Способ очистки гликолида или лактида от примесей органических кислот

 

Изобретение относится к лактонам, в частности к способу очистки гликолида или лактида от примесей органических кислот, может быть использовано в производстве полимеров медицинского назначения. Цель - повышение выхода продукта и упрощение процесса. Последний ведут обраооткой гликолида или лактида в расплаве или в растворе этилацетата при 50-90°С соединением кальция, выбранным из группы: СаО, СаН, СаСОН), СаСО. Молярное соотношение кальция и карбоксильных групп веществ составляет для гликолида

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g С 07 D 319/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTÎPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4446972/04 (22) 21.06.88 (46) 07.02.91. Бюл. М 5 (72) В.А, Ходжемиров, Т.В, Власова, Д.К. llоляков и А.A. Адамов (53) 547.4i 2. 2. 07 (088.8) (56) Патент СНА Р 3442871, кл. 260-78.3, опублик. 1969. !

1атент ChlA М 3457280, кл. 260-340.2, опублик. 1969. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГЛИКОЛИДА ИЛИ

ЛАКТИДА ОТ ПРИМЕСЕИ ОРГАНИЧЕСЯ1Х-КИСЛОТ (57) Изобретение относится к лактонам, в частности к способу очистки гликолида ипи лактида от примесей органических кислот, может быть использовано в производстве полимеров медиИзобретение относится к лактонам, в частности к усовершенствованному способу очистки гликолида или лактида от примесеи органических кислот, и может быть использовано для удаления следов воды и примесей кислотного характера из сырых лактонов, чтобы сделать их пригодными для получения высокомолекулярных полимеров медицинского назначения.

Целью изобретения является упрощения процесса и повышение выхода целевого продукта.

ll р и м е р 1. 1 О г сырого гликолида, содержащего по данным потенциол етрического титрования чВ,О 10 Змоль/г гликолевой кислоты, помещают в стеклянную ампулу и добавляют к нему оп-

„„SU„„1 25876 А 1

2 цинского назначения. Цель — повышение выхода продукт и упрощение процесса.

11оследнии ведут обработкой гликолида или лактида в расплаве или в растворе этилацетата при 50-90 С соединением кальция, выбранным из группы: СаО, СаН, Са(ОН), СаСО>. Молярное соотношение кальция и карбоксильных групп веществ составляет для гликолида (4-10):1 и для лактида (3-10) :1 при использовании СаН<, СаО и Са(ОН) или соотношение Са:С(0)ОН=(8-10):1 при использовании СаСО . Эти условия упрощают процесс за счет возможности проведения очистки гликолида и лактида при значительном содержании в исходных мономерах органических кислот, а также повышают выход целевых продуктов до 85-96;;. 3 табл, ределенное количество СаО, Смесь вао > куумируют и прогревают при 90 С в течение 1 ч. После охлаждения расплава его обрабатывают этилацетатом, предварительно осушенным СаО, для экстрак- © ции гликолида и анализируют глико- 00 лид на содержание остаточной гликоле- 3 вой кислоты, Молярное соотношение

Са/СООН =. 4,0:1. Остаточное содержание гликолевой кислоты 4,7 10 моль/л.

Выход очищенного мономера 0,90 г (90ь) .

Возгонку гликолида проводят при молярном соотношеьии СаО/гликолевая кислота, равном ч,О, которое обеспечивает достаточную степень связывания кислотных примесей в мономере. Для этого к 1,0 r сырого гликолида добавляют расчетное количество СаО так, что

1625876 молярное отношение СаО/гликолевая кислота равно не менее 4,0. 11олученную смесь помещают в стеклянную ампулу, вакуумируют (Poc = О, 1 мм рт.ст.), нагревают до 90оС и выдерживают расплав при этой температуре в течение

0,5 ч, а затем возгоняют гликолид при постоянной откачке (Р,.

= О, 1 мм рт.ст.). Возогнанный порошкообраэный гликолид собирают в специальный приемник и анализируют на содержание гликолевой кислоты. Выход мономера 0,90 г (90Х) остаточное содержание гликолевой кислоты 4,8 х10 моль/л, т.пл. (очищенного глико лида) 83,9 С.

Очищенный указанным способом гликолид полимеризуют под действием катализатора ЯпС1 2НоО при 160 С в течение 6 ч с образованием высокомолекулярного полимера с волокнообразующими свойствами. Вязкость расплава о полигликолида при 245 С составляет

22000 II. 25

Для сравнения очистку гликолида проводят по известному способу. Для этого гликолид-сырец (100-120 г) в противотоке аргона загружают в предварительно откаченный с(Ро, 30

= 0,О1 мм рт.ст.) прибор типа Сокслета. Затем таким же образом в колбу экстрактора загружают 300 мл этилацетата, предварительно осушенного

СаС1 и обезвоженным Са804.

