[发明专利]催化法由乳酸直接生产丙交酯

说明书

本发明涉及催化法生产丙交酯，具体地是直接采用乳酸来生产。

对于本申请来说，下列限定适用于：

L₁A：乳酸或2-羟基丙酸

LD：丙交酯或3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮

L₂A：乳酰乳酸或乳酸二聚体

L₃A：乳酰乳酰乳酸或乳酸三聚体

LnA：乳酸的n-低聚物

乳酸的聚合度即DP为“n”，即是乳酸聚合物中共价键连接的乳酸单位的平均数。

乳酸具有一个不对称的碳原子，因此，它能以两种对映体形式存在。另一方面，丙交酯有两个不对称的碳原子，故它可以三种立体异构体形式存在：L-丙交酯，其中两个不对称碳原子具有L（或S）构型;D-丙交酯，其中两个不对称碳原子具有D（或R）构型;而内消旋的丙交酯中的一个不对称原子具有L构型而另一个原子具有D构型，L-丙交酯和D-丙交酯是对映体。在由乳酸生产丙交酯中，如果乳酸进料的绝对构型维持其向丙交酯转换，那将是有利的。对映体的丙交酯，特别是L-丙交酯，在聚合物的生产中是有效的，尤其是在生产可由环境降解的聚合物，例如普通转让的U.S申请系列号387，670;387，676;387，678和386，844所申请的那样。

迄今，由乳酸生产丙交酯着手于开始形成低聚乳酸L_nA，例如通过含水乳酸的脱水，随后进行如下说明的称为“背咬合”（“back-biting”）的催化法酯基转移反应;

如上所述，L_nA的背咬合解聚作用导致丙交酯的产生，所提出的用于该反应的催化剂有锡粉，锡的卤化物或锡的羧化物（EP公开261，572和275，581）;锡醇盐（U.K专利号1007347）;以及锌或锡（EP公开号264，926和US专利号4，797，468）。

其它的方法包括US专利号4，727，163，该法加热非水溶剂中的2-卤代丙酸的碱金属或碱土金属的盐，以生成丙交酯，而US，4070，375则通过使CO与甲醛，1，2-亚乙基二醇以及HF催化剂接触，制备1，4-二噁烷-2-酮和5-取代的1，4-二噁烷-2酮，US4，727，163在真空条件，热解热稳定的聚醚核心/α-羟基酸（酯）嵌段共聚物以生成环状酯，US4，835，293在大气压或超计大气压下，在一稳定的聚醚上，裂化由α-羟基酸（酯）的聚合物或其嵌段共聚物所组成的予聚物，同时维持反应混合物的惰性气体喷射，以放出所生成的环状酯蒸气。

乳酸直接转化成丙交酯是否保存了不对称原子的绝对构型在现有技术中未作说明。

本发明的含水乳酸包括一种或多种L₁A、L₂A和L₃A的含水混合物，是否存在LD可任选。本发明的目的是流动法由含水的L-乳酸生产L-丙交酯。本发明的方法包括转化进料含水乳酸成蒸汽相。L-乳酸对生产L-丙交酯来说是最好的进料构型，甚至本说明书通篇不用构型符号也是可理解的。所述进料蒸气通入保持高温的反应器中，任选地其中置有氧化铝催化剂。由反应器排出的是产物丙交酯，水和未反应的含水乳酸进料，经分离可回收产品丙交酯。

分离出的未反应乳酸进料，对于生产另外的丙交酯再进入工艺流程是合格的。本发明的循环工艺实例包括与来自另外工艺步骤的未反应的含水乳酸滤液一起，将补充约含水乳酸进料送至蒸发区，并在其中形成含水的乳酸进料蒸汽。再将这样产生的蒸汽通入保持高温的蒸汽相反应区以在其中生成丙交酯。作为固体的丙交酯与未反应的含水乳酸滤液分离，滤液再循环送至工艺起始步骤的蒸发区。

本发明的优点在于能将含水的乳酸直接转化成高纯的丙交酯。另一个优点是产品丙交酯中的不对称碳原子，在与进料含水乳酸（由此生产产品）相同的绝对构型中占主导地位。再一个优点是该工艺适合于再循环未反应的含水乳酸。又一个优点是工艺过程中只产生很少的不想要的付产物。该工艺只生成少量的LnA（其中n为3或3以上），然而起主导作用的是LD，LnA和水。所属技术领域的熟练技术人员将认识到本产品的优越性，因为与现有技术n为3或3以上的状态相比，本产品易蒸发，不粘且可循环。根据本文公开的内容，本发明的种种优点对于所属技术领域的熟练技术人员来说是很明显的。

图1表示用于各实例中的实验室反应器;以及

图2是按照本发明由含水乳酸进料制造丙交酯的循环工艺流程图。

这些图将在下面详细地描述。