一種由乳酸銨生產乳酸乙酯的工藝方法
2023-04-27 22:53:31 2
專利名稱：一種由乳酸銨生產乳酸乙酯的工藝方法
技術領域：
本發明涉及合成乳酸乙酯的方法，具體為一種由乳酸銨生產乳酸乙酯的工藝方法。
乳酸乙酯廣泛地用於醫藥、農藥和其他精細化工品領域，是常用的食品香料，可作為制 藥工業制壓片潤滑劑和某些藥品的中間體，也是生產酒類食品的重要原料。並且乳酸乙酯具 有無毒、溶解性好、不易揮發及生物降解性等優點，是極具開發價值和應用前景的"綠色溶 劑"。
目前工業上生產乳酸乙酯主要是以乳酸為原料，而乳酸是通過發酵得到的，傳統的發 酵以CaC03為中和劑，首先生成乳酸鈣，然後用H2S04酸化，該方法不僅對設備有腐蝕現象， 而且會生成難以處理的GaS(h。而乳酸銨可以在乳酸發酵時採用氨水代替CaG03為中和劑時得 到，該發酵工藝也已比較成熟，因此以乳酸銨為原料直接合成乳酸乙酯，在工業上不需要先 將乳酸鹽轉化為游離的乳酸，可以縮短生產流程，降低生產成本，又避免了CaS04的產生，消 除了強酸對容器的腐蝕，同吋乳酸銨為中性原料，反應器和各種配管不需要鈦制或玻璃等的 耐酸材料，因此設備投資少。
目前研究以乳酸銨為原料合成乳酸乙酯的催化劑都是傳統的化學催化法，如1995年， Sterzel等US 5453365, Pr印aration of lactates.在乳酸發酵過程中以鹼土金屬和碳酸 鹽以及NK和002調節pH，得到的乳酸銨可以與醇進行酯化反應，此發明綜合了乳酸發酵過程
與乳酸酯化過程，具有原料可再生，製備工藝簡單，對設備要求低等特點；2003年，Halpen
等US 6583310 B1， Direct esterification of ammonium salts of carboxylic acids. 以
有機酸的銨鹽為底物，與乙醇在特定的反應設備中進行反應，在沒有催化劑的情況下，應用 化學隋性氣體N2為載體生產乳酸乙酯，隋性氣體帶走反應體系中的氨氣，減少了副產物的合 成，增加了乳酸乙酯的合成，轉化率能達到50%。但是需要氣體預處理及氣體回收裝置；2003 年，高靜，趙學明.CN 001300938,由乳酸銨催化合成乳酸乙酯的方法，以苯為脫水劑，金 屬滷化物AICl3為催化劑的條件下進行蒸餾，得到乳酸乙酯，產率達到20. 1%。此項技術縮短 了乳酸乙酯合成的工藝路線，利於連續化生產；2006年，趙學明，高靜.CN200510015147， 生物煉製生產乳酸乙酯及其共同產品的工藝方法，首先將乳酸銨與磷酸反應，將乳酸銨轉化
背景技術：
3為磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉和乳酸，以超細磁性固體超強酸S042—-Zr02/FeA為催化劑，回流 比2: 1-1: 1，催化精餾由乳酸和乙醇合成乳酸乙酯；2006年，趙學明，高靜.GN 03102421, 以乳酸銨為原料反應精餾製備乳酸乙酯的工藝，在金屬滷化物為催化劑的條件下，催化乳酸 銨與乙醇合成乳酸乙酯，產率可達35%以上，相對提高了產率，進一步簡化了操作步驟。
以上提到的研究報導均為非生物催化劑催化的化學催化法，均不同程度的存在設備腐蝕， 汙染環境等缺點。生物催化法具有反應條件溫和，產率高，環境友好等優點，具有化學催化
法不可比擬的優勢。但到目前未見以乳酸銨為原料生物催化合成乳酸乙酯的相關報導。
發明內容
本專利的目的在於避免複雜的生產設備和較高的操作條件而提供一種溫和的生產環境， 降低能耗，提高反應效率的技術，該方法以乳酸銨和乙醇為原料，生物酶為催化劑，具有反 應高效專一，汙染少，能耗低等優點。
本發明解決該技術問題所採用的技術方案是
一種乳酸乙酯的製備方法，它是以乳酸銨為原料，採用酶催化來製備乳酸乙酯的方法， 包括以下步驟
將乳酸銨與乙醇加入到反應器中，然後再依次加入溶劑和酶催化劑，其配比為質量比乳酸 銨乙醇二1: 3-11，酶催化劑用量為乳酸銨質量的14-29%，溶劑加入量為每克乳酸銨 18-28. 5ml，再將反應器密封后置於恆溫水浴搖床中，50-75'C下反應15-24h,得到乳酸乙酯；
上面所述酶催化劑為CGL(柱狀假絲酵母脂肪酶，購於Fluka公司)、Lipex(茸毛腐質黴菌 脂肪酶,購於諾維信公司)、N435(南極假絲酵母脂肪酶B,購於諾維信公司)或Lipasezyme TL IM(嗜熱真菌脂肪酶，購於諾維信公司)；
溶劑為環己烷、異辛烷、叔丁醇或正己垸。
本發明的有益效果是
1. 本發明是以生物酶為催化劑，具有反應條件溫和，環境友好等優點，產率能達到30% 以上，高於公開報導的產率28. 14%。
2. 本發明生產乳酸乙酯的方法，其主要原料乳酸銨是乳酸發酵過程的中間產物，省略了 乳酸鹽酸化的過程，縮短了乳酸乙酯的製備工藝，降低了乳酸乙酯的生產成本。
具體實施方式
實例1:
