CN101891733B)采用钛基催化剂，利用酯交换反应催化乳酸酯直接合成丙交酯；但是乳酸酯与乳酸相比合成成本高，不利于增加生产效益。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种丙交酯的制备方法，本发明提供的丙交酯的制备方法简单，无需溶剂、丙交酯光学纯度高。

本发明提供了一种丙交酯的制备方法，包括：

乳酸在H-beta分子筛存在下，减压条件下加热反应，得到丙交酯；所述反应压力为50～1500Pa。

优选的，所述反应压力为50～300Pa。

优选的，所述反应温度为120～150℃。

优选的，所述反应时间为4～6h。

优选的，所述H-beta分子筛的硅铝摩尔比为10～200：1。

优选的，所述H-beta分子筛的硅铝摩尔比为10～30：1。

优选的，所述乳酸与H-beta分子筛的质量比0.5～20:1。

优选的，所述乳酸与H-beta分子筛的质量比2～6:1。

优选的，所述乳酸包括乳酸和/或乳酸多聚体，所述乳酸的光学性质为L-/D-乳酸或者L,D混合乳酸。

优选的，所述反应后还包括加入水或者低浓度乳酸进行水解，加热水解得到的乳酸，发生减压催化反应得到丙交酯；所述低浓度乳酸的质量浓度为40％～60％。