Способ очистки лактида

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу очистки лактида, содержащего примеси мезо-лактида, молочной кислоты и низкомолекулярных олигомеров молочной кислоты, методом перекристаллизации из серии органических растворителей, отличающемуся тем, что перекристаллизация проводится поэтапно не более трех раз из двух растворителей различной природы, представляющих ароматические углеводороды и алифатические спирты С1-С5 и добавленных последовательно, в условиях одного метода очистки. Технический результат – разработан новый простой и доступный способ очистки лактида, который является одним из исходных мономеров в реакциях с раскрытием цикла при получении ценных биодеградируемых полимеров, которые находят широкое применение в медицине, фармацевтике, пищевой промышленности и в современных аддитивных технологиях. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу очистки лактида, который является одним из исходных мономеров в реакциях с раскрытием цикла при получении ценных биодеградируемых полимеров, которые находят широкое применение в медицине, фармацевтике, пищевой промышленности и в современных аддитивных технологиях. В последние годы лактиды, представляющие собой димерные циклические сложные эфиры молочной кислоты, полученные термической деполимеризацией соответствующих олигомеров, привлекают внимание в качестве мономеров для синтеза биоразлагаемых полимеров. Основные трудности при получении таких полимеров с высокой молекулярной массой в условиях контролируемого процесса, заключаются в том, чтобы очистить мономер от гидроксилсодержащих соединений, которые выступают агентами обрыва цепи и приводят к снижению молекулярной массы и увеличению степени полидисперсности полимера. К гидроксилсодержащим соединениям относятся: молочная кислота, линейные димеры, тримеры, олигомеры молочной кислоты. Иногда, для повышения стереорегулярности и степени кристалличности поли-l-лактида, исходный l-лактид необходимо очистить от примесей мезо-лактида. Для удаления гидроксилсодержащих примесей, как правило, используют многократную перекристаллизацию из различных растворителей, чаще всего из этилацетата, бутилацетата, толуол и др. Для достижения высокой чистоты лактида для получения полимера с молекулярной массой свыше 100000 г/моль перекристаллизацию проводят не менее пяти раз. При этом в ходе очистки теряется значительное количество очищаемого лактида (около 80 %).

Известен способ очистки лактида путем его перекристаллизации из сложных смесей растворителей, включающих третичные спирты и углеводороды [1]. К недостаткам метода следует отнести высокую стоимость используемых растворителей и относительно низкую чистоту мономера после очистки (не более 98,6 %).

Известен способ, в котором лактид очищают в несколько стадий, включающих его промывку водой и последующую перекристаллизацию из ацетона [2]. К недостаткам метода относятся применение специфического аппаратурного оформления, позволяющего мгновенно понизить температуру до 25°, отжать лактид на фильтре и быстро высушить в вакууме за короткий промежуток времени. Метод эффективно удаляет мезо-лактид, но, в то же время, вносит примеси в виде молочной кислоты и/или низкомолекулярных олигомеров молочной кислоты, которые образуются в результате гидролиза мезо-лактида. Далее, в результате перекристаллизации из ацетона, выход лактида ощутимо падает вследствие его собственной высокой растворимости в ацетоне.

Известен способ получения l-лактида [3]. Процесс очистки l-лактида от примесей осуществляют в вертикальном аппарате с рубашкой путем кристаллизации лактида-сырца из расплава с последующим выплавлением примесей из твердого лактида-сырца в токе инертного газа под вакуумом путем постепенного повышения температуры твердого лактида со скоростью 0,1-0,2°С/мин. Подвод тепла к твердому лактиду-сырцу осуществляют как через поверхность теплообмена (путем подачи теплоносителя в рубашку аппарата), так и за счет непосредственного контакта твердого лактида с потоком предварительно нагретого инертного газа с температурой, равной температуре теплоносителя. Изобретение позволяет снизить длительность процесса до 2.5-3.3 часов, а также увеличить выход l-лактида с 42 до 47-49%.

Недостатком известного решения является то, что предложенный подход не позволяет очистить целевой l-лактид от всех типов примесей в условиях одного метода. Для удаления примесей сложных эфиров и их низкомолекулярных олигомеров необходимо использование других дополнительных методов.

Известен способ комплексной очистки лактида-сырца путем перекристаллизации и ректификации при определенной температуре, выбранный в качестве прототипа [4]. В данном изобретении используются одновременно два метода очистки, более чем два растворителя и выделяется, главным образом, оптически неактивный мезо-лактид, что можно отнести к значимым недостаткам.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности очистки лактида методом перекристаллизации из серии доступных и не дорогостоящих растворителей. Поставленная задача решается тем, что для очистки лактида-сырца методом перекристаллизации используют в качестве растворителя алифатический спирт из ряда С1-С5 и ароматический углеводород (предпочтительно бензол, толуол), имеющие растворимость менее 5 % при 20 °С, которая повышается до 60 – 70 % при температуре близкой к кипению.

