本發(fā)明涉及一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，屬于有機化學品合成。

背景技術：

1、可降解塑料是消除白色污染的有力武器，而聚乳酸是多種可降解塑料的主要成分。高分子量聚乳酸的機械性能較好，使用壽命較長，是高質量可降解塑料的首選材料。丙交酯是高分子量聚乳酸的必備原料，丙交酯合成是可降解塑料產業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)，目前擁有高效、成熟丙交酯生產技術及專利的國家及企業(yè)很少。另一方面，丙交酯多由乳酸自身的酯化反應生成，此反應需要高純乳酸，而生物發(fā)酵所產乳酸純度極低，需通過乳酸與醇類的酯化反應生成憎水性的乳酸酯，才能通過蒸餾或萃取將乳酸酯濃縮、提純，然后將乳酸酯水解，并除去殘留的水，才能制得高純度的乳酸。整個流程步驟繁多，嚴重制約了丙交酯及聚乳酸塑料的工業(yè)應用。若開發(fā)出以乳酸酯為原料直接合成丙交酯的工藝方法，則可省去乳酸酯水解、乳酸除水這兩步，大幅簡化丙交酯的生產流程，降低聚乳酸塑料的生產成本，為減少固體垃圾、保護環(huán)境做出貢獻。

技術實現思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種以乳酸酯為原料合成丙交酯的方法，在溫和條件下將乳酸酯一步轉化為丙交酯，且收率較高。

2、解決上述技術問題的技術方案是：一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，在反應器中混合液態(tài)乳酸酯與催化劑，反應，副產物醇類蒸發(fā)、排出，在反應器中得到含有丙交酯的液態(tài)產品；

3、所述乳酸酯包括乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯中的一種或幾種；

4、所述催化劑包括氫型離子交換樹脂、氫型分子篩、磷酸、氯化鋁、硫酸鋁、雜多酸、酸性離子液體中的一種或幾種。

5、優(yōu)選的，反應溫度為60℃～200℃，反應時間2～5小時。

6、優(yōu)選的，乳酸酯與催化劑的配比為1毫升乳酸酯∶0.08～0.12克催化劑。

7、優(yōu)選的，反應器中還加有抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑，所述抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑是γ-丁內酯、γ-戊內酯、γ-己內酯、二乙二醇、三乙二醇、甘油、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、環(huán)丁砜中的一種或幾種。

8、優(yōu)選的，乳酸酯與抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑的配比為1毫升乳酸酯∶0.8～1.2毫升抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑。

9、優(yōu)選的，副產物醇類包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或幾種。

10、優(yōu)選的，反應器包括反應精餾塔、裝有分凝器的釜式反應器、敞開式反應器中的一種或幾種。

11、本發(fā)明通過反應蒸餾生產丙交酯的原理是：利用反應底物乳酸酯與副產物醇類、目標產物丙交酯的沸點之間的顯著差異，通過反應蒸餾方式將產物醇類或丙交酯及時排出反應體系，不斷打破酯交換反應的化學平衡限制，推動反應正向進行，從而提高丙交酯收率。

12、與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：操作簡單，條件溫和，節(jié)能環(huán)保，固定投資及操作成本低，丙交酯產率較高。

技術特征：

1.一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：在反應器中混合液態(tài)乳酸酯與催化劑，反應，副產物醇類蒸發(fā)、排出，在反應器中得到含有丙交酯的液態(tài)產品；

2.根據權利要求1所述的一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：反應溫度為60℃～200℃，反應時間2～5小時。

3.根據權利要求1或2所述的一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：乳酸酯與催化劑的配比為1毫升乳酸酯∶0.08～0.12克催化劑。

4.根據權利要求1或2所述的一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：反應器中還加有抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑，所述抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑是γ-丁內酯、γ-戊內酯、γ-己內酯、二乙二醇、三乙二醇、甘油、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、環(huán)丁砜中的一種或幾種。

5.根據權利要求4所述的一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：乳酸酯與抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑的配比為1毫升乳酸酯∶0.8～1.2毫升抑制乳酸酯揮發(fā)的溶劑。

6.根據權利要求1或2所述的一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：副產物醇類包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或幾種。

7.根據權利要求1或2所述的一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，其特征在于：反應器包括反應精餾塔、裝有分凝器的釜式反應器、敞開式反應器中的一種或幾種。

技術總結
本發(fā)明涉及一種乳酸酯反應蒸餾合成丙交酯的方法，在反應器中混合液態(tài)乳酸酯與催化劑，反應，副產物醇類蒸發(fā)，故從反應體系中移除，最終在反應器中得到含有丙交酯的液態(tài)產品。本發(fā)明的原理是：利用乳酸酯與副產物醇類及目標產物丙交酯的沸點的較大差異，通過反應蒸餾方式將產物醇類或丙交酯及時排出反應體系，不斷打破酯交換反應的化學平衡限制，推動反應正向進行，從而提高丙交酯收率。本發(fā)明的優(yōu)勢在于：一步實現乳酸酯到丙交酯的轉化，條件溫和，設備簡單，操作溫度低，節(jié)能環(huán)保，生產效率高。

技術研發(fā)人員：艾碩,玉萬國,黃承都
受保護的技術使用者：廣西科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10