專利名稱：溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，是屬于以乳酸和乙醇制備乳酸乙酯技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前乳酸乙酯生產(chǎn)廠家大多采用傳統(tǒng)的濃硫酸催化、苯脫水酯化的工藝。該工藝簡述如下將乳酸(含量80％)和乙醇(92～93％)按某一配比配料，加入濃硫酸作為催化劑，加入大量的苯作為脫水劑。然后在酯化釜(塔)內(nèi)加熱回流酯化，由苯、乙醇、水三者形成三元共沸物而將原料中含有的水和酯化過程中產(chǎn)生的水除去，以提高乳酸的成酯率。酯化結(jié)束后，回收部分乙醇和苯的混合物，然后在精餾釜(塔)內(nèi)進(jìn)行加熱常壓精餾?；厥?47～157℃餾份得到乳酸乙酯產(chǎn)品。上述的生產(chǎn)過程，由于自身工藝存在如下問題(1)乳酸與稀硫酸共熱時(shí)分解為乙醛和甲酸，與脫水劑共熱時(shí)生成丙交酯；(2)乳酸乙酯與水完全互溶；(3)乳酸原料本身含有20％左右的水。因此，致使乳酸產(chǎn)率低，僅為55～65％，原料消耗高，生產(chǎn)周期長，并且產(chǎn)品質(zhì)量差，乳酸乙酯帶有明顯的苯的氣味，不符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，該方法在生產(chǎn)過程簡單，產(chǎn)率高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的以乳酸和乙醇為原料于溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，其特征在于包括以下過程以氯仿、叔丁醇或四氫呋喃為溶劑，或上述溶劑的混合溶劑中，按乳酸與乙醇的摩爾比＝(1∶5)～(1∶10)加入乳酸和乙醇，以及按每摩爾乳酸10～30g的酶催化劑加入脂肪酶，進(jìn)行完全混合后，并在反應(yīng)液中乳酸濃度為0.3～0.6mol/L和在60～70℃溫度下，于恒溫水浴，搖床轉(zhuǎn)數(shù)控制在200～250轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)24～48小時(shí)，制得含有乳酸乙酯的粗品。
上述的脂肪酶為固定化南極假絲酵母脂肪酶B、固定化毛霉菌脂肪酶或茸毛腐質(zhì)霉菌脂肪酶。
本發(fā)明同現(xiàn)有乳酸乙酯制備方法相比，其優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)條件溫和，能耗低，催化劑與產(chǎn)品易分離易操作，設(shè)備不易腐蝕，無環(huán)境污染，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量高。
具體實(shí)施例方式
下面在以實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
例一原料組成乳酸(85％)，無水乙醇乳酸∶乙醇(摩爾比)＝1∶9，混合反應(yīng)物共0.5g，催化劑使用茸毛腐質(zhì)霉菌脂肪酶，用量為50mg，再加入四氫呋喃5mL作溶劑。
以上原料，依次加入50mL具塞錐形瓶中，使恒溫水浴振蕩器控制溫度70℃，轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)24小時(shí)。所得產(chǎn)品采用氣相色譜分析，乳酸乙酯的產(chǎn)率為73.9％。
例二原料組成乳酸(85％)，乙醇(無水)
乳酸∶乙醇(摩爾比)＝1∶6，混合反應(yīng)物共0.7g，催化劑使用固定化南極假絲酵母脂肪酶B，用量為80mg，再加入氯仿5mL作溶劑。
以上原料，依次加入50ml具塞錐形瓶中，使恒溫水浴振蕩器控制溫度60℃，轉(zhuǎn)數(shù)250轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)48小時(shí)。所得產(chǎn)品采用氣相色譜分析，乳酸乙酯的產(chǎn)率為76.4％。
例三原料組成乳酸(85％)，乙醇(無水)乳酸∶乙醇(摩爾比)＝1∶8，混合反應(yīng)物共0.7g，催化劑使用固定化毛霉菌脂肪酶，用量為80mg，再加入叔丁醇5mL作溶劑。
以上原料，依次加入50mL具塞錐形瓶中，使恒溫水浴振蕩器控制溫度60℃，轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)24小時(shí)。所得產(chǎn)品采用氣相色譜分析，乳酸乙酯的產(chǎn)率為73.5％。
例四原料組成乳酸(85％)，乙醇(無水)乳酸∶乙醇(摩爾比)＝1∶10，混合反應(yīng)物共0.9g，催化劑使用固定化毛霉菌脂肪酶，用量為50mg，再加入叔丁醇、氯仿(體積比1∶1)混合溶劑5mL。
以上原料，依次加入50mL具塞錐形瓶中，使恒溫水浴振蕩器控制溫度70℃，轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)30小時(shí)。所得產(chǎn)品采用氣相色譜分析，乳酸乙酯的產(chǎn)率為74.2％。
例五原料組成乳酸(85％)，乙醇(無水)乳酸∶乙醇(摩爾比)＝1∶10，混合反應(yīng)物共0.9g，催化劑使用固定化南極假絲酵母脂肪酶B，用量為50mg，再加入四氫呋喃、叔丁醇(體積比1∶2)混合溶劑5mL。
以上原料，依次加入50mL具塞錐形瓶中，使恒溫水浴振蕩器控制溫度60℃，轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)24小時(shí)。所得產(chǎn)品采用氣相色譜分析，乳酸乙酯的產(chǎn)率為72.1％。
權(quán)利要求
1.一種溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，該方法以乳酸和乙醇為原料，于溶劑相中酶催化進(jìn)行合成，其特征在于包括以下過程以氯仿、叔丁醇或四氫呋喃為溶劑，或上述溶劑的混合溶劑中，按乳酸與乙醇的摩爾比＝(1∶5)～(1∶10)加入乳酸和乙醇，以及按每摩爾乳酸10～30g的酶催化劑加入脂肪酶，進(jìn)行完全混合后，并在反應(yīng)液中乳酸濃度為0.3～0.6mol/L和在60～70℃溫度下，于恒溫水浴，搖床轉(zhuǎn)數(shù)控制在200～250轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)24～48小時(shí)，制得含有乳酸乙酯的粗品。
2.按權(quán)利要求1所述的溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，其特征在于脂肪酶為固定化南極假絲酵母脂肪酶B、固定化毛霉菌脂肪酶或茸毛腐質(zhì)霉菌脂肪酶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溶劑相中酶催化合成乳酸乙酯的方法，是屬于以乳酸和乙醇制備乳酸乙酯技術(shù)。該方法以乳酸和乙醇為原料，于溶劑相中酶催化進(jìn)行合成，其特征在于包括以下過程以氯仿、叔丁醇或四氫呋喃為溶劑，或上述溶劑的混合溶劑中，按乳酸與乙醇的摩爾比＝(1∶5)～(1∶10)加入乳酸和乙醇，以及按每摩爾乳酸10～30g的酶催化劑加入脂肪酶，進(jìn)行完全混合后，并在反應(yīng)液中乳酸濃度為0.3～0.6mol/L和在60～70℃溫度下，于恒溫水浴，搖床轉(zhuǎn)數(shù)控制在200～250轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)24～48小時(shí)，制得含有乳酸乙酯的粗品。本發(fā)明同現(xiàn)有乳酸乙酯制備方法相比，其優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)條件溫和，能耗低，催化劑與產(chǎn)品易分離易操作，設(shè)備不易腐蝕，無環(huán)境污染，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量高。
文檔編號(hào)C12P7/62GK1594585SQ20041001973
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者高靜, 趙天濤, 趙學(xué)明 申請人:河北工業(yè)大學(xué)