Преимуществом метода является простота аппаратурного оформления процесса, доступность растворителей и их относительно низкая стоимость. Кроме того, для удаления примесей из целевого лактида достаточно использовать два различных растворителя.

Технический результат достигается за счет высокой растворимости примесей лактида (мезо-лактид, молочная кислота и низкомолекулярные олигомеры) в выбранных растворителях при собственной низкой растворимости мономера, что позволяет получать лактид в ходе перекристаллизации с чистотой более 99 % и выходом не менее 40 %.

При подборе условий перекристаллизации опирались на данные по растворимости лактида, молочной кислоты и её олигомеров в некоторых растворителях [5].

Данные о растворимости лактида, молочной кислоты и её олигомеров при температуре 20 °С представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Растворимость лактида, молочной кислоты и её олигомеров в растворителях различной природы

Из представленных данных видно, что алифатические спирты хорошо растворяют оксикарбоновые кислоты, но плохо растворяют олигомеры. Ароматические углеводороды, напротив, хорошо растворяют олигомеры, но плохо растворяют кислоты. При этом лактид при комнатной температуре в обоих классах растворителей имеет умеренную растворимость, которая существенно увеличивается при нагревании. Таким образом, использование алифатических спиртов и ароматических углеводородов при перекристаллизации позволяет эффективно удалять основные примеси в лактиде, не снижая существенно его выход.

Примеры выполнения изобретения представлены ниже. Лактид-сырец для всех экспериментов получали термической деполимеризацией олигомеров l-молочной кислоты в присутствии оксида цинка в качестве катализатора [6].

Пример 1 (Сравнительный).

Исходный лактид-сырец содержит следующие компоненты, %:

l-лактид – 70,23

мезо-лактид – 12,46

молочная кислота – 7,6

олигомерные примеси (в виде димеров, тримеров, тетрамеров молочной кислоты) – 9,71

Перекристаллизацию лактида-сырца проводили для сравнения из этилацетата и из изопропанола.

а) Перекристаллизация из этилацетата.

Лактид-сырец массой 89,4 г перекристаллизовали из 45 мл этилацетата, получили 47,3 г (52,9%) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 96,52

мезо-лактид – 0,14

молочная кислота – 0,66

олигомерные примеси – 2,68

Полученный после перекристаллизации из этилацетата лактид массой 47,3 г перекристаллизовали из 23 мл этилацетата, получили 32,7 г (69 %) лактида.

Содержание компонентов, %:

l-лактид – 96,15

мезо-лактид – 0,52

молочная кислота – 0,42

олигомерные примеси – 2,91

После второй перекристаллизации из этилацетата лактид массой 32,7 г перекристаллизовали из 16 мл этилацетата, получили 28 г (85,63 %) лактида.

Содержание компонентов, %:

l-лактид – 99,66

мезо-лактид – 0,27

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0,07

После трех перекристаллизаций из этилацетата общий выход лактида по сырцу составил 31,32 %.

б) Перекристаллизация из изопропанола

Лактид-сырец массой 91,1 г перекристаллизовали из 45 мл изопропанола, получили 50,4 г (55,32%) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 88,49

мезо-лактид – 2,47

молочная кислота – 1,32

олигомерные примеси – 7,72

Полученный лактид, перекристаллизованный из изопропанола массой 50,4 г перекристаллизовали из 25 мл изопропанола, получили 41,6 г (82,67 %) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 96,39

мезо-лактид – 0,41

молочная кислота – 0,46

олигомерные примеси – 2,77

После второй перекристаллизации из изопропанола 41,6 г лактида перекристаллизовали из 20 мл изопропанола, получили 36,45 г (87,62 %) лактида.

Содержание компонентов, %:

l-лактид – 99,31

мезо-лактид – 0,34

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0,35

После трех перекристаллизаций из изопропанола общий выход лактида по сырцу составил 40%.

Как видно, массовые доли лактида после трех перекристаллизаций из изопропанола и из этилацетата имеют близкие значения, однако в случае перекристаллизации из изопропанола выход мономера на 10 % выше, чем из этилацетата.