Б атмосфере аргона, барботирующего через растворитель, экстрагнруют гликолид (температура куба с этилаце< татом 60 С, температура охлаждающей воды в холодильнике экстрактора 40

15-25 С). Раствор гликолида поступает в куб экстрактора, на фильтре остаются олигомеры гликолевой кислоты, нерастворимые в этилацетате.

Горячий раствор гликолида в противотоке аргона переливают в сосуд для перекристаллизации, который предварительно вакуумируют и заполняют аргоном. 11рн медленном охлаждении раствора до комнатной температуры гликолид выпадает из этилацетата в виде крупных игольчатых кристаллов.

Раствор в токе аргона сливают с осадка гликолида; последующие перекристаллизации проводят в этом же сосуде.

Содержание гликолевой кислоты в глико" лиде в зависимости от числа перекрис" таллиэаций мономера из этилацетата (по данным потенциометрического титрования) приведено в табл. 1.

Мономер, содержащий 4,6 ° 10 моль/г гликолевой кислоты,-пригоден для получения высокомолекулярного полимера.

T.ïë. мономера 84,1оС, вязкость расплава полигликолида при 245 С составо ляет 21000 II.

Пример 2. Аналогично примеру

1 по предлагаемому способу проводят очистку сырого D,L-лактида, содержащего 149,0 1О моль/л молочной кислоты. Смесь лактида с определенным количеством СаО прогревают в течение 1 ч при 130оС. Соотношение Са/СООН

3,0:1. Остаточное содержание молочной кислоты 4,5 10 змоль/л, выход

0,85 r (85Х).

Возгонку D,L-лактида проводят при молярном соотношении СаО/молочная кислота, равном 3,0, температуре 130 С и остаточном давлении 0,1 мм рт.ст.

Выход очищенного мономера 85Х, остаточное содержание молочной кислоты

4,2 ° 10 моль/л, т.пл. мономера

124, 1 оС.

Очищенный D,L-лактид полимеризуют в присутствии катализатора ЯпС1 х 2Н<0 при 160 С с образованием высоо комолекулярного полимера с волокнообразующнми свойствами.

Для сравнения очистку D,L-лактида проводят по известному способу аналогично примеру 1. Содержание молочной кислоты в D,L-лактиде в зависимости от числа перекристаллизаций мономера из этилацетата приведено в табл. 2.

T.пл. очищенного мономера

12339 С.

Пример 3. Аналогично примеру

1 по предлагаемому способу проводят возгонку гликолида в вакууме в присутствии добавки Са(ОН) при молярном соотношении Са/гликолевая кислота, равном 4,0. Выход мономера 85Х, остаточное содержание гликолевой кислоты

3,8 10 моль/л, вязкость расплава полигликолида 20000 П.

Пример 4. Аналогично примеру

2 по предлагаемому способу проводят возгонку лактида в присутствии

Са(ОН) при малярном соотношении

Са/молочная кислота, равном 3,0. Выход лактида 85Х, остаточное содержание молочной кислоты 4,0 ° 10 моль/л.

Пример 5. Аналогично примеру

1 по предлагаемому способу гликолид обрабатывают СаО при молярном отноТа блица 1

Выход гликолида,Х к исходному

Гликолид

Содержание гликолевой кислоты, моль/л

48,0 10 100

Исходный

11осле перекристаллизации первои второй третьей четвертой

26,0 10

14,0 10

7 5.10

4„6-10

5 16258 шении Са/гликолевая кислота, равном

6,0, и температуре 90 С в течение

О,5 ч. Очищенный мономер экстрагируют иэ застывшей реакционной массы этилацетатом, предварительно осушенным

СаО. Выход гликолида 95Х, остаточное содержание гликолевой кислоты

2,1 ° 10 моль/л, т.пл. 84,2 С.

Пример 6. 10,0 г сырого гликолида, содержащего 48,0-10 моль/г

-3 10 гликолевой кислоты, растворяют в

50 мл этилацетата при 60 С. К полученному раствору добавляют окспд кальция в таком количестве, что полярное отношение Са/гликолевая кислота равно 5 О. Приготовленную суспензию выВ е о держивают при 60-80 С и постоянном перемешивании в течение 30 мин. Далее раствор отфильтровывают и отгоняют органический растворитель. Выход гликолида 90Х, остаточное содержание гликолевой кислоты в гликолиде

4,2.10 моль/л,т.пл. 84,1 С.

