[发明专利]制备四甲基乙交酯的方法

说明书

本发明涉及制备四甲基乙交酯的方法，包括转化2-羟基异丁酸。

环状酯很久以来已经被用于尤其是制备可生物降解的聚合物，其中该酯从α-羟基羧酸的制备很久以来就已经是现有技术。例如，公开文献DE267826描述了一种制备丙交酯的方法，其中将乳酸缓慢地加热200℃到并且有利地在真空下蒸馏出其中生成的丙交酯。在该方法中，尤其是生成乳酸的低聚物和聚合物。相应地，该方法带有许多缺点。其中尤其包括所得产物的纯度低和收率低。

此外，已知制备环状酯的方法，其中一种聚酯，特别是聚交酯被解聚合，形成环状酯。这种方法例如是公开文献DE-A-3708915的主题，其中该文献的导言部分引用了另一篇现有技术。该方法的缺点特别是，必须首先制备聚合物并且进行纯化。在此，该方法因为使用的起始原料而相对比较昂贵。

此外，文献WO95/09142描述了一种用于制备环状酯的方法，其中首先制备一种α-羟基羧酸的水相。α-羟基羧酸通过用一种有机溶剂萃取而从水相中提取。有机相随后与另一种沸点高于萃取剂的溶剂混合。萃取剂在另一步骤中除去。随后，包含在反应混合物中的α-羟基羧酸转化成环状酯，其中低聚物和聚合物的含量保持低于20％重量。然后，得到的环状酯通过萃取或结晶与副产物分离开。该方法非常复杂，因为需要很多步骤对得到的产物进行纯化。此外，低聚物和/或聚合物的含量必须保持非常低。但是这会带来起始物的浓度必须保持相对较低。因此要分离出大量的溶剂。

此外，文献EP-A-0834511描述了对环状酯的制备和纯化。该环状酯在此过程中或者通过聚合物的解聚或者通过α-羟基羧酸的环化而保持溶解。关键步骤是将得到的反应产物与原酸酯反应以降低产物中水和酸的含量。该方法得到了好的产物。但是使用的原酸酯相对较贵，从而总工艺能够被改善。

尽管在上述文献中描述的方法已经可以用于制备环状酯，但仍存在着长期需求以进一步改善这种工艺，以便降低制造成本和改善收率。

鉴于现有技术，本发明现在的任务是提供一种制备环状酯的方法，其能够特别简单地、成本适宜地进行并且具有较高收率。一个特别的问题尤其在于提出一种方法，其能够灵活地用于制备不同的产物，以便如此保证使用的生产设备有高的负载能力。

此任务以及其他未详尽叙述的任务通过具有权利要求1全部技术特征的方法得以解决，这些未详尽叙述的任务可以由开头讨论的上下文中轻易得到推导或得出。本发明方法合乎目的的改变由从属权利要求所保护。

本发明的主题因此是一种制备四甲基乙交酯的方法，其特征在于，将包括至少50％重量2-羟基异丁酸和/或四甲基乙交酯的组合物加热到至少100℃的温度。该方法可以特别简单、经济地和高收率地实施。

同时，通过本发明的方法获得一系列的其它优点。尤其包括该方法是特别灵活的。在此过程中，该方法可以设计为，除了四甲基乙交酯外还可以获得其它产物，例如甲基丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸。此外，本发明的方法可以在高速度、低能耗和低收率损失的情况下实施。

化合物四甲基乙交酯(3，3，6，6-四甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮)本身从现有技术中是已知的并可以通过2-羟基异丁酸的二聚反应获得，如EP-A-0834511中所描述的。

根据本发明，四甲基乙交酯通过一种包括至少50％重量2-羟基异丁酸和/或四甲基乙交酯的组合物得到。优选地该组合物包括至少70％重量和完全特别优选至少90％重量2-羟基异丁酸和/或四甲基乙交酯。术语“羟基异丁酸和/或四甲基乙交酯”解释为组合物除了起始物和产物外仅包括较少量的溶剂或其它物质。但溶剂可以包含在反应混合物中。具有低沸点的溶剂可以在蒸馏器中进行反应时通过顶部分离掉。该溶剂特别可以用于将起始物混合物的加入温度保持较低。这在连续方法中是特别有利的。此外，由此可以将在反应开始时的温度保持较低，使得生成特别少的不希望的副产物。具有高沸点的溶剂时在蒸馏器中进行反应时经常保留在产物中。该溶剂经常会降低固化温度，使得产物流在相对低的温度下可以从蒸馏器中导出。

合适的溶剂包括例如醇、酮、醛、酯、醚、羧酸、烃和这些溶剂相互之间的混合物以及与其它溶剂的混合物。

烃溶剂包括脂族、脂环族和芳族烃。这种烃特别包括戊烷、己烷、特别正-己烷和3-甲基戊烷、庚烷，特别正-庚烷和3-甲基己烷、辛烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙基苯。

此外，合适的溶剂包括羧酸和羧酸酯。它们特别包括乙酸，乙酸乙酯，α-羟基羧酸，特别2-羟基异丁酸和2-羟基异丁酸甲基酯。