Для эксперимента использовали лактид, полученный из предыдущих экспериментов, массой 148 г, имеющий следующее содержание компонентов, %:

l-лактид – 99,31

мезо-лактид – 0,34

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0,35

148 г лактида перекристаллизовывали из 75 мл бензола, получили 141,7 г продукта (95,74 %), содержащего следующие компоненты, %:

l-лактид – 99,66

мезо-лактид – 0,33

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0

Пример 2.

Исходный лактид-сырец содержал следующие компоненты, %:

l-лактид – 71,64

мезо-лактид – 14,06

молочная кислота – 8,04

олигомерные примеси – 6,26

В 66 г лактида-сырца добавили 33 мл бензола и перемешивали несколько минут, полученную суспензию отфильтровали, высушили, получили 45,1 г (68,1%) лактида. Полученный лактид перекристаллизовывали из 23 мл изопропанола, получили 41,9 г лактида (92,9%).

Содержание компонентов, %:

l-лактид – 96,12

мезо-лактид – 1,26

молочная кислота – 1,21

олигомерные примеси – 1,41

41,9 г полученного лактида перекристаллизовали из 21 мл изопропанола, получили 38 г (90,69%) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 98,15

мезо-лактид – 0,15

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 1,7

38 г лактида перекристаллизовали из 19 мл изопропанола, получили 36 г (94%). Содержание компонентов, %:

l-лактид – 99,23

мезо-лактид – 0,18

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0,59

Общий выход лактида по сырцу после трех перекристаллизаций составил 54,54 %.

Пример 3.

Исходный лактид-сырец содержал следующие компоненты, %:

l-лактид – 74,32

мезо-лактид – 0,57

молочная кислота – 7,46

олигомерные примеси – 17,65

59,5 г лактида-сырца перекристаллизовали из 30 мл бензола, получили 35 г (58,82 %) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 89,83

мезо-лактид – 0,23

молочная кислота – 4,09

олигомерные примеси – 5,75

35 г полученного лактида перекристаллизовали из 18 мл изопропанола, получили 32,5 г (92,85 %). Содержание компонентов, %:

l-лактид – 94,92

мезо-лактид – 0,97

молочная кислота – 1,79

олигомерные примеси – 2,32

З2,5 г полученного лактида перекристаллизовали из 17 мл изопропанола, получили 29,7 г (91,38 %). Содержание компонентов, %:

l-лактид – 98,22

мезо-лактид – 0,32

молочная кислота – 0,57

олигомерные примеси – 0,89

29,7 г полученного лактида перекристаллизовали из 15 мл изопропанола, получили 28 г лактида (94,28 %). Содержание компонентов, %:

l-лактид – 98,22

мезо-лактид – 0,32

молочная кислота – 0,57

олигомерные примеси – 0,89

Общий выход лактида по сырцу после трех перекристаллизаций составил 47,06 %.

Пример 4.

Исходный лактид-сырец содержал следующие компоненты, %:

l-лактид – 78,43

мезо-лактид – 7,31

молочная кислота – 4,75

олигомерные примеси – 9,51

77,4 г лактида-сырца сначала обработали 38 мл бензола, затем 38 мл сухого этанола (см. пример 2), получили 26,5 г (34,37 %). Содержание компонентов, %:

l-лактид – 92,71

мезо-лактид – 1,05

молочная кислота – 2,2

олигомерные примеси – 4,04

26,5 г полученного лактида перекристаллизовали из 14 мл этанола, получили 24,3 г (91,7 %) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 97,83

мезо-лактид – 0,35

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 1,82

24,3 г лактида перекристаллизовали из 12 мл этанола, получили 24,3 г (99,6 %) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 99,1

мезо-лактид – 0,4

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0,5

24,3 г лактида перекристаллизовали из 11 мл этанола, получили 20 г (86,2 %) лактида. Содержание компонентов, %:

l-лактид – 99,13

мезо-лактид – 0,38

молочная кислота – 0

олигомерные примеси – 0,2

Общий выход лактида по сырцу после трех перекристаллизаций составил 25,83 %.

Литература

1. Патент US 5463086, МПК C07D319/00, опубл. 31.10.1995.

2. Патент US 5502215, МПК C07D319/12, опубл. 26.03.1996.

3. Патент РФ 2639705, МПК C07D319/12, опубл. 22.12.2017.

4. Патент US 5214159, МПК C07D319/12, опубл. 25.05.1993.

5. Glotova V.N. Lactide and lactic acid oligomer solubility in certain solvents / V.N. Glotova, T.M. Bikmullina, A.E. Lukianov et al // Pet Coal. – 2016. – V. 58. – P.573–579.

6. Kurzina I.A. New materials based on polylactide modified with silver and carbon ions / I.A. Kurzina, I.V. Pukhova, V.V. Botvin et al // AIP Conference proceedings. – 2015. – V. 1688. – P. 030033-1–030033-7.