取乳酸銨0. 2135克和乙醇2. 2038克於50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將叔丁醇6毫升，酶N435(南極假絲酵母脂肪酶B,購於諾維信公司)0. 0618克依次加入到磨口具塞三角瓶中， 四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150rpm，反應溫度75度， 反應時間24小時。通過氣相色譜測定反應生成的乳酸乙酯的量,採用環己酮作為內標物，乳酸 乙酯產率為32. 0%。 實例2:
取乳酸銨0. 2127克和乙醇2. 2066克於50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將正己烷6毫升， 酶N435(南極假絲酵母脂肪酶B,購於諾維信公司)0. 0413克依次加入到磨口具塞三角瓶中， 四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150rpm，反應溫度60度， 反應時間24小時。通過氣相色譜測定反應生成的乳酸乙酯的量，採用環己酮作為內標物，乳酸 乙酯產率為28. 90%。 實例3:
取乳酸銨0. 2459克和乙醇0. 7753克於50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將環己烷6毫升， 酶Lipex (茸毛腐質黴菌脂肪酶，購於諾維信公司)0.0616克依次加入到磨口具塞三角瓶中， 四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150 rpm,反應溫度50度， 反應時間20小時。通過氣相色譜測定反應生成的乳酸乙酯的量，採用環己酮作為內標物，乳酸 乙酯產率為28. 7%。 實例4:
取乳酸銨0. 3701克和乙醇1. 2786克於50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將異辛烷7毫升， 酶Lipasezyme TL IM(嗜熱真菌脂肪酶，購於諾維信公司)O. 0536克依次加入到磨口具塞三角 瓶中，四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150 rpm，反應溫度 70度，反應時間15小時。通過氣相色譜測定反應生成的乳酸乙酯的量，採用環己酮作為內標 物，乳酸乙酯產率為27.5%。 實例5:
取乳酸銨0. 2701克和乙醇0. 8547克於50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將異辛烷7毫升， 酶CCL(柱狀假絲酵母脂肪酶，購於Fluka公司)O. 0456克依次加入到磨口具塞三角瓶中，四氟 乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150rpm，反應溫度65度，反應 時間19小吋。通過氣相色譜測定反應生成的乳酸乙酯的量，採用環己酮作為內標物，乳酸乙酯 產率為30. 3%。
權利要求
1，一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵為包括以下步驟將乳酸銨與乙醇加入到反應器中，然後再依次加入溶劑和酶催化劑，其配比為質量比乳酸銨∶乙醇＝1∶3-11，酶催化劑用量為乳酸銨質量的14-29％，溶劑加入量為每克乳酸銨18-28.5ml，再將反應器密封后置於恆溫水浴搖床中，50-75℃下反應15-24h，得到乳酸乙酯；上面所述酶催化劑為柱狀假絲酵母脂肪酶、茸毛腐質黴菌脂肪酶、南極假絲酵母脂肪酶B或嗜熱真菌脂肪酶；溶劑為環己烷、異辛烷、叔丁醇或正己烷。
全文摘要
本發明為一種由乳酸銨生產乳酸乙酯的工藝方法。它是以乳酸銨為原料，採用酶催化來製備乳酸乙酯的方法，包括以下步驟將乳酸銨與乙醇加入到反應器中，然後再依次加入溶劑和酶催化劑，其配比為質量比乳酸銨∶乙醇＝1∶3-11，酶催化劑用量為乳酸銨質量的14-29％，溶劑加入量為每克乳酸銨18-28.5ml，再將反應器密封后置於恆溫水浴搖床中，50-75℃下反應15-24h，得到乳酸乙酯；上面所述酶催化劑為柱狀假絲酵母脂肪酶、茸毛腐質黴菌脂肪酶、南極假絲酵母脂肪酶B或嗜熱真菌脂肪酶。本發明是以生物酶為催化劑，具有反應條件溫和，環境友好等優點，產率能達到30％以上；省略了乳酸鹽酸化的過程，縮短了乳酸乙酯的製備工藝，降低了乳酸乙酯的生產成本。
文檔編號C12P7/62GK101575622SQ20091006883
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月14日 優先權日2009年5月14日
發明者王營營, 靜 高 申請人:河北工業大學