[发明专利]利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法

说明书

本发明公开一种利用L‑乳酸生产L‑丙交酯的方法，包括如下步骤：(1)原料准备：40‑60wt％的L‑乳酸溶液，L‑乳酸的光学纯度大于或等于99.5％；(2)脱水寡聚，得到L‑乳酸寡聚物；(3)L‑乳酸寡聚物解聚制备L‑丙交酯。本发明利用L‑乳酸生产L‑丙交酯的方法，可以获得分子量分布较窄的乳酸寡聚物，并且以其为原料制得的L‑丙交酯的产率和光学纯度均很高。

技术领域

本发明涉及乳酸深加工技术领域领域。更具体地，涉及一种利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法。

背景技术

聚乳酸是一种性能优良的，具有生物相容性和生物可降解性的聚合物，主要用于可降解包装材料以及药物微球载体、防粘膜、生物导管、骨科用固定物、骨科手术器件、人工骨等医用材料方面。

由单体乳酸制备聚乳酸的过程中，首先是由单体乳酸生成乳酸低聚物，然后再由乳酸低聚物直接缩聚制备聚乳酸，或由乳酸低聚物制备丙交酯然后丙交酯开环聚合生成聚乳酸。其中，利用丙交酯开环聚合可以制备分子量较高的聚乳酸，因而成为当前的首选。

低聚乳酸不仅可以作为制备聚乳酸的原来，还可以作为医药中间体，中国专利文献CN1498237A公开了一种乳酸低聚物的制备方法，其利用丙交酯为原料，可以选择性地制备链状和环状乳酸低聚混合物。该方法的缺点在于：(1)必须使用丙交酯为原料，但在工业化生产中，以乳酸单体为原料最为廉价，由乳酸单体直接制备丙交酯的成本较高，只能使用熔融缩聚中的副产物丙交酯作为原料；(2)使用的四氢呋喃等溶剂有毒，不适宜工业化应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种利用L-乳酸单体生成L-乳酸寡聚物并制备L-丙交酯的方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法，包括如下步骤：

(1)原料准备：40-60wt％的L-乳酸溶液，L-乳酸的光学纯度大于或等于99.5％；

(2)脱水寡聚，得到L-乳酸寡聚物；

(3)L-乳酸寡聚物解聚制备L-丙交酯。

上述利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法，在步骤(2)中，向L-乳酸溶液中加入丙酮酸乙酯，丙酮酸乙酯与L-乳酸溶液的体积比为0.5-1:1；同时向混合溶液中加入氧化钴和二-半胱氨酸甲酯氧钒作为催化剂，搅拌；氧化钴的使用量为L-乳酸质量的0.02％-0.04％，二-半胱氨酸甲酯氧钒使用量为L-乳酸质量的0.04％-0.08％；反应时间为3h-6h，反应温度为5-30℃。

上述利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法，在步骤(2)中：

初始反应时：氧化钴和二-半胱氨酸甲酯氧钒的加入质量之比为1:1.5，氧化钴在初始反应时的加入量为氧化钴总加入量的1/2；反应温度自初始反应至反应时间过去二分之一一直保持5℃-10℃；

反应时间过去二分之一的时候：把剩余二-半胱氨酸甲酯氧钒全部加入反应釜；反应温度自反应时间过去二分之一至反应时间过去四分之三一直保持15℃-20℃；

反应时间过去四分之三的时候：把剩余氧化钴全部加入反应釜；反应温度自反应时间过去四分之三至反应结束一直保持25-30℃。

上述利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法，在步骤(2)中，二-半胱氨酸甲酯氧钒的制备方法为：半胱氨酸甲酯和硫酸氧钒在硼酸溶液，在室温下混合搅拌，反应3-5h，得到紫色固体；半胱氨酸甲酯和硫酸氧钒物质的量比5:1，半胱氨酸甲酯在硼酸溶液中的浓度为0.1-5mol/L。

上述利用L-乳酸生产L-丙交酯的方法，在步骤(2)中，反应结束后，过滤，静置分层，分离出有机相，水洗有机相；将水洗后的有机相减压蒸馏除去溶剂，得白色固体。