Способ очистки лактида, содержащего примеси мезо-лактида, молочной кислоты и низкомолекулярных олигомеров молочной кислоты методом перекристаллизации из серии органических растворителей, отличающийся тем, что перекристаллизация проводится поэтапно не более трех раз из двух растворителей различной природы, представляющих ароматические углеводороды и алифатические спирты С1-С5 и добавленных последовательно, в условиях одного метода очистки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения ценного мономера - лактида - для получения полимолочной кислоты (полилактида), который является биосовместимым и биоразлагаемым полимером.

Изобретение относится к органической химии, конкретно к получению 2-[(аллилокси)метил]-6-метил-1,4-диоксана, который заключается в том, что проводят реакцию взаимодействия 4-[(аллилокси)]метил-2,2-диметил-1,3-диоксолана в бензоле в качестве растворителя с серной кислотой при температуре 70°C в течение 6 часов при следующем соотношении компонентов мас.

Изобретение относится к способу получения гликолида, который является одним из исходных мономеров в реакциях с раскрытием цикла при получении ценных биодеградируемых полимеров, которые находят широкое применение в медицине, фармацевтике, пищевой промышленности и в современных аддитивных технологиях.

Предлагаемое изобретение относится к способу получения циклических эфиров формулы I каталитической циклодегидратацией 1,n-диолов в присутствии катализатора CuBr2, при мольном соотношении [CuBr2]:[диол] = 1-2:100 и при температуре 175-190°C в течение 3-10 ч в инертной атмосфере.

Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки L-лактида - циклического димера (диэфира) молочной кислоты, мономера для получения биодеградируемых полимерных материалов, используемых в качестве покрытий или контейнеров для пищевых продуктов, а также в медицинской промышленности.

Настоящее изобретение относится к получению молочной кислоты, являющейся полимеризуемым материалом, из углеводсодержащих материалов посредством ферментации последующей очистки от ферментируемых сред.
Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки L-лактида - циклического димера (диэфира) молочной кислоты, мономера для получения биодеградируемых полимерных материалов, используемых в качестве покрытий или контейнеров для пищевых продуктов, а также в медицинской промышленности, заключающемуся в том, что процесс олигомеризации алкиллактата осуществляют в присутствии смеси гомогенного и гетерогенного катализаторов при повышенной температуре от 180 до 210-220°С в реакторе периодического действия при перемешивании при подаче инертного газа и непрерывном отводе паров сопутствующего продукта - спирта.

Изобретение относится к устройству промышленного синтеза мономеров гликолида и лактида, применяемых в качестве сырья для получения биоразлагаемых полимеров различного состава.

Изобретение относится к новым полиглицериновым соединениям формулы I и композициям на их основе для личной гигиены для увлажнения или кондиционирования кожи или волос, а также к способу увлажнения или кондиционирования кожи или волос с использованием композиции.

Изобретение относится к способу получения циклических сложных эфиров, содержащих ненасыщенные функциональные группы, имеющих формулу I, где каждый x является одним и тем же и является целым числом в диапазоне от 0 до 12; где каждый R1a и каждый R1b, когда присутствуют, независимо является водородом, гидрокси, амино, тио, галогеном, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилом, замещенным или незамещенным C1-C6 алкокси, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилтио, замещенным или незамещенным C1-C6 алкиламином, или замещенным или незамещенным C1-C6 гидроксиалкилом; при условии, что каждый R1a является тем же и каждый R1b является тем же; где R2 является водородом, гидрокси, амино, тио, галогеном, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилом, замещенным или незамещенным C1-C6 алкокси, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилтио, замещенным или незамещенным C1-C6 алкиламином, или замещенным или незамещенным C1-C6 гидроксиалкилом; и где является в некоторых случаях связью; включающему нагревание жидкой реакционной среды, содержащей олигомерную α-гидроксикислоту формулы II или ее соль, где n является целым числом от 2 до 30 и где x, R1a, R1b, R2 и являются такими, как определено выше, при температуре от приблизительно 150°C до приблизительно 300°C с образованием циклического сложного эфира, наряду с удалением из жидкой реакционной среды композиции, содержащей циклический сложный эфир.

