一種乳酸乙酯的製備方法
2023-04-27 23:04:56 1
一種乳酸乙酯的製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種乳酸乙酯的製備方法，屬於有機溶劑的合成和綠色化工領域。解決傳統乳酸乙酯合成方法中存在的產物收率低、產品中夾帶有毒溶劑、產品質量差等問題。該方法將丙交酯與乙醇在催化劑作用下，在加熱回流條件下反應，再經過減壓蒸餾提純得到的。蒸餾的後餾分主要成分為乳醯乳酸乙酯，它能和蒸出的乙醇繼續反應，進一步生成乳酸乙酯，兩次反應丙交酯總轉化率在98％以上。該方法具有反應速度快、條件溫和、原料與產物易於分離、產品質量高、安全環保的優點。
【專利說明】一種乳酸乙酯的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於有機溶劑的合成和綠色化工領域，具體涉及一種乳酸乙酯的製備方法。
【背景技術】
[0002]乳酸乙酯的分子式為C5HltlO3,熔點_126°C，沸點154°C，能與水互溶，是一種重要的化工原料。因為其無毒、溶解性好、不易揮發，可生物降解等優點，作為極具開發價值的「綠色溶劑」，可以用來取代目前工業上使用的傳統的有毒溶劑，如滷代類、醚類、氟氯烴類溶劑，如清洗油田管道、配製各類高檔油漆等；乳酸乙酯也是一種食用香料，具有酒香，用於調製各種酒類和食用香精，也可用在飼料工業中作為香味劑；此外，在製藥工業用作壓製藥片用的潤滑劑，藥物中間體等；乳酸乙酯在工業中有著廣泛的應用。
[0003]乳酸乙酯的合成通常採用酯化法，乳酸和乙醇在酸性催化劑存在下脫水反應，生成酯，再通過減壓蒸餾進行純化。但常規方法主要有兩個問題，其一是為了得到儘可能高的轉化率，要設法除掉反應生成的水，促使反應向正方向進行，通常採用苯、甲苯等有毒的有機溶劑作為帶水劑；其二，濃硫酸常作為反應的催化劑，導致反應時間長、設備腐蝕嚴重、副產物多等缺點，嚴重影響了產品的質量，並給後續純化工作帶來困難。
[0004]丙交酯是兩步法生產聚乳酸的中間產物，分子式為C6HltlO4,根據旋光性分為L-丙交酯、D-丙交酯和內消旋丙交酯，一般丙交酯的獲得是由乳酸縮水低聚，得到乳酸的低聚物，再經過裂解得到丙交酯。一般L乳酸製得L丙交酯，D乳酸製得D丙交酯，但由於丙交酯容易消旋，在生產丙交酯過程中會有一些內消旋丙交酯的產生。由於聚乳酸的結晶性能和耐熱性能受聚合物中旋光性影響，用於聚合的丙交酯內消旋丙交酯含量過高，會導致聚乳酸的性能變差，因此消旋丙交酯的使用受到了限制。而乳酸乙酯作為溶劑或者藥物中間體等是沒有旋光要求的，因此用消旋丙交酯來生產乳酸乙酯既實現了綜合利用，又能快速、聞收率的獲得聞品質的乳酸乙酷。
【發明內容】
[0005]為了解決傳統乳酸乙酯合成方法中存在的乳酸收率低、產品中夾帶有毒溶劑、產品質量差等問題，本發明提供一種乳酸乙酯的製備方法。
[0006]本發明提供一種乳酸乙酯的製備方法，包括:
[0007]將丙交酯與乙醇在催化劑作用下，在加熱回流條件下反應，再經過減壓蒸餾提純獲得乳酸乙酯。
[0008]優選的是，所述的丙交酯選自L丙交酯、D丙交酯或內消旋丙交酯中的一種或幾種。
[0009]優選的是，所述的乙醇為無水乙醇。
[0010]優選的是，所述的催化劑為路易斯酸或錫鹽。
[0011]優選的是，所述的路易斯酸包括對甲苯磺酸或三氯化鋁。[0012]優選的是，所述的錫鹽包括辛酸亞錫、氯化亞錫或苯甲酸亞錫。
[0013]優選的是，所述的反應溫度為80_100°C，反應時間為2-10h。
[0014]優選的是，所述的丙交酯和乙醇的摩爾比為1: (2-10)。
[0015]優選的是，所述的方法還包括將減壓蒸餾後得到的後餾分乳醯乳酸乙酯再次與乙