Пример 7. Аналогично примеру

6 проводят обработку D,L-лактида, содержащего 149,0 10 моль/л молочной кислоты, оксидом кальция при молярном отношении Са/молочная кислота, равном

5 О. Выход лактида 92Х, остаточное со- 0 держание молочной кислоты .4,7> п10 мапь/л, т.пл. 124,1 С.

Данные влияния условий обработки, проведенной по предлагаемому способу, на выход очищенных гликолида и лактида по примерам 1-33 приведены в табл. 3.

Как следует иэ данных, приведенных в табл. 3, проведение процесса

76 6 при предлагаемых условиях позволяет упростить процесс за счет уменьшения количества стадий очистки и увеличить выход продукта до 85-96Х. При этом качество продукта, определяемое температурой плавления либо оцененное по вязкости полимера, полученного из мономера, находится на известном уровне.

Кроме того, очистку гликалида и лактида проводят при значительном (до 1 мол.Х) содержании в исходных мономерах органических кислот.

Таким образом, предлагаемы способ позволяет упростить процесс и увеличить выход целевого продукта до

85-9b/.

Формула изобретения

Способ очистки гликолида или лактида от примесей органических кислот с использованием обработки исходного соединения при повьппенной температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повьппения качества целевого продукта, процесс ведут обработкой гликолида или лактида в расплаве или в растворе этилацетата при 50-90 С неорганичес о ким соединением кальция, выбранньии из группы: Са0, СаН, Са(ОН) или

СаСО при молярном соотношении

Са/СООН, равном (4- 10):1 в случае гликолида и (3-10): 1 в случае лактида для СаН, СаО и Са(ОН), или при малярном соотношении Са/СООН, равном (8-10):1 для СаСО

1625876 блица 2

149,0 10

100

Исходный

После пере" кристаллизации: первой второй третьей четвертой

60, 0 ° 1(Г

25,0 ° 10

10,0 "10

4,6 10

Таблица 3

Остаточное соВыход очищенного моТемпература обработки (для метода фильтрации) Молярное соотношение

Са/СООН

Пример етод браотки соединение номера, Х кальция кислоты п 10З моль/л

4,7

4:1

Расплав, возгонка

То же, СаО

Раствор, экстракция ,Раствор, фильтрация

То же

60-80 4,2

5:1

СаО

90 4,7

60-80 4,2

4,2

92

92

6:1

4:1

4:1

СаО

СаН

Сан, Расплав, возгонка

Раствор, фильтрация

То же

4,6

10

Са (ОН)

4!1

94

5,0

5,0

4,9

11

12 — 11

8:1

10:1

8:1

СаСО

СаСО>

СаСО

Расплав, возгонка

То же

Раствор, фильтрация

То же

5,0

3,6

14

15 .

10:1

10:1

СаС0>

Са0

Са(ОН) 10:1

Сан 10.1

Са 10! 1

92

91

3,7

3 5

3,4

16

17

II

P асплав, Возгонка

Исходный мономер

1 Гликолид

Лактид

Гликолид

Лактид

Гликолид

6 Гли колид

7 Лактид

8 Гликолид

Неор ганическое

СаО

Са (ОН)

Са (ОН)

СаО

3:1

4:1

3:1

6:1

50 держание органической

4,2

3,8

4,0

2,1

95 о

1625876

Продолжение табл.3

7 8

То же

Раствор, фильтра19

20 Лактид

СА(ОН) 10: 1

СаО 3:1

3,5

4,6

91

50

11

22 Лактид

91

3,8

4,5

10:1

3:1

СаО

Са(ОН) ция

То же

Расплав, возгонка

То же

Составитель В. Иякувева

Техред A.Кравчук Корректор И, Эрдейи

Редактор И. Дербак

Заказ 260 Тираж 234 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, N-35, Раукская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

23

24

26

27

29

31

32

33 и

1!

ll

И

11 н

ll

11

II

Са(ОН)а

СаН, СаНт

СаСР

СаСО>

СаСО

СаСОу

СаО

Са(ОН)

Сая <, СаН, 10:1

3:1

5:1

8:1

10:1

8:1!

О:1

10:1

10:1

3:1

1Ог! ция

То же

Раствор, фильтра11

11

II

Il

I1

II

50 3,6

60"80 4,2

50 4,7

50 4,8

50 4,8

4,8

4,5

3,3

3,2

4,8

3,6

92

91

94

96

96

91

93