Изобретение относится к способу получения L-BPA. Способ включает следующие стадии: проведение реакции (S)-4-галогенфенилаланина формулы I с защитной группой при аминогруппе, борирующего средства, реактива Гриньяра и бис-(2-метиламиноэтилового) эфира с получением реакционной смеси, где реакционная смесь содержит (S)-4-бороно-L-фенилаланин формулы II с защитной группой при аминогруппе, при этом R1 представляет собой галоген, и в формуле I, и в формуле II R2 представляет собой защитную группу, и при этом реактив Гриньяра представляет собой трет-бутилхлорид магния; разделение реакционной смеси с получением (S)-4-бороно-L-фенилаланина с защитной группой при аминогруппе; и удаление защитной группы с аминогруппы (S)-4-бороно-L-фенилаланина с получением L-BPA, который имеет структуру, представленную формулой III выше.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения сульгина. В соответствии с предлагаемым способом получения сульгина реакционную массу из воды, технического сульгина и угля активного нагревают до температуры 100-105°C и выдерживают 35-40 мин, затем реакционную массу охлаждают в течение 3-7 ч до температуры 25°C, центрифугируют, промывают очищенной водой до содержания хлоридов не более 0,02% и сульфатов не более 0,04% и сушат при температуре 100±10°C до содержания влаги не более 8%.

Изобретение относится к области органической химии и представляет собой способ получения калия оротата. В реактор загружают 2% водный раствор гидроксида калия и оротовую кислоту, реакционную массу нагревают при перемешивании до 25±8°C и выдерживают 1,0-2,0 ч; в реактор загружают уголь активированный, выдерживают при 25±8°C и перемешивают 20-40 мин; смесь через друк-фильтр перемещается в реактор-кристаллизатор; к реакционной массе добавляют 18% раствор соляной кислоты до pH 5,0-6,0; проводят кристаллизацию смеси при температуре 20-25°С и перемешивании в течение 1,0-2,0 ч; полученную пасту отжимают на центрифуге, промывают водой, проводят сушку при 65±10°C до содержания остаточной влаги не более 0,5%; проводят перекристаллизацию пасты очищенной водой при 95±5°C и выдерживают 10-30 мин; смесь охлаждают до 20±5°C и выдерживают 1-2 ч; пасту отжимают на центрифуге, промывают водой, проводят сушку при 65±10°C до содержания остаточной влаги не более 0,5%.

Изобретение относится к способу очистки одного или более химических компонентов от растительного материала с применением экстракции с жидкостью, которая не является растворителем, например с маслом канолы.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения сульфаниламида (стрептоцида), который предназначен для использования в фармацевтической промышленности.

Группа изобретений относится к области фармацевтики и представляет собой способ получения сульфоалкильных эфиров циклодекстрина, обеспечивающий низкое содержание компонентов, разлагающих лекарственное средство, в частности хлоридов, за счет стадии обработки активированным углем с проводимостью 10 мкСм или менее, а также к продукту, полученному указанным способом, и композиции для доставки активных агентов, чувствительных к содержанию хлоридов.

Изобретение относится к области органической химии и представляет собой способ получения бромкамфоры рацемической, по которому осуществляют бромирование камфоры рацемической, отличающийся тем, что реакционную массу камфоры рацемической и этилового спирта нагревают до 70±10°С, приливают бром, нагревают до температуры 95±5°С, выдерживают, промывают горячей водой до рН промывных вод не менее 5,5-6,5, добавляют изопропиловый спирт, нагревают до температуры 70±15°С и после выдержки добавлением 43-50%-ного раствора едкого натра доводят рН смеси до 7,0-8,5, смесь охлаждают до температуры 0±7°С и после выдержки фильтруют, промывают очищенной водой до рН 5,7-6,5, полученную техническую бромкамфору рацемическую растворяют в спирте изопропиловом с углем активным при температуре 75±5°С и далее осуществляют ее перекристаллизацию, полученную фармакопейную рацемическую бромкамфору фильтруют, промывают очищенной водой и сушат.

Изобретение относится к способу обогащения или выделения целевого дитерпенового или фенольного соединения из сточных вод целлюлозно-бумажного комбината, при этом способ включает следующие стадии: получение конденсата из выпарного аппарата, или ретентата процесса обратного осмоса (RO) конденсатов целлюлозно-бумажного комбината, или обоих, при этом конденсат, ретентат или оба из них по существу не содержат высокомолекулярную целлюлозу, и/или лигнин, и/или происходящие из лигнина материалы; центрифугирование конденсата или RO-ретентата для сбора нерастворимого в воде материала и тем самым обогащения или выделения указанного целевого соединения из указанных сточных вод целлюлозно-бумажного комбината; необязательно экстрагирование нерастворимого материала в конденсате органическим растворителем методом экстракции в системе твердое тело - жидкость с получением экстракта, содержащего указанные целевые соединения; и необязательно очистка целевого соединения из экстракта путем термического