醇反應。
[0016]本發明的有益效果
[0017]本發明提供一種乳酸乙酯的製備方法，該方法將丙交酯與乙醇在催化劑作用下，在加熱回流條件下反應，再經過減壓蒸餾提純得到的。本發明的方法得到產物除了目標產物乳酸乙酯和中間產物乳醯乳酸乙酯外，沒有其他副產品生成，而乳醯乳酸乙酯還可以進一步轉化成乳酸乙酯，最終產物只有乳酸乙酯，即化學反應中參加反應的原子全部進入到最終產物；其次，本發明所用原料丙交酯沒有旋光要求，既可以是L丙交酯、D丙交酯，還可以是消旋丙交酯，或者幾種丙交酯的混合物，原料的應用範圍廣，尤其可以將不利於生產高品質聚乳酸的消旋丙交酯重新利用生產乳酸乙酯，既實現了原料的綜合利用，也能達到經濟效益的最大化，有相當高的經濟價值；再次，丙交酯與乙醇反應，丙交酯的轉化率高，可以達到98%以上，過量的乙醇可以反覆回用，生產成本低。此外，用丙交酯和乙醇直接合成乳酸乙酯，由於在沸點方面，乙醇、乳酸乙酯、乳醯乳酸乙酯和丙交酯相差較大，產物很容易通過蒸餾得到純化，反應中也沒有其它溶劑參與，可以得到高純度的乳酸乙酯產品。
【具體實施方式】
[0018]本發明提供一種乳酸乙酯的製備方法，包括:
[0019]將丙交酯與乙醇在催化劑作用下，在加熱回流條件下反應，再經過減壓蒸餾提純獲得乳酸乙酯。
[0020]按照本發明，所述的主要為酯交換反應，反應過程分兩步進行:丙交酯先與一分子乙醇反應，開環生成乳醯乳酸乙酯，乳醯乳酸乙酯再與另一分子乙醇發生酯交換，生成兩分子的乳酸乙酯，其中第一步反應速度較快，反應的第二步為限速步驟，其反應過程如下:
[0021]
【權利要求】
1.一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，包括: 將丙交酯與乙醇在催化劑作用下，在加熱回流條件下反應，再經過減壓蒸餾提純獲得乳酸乙酯。
2.根據權利要求1所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的丙交酯選自L丙交酯、D丙交酯或內消旋丙交酯中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的乙醇為無水乙醇。
4.根據權利要求1所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的催化劑為路易斯酸或錫鹽。
5.根據權利要求4所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的路易斯酸包括對甲苯磺酸或 三氯化鋁。
6.根據權利要求4所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的錫鹽包括辛酸亞錫、氯化亞錫或苯甲酸亞錫。
7.根據權利要求1所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的反應溫度為80-100°C，反應時間為2-10h。
8.根據權利要求1所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的丙交酯和乙醇的摩爾比為1:(2-10)。
9.根據權利要求1所述的一種乳酸乙酯的製備方法，其特徵在於，所述的方法還包括將減壓蒸餾後得到的後餾分乳醯乳酸乙酯再次與乙醇反應。
【文檔編號】C07C67/00GK103922933SQ201410165748
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】孫彬, 馮立棟, 邊新超, 項盛, 劉焱龍, 李杲, 陳學思 申請人:中國科學院長春應用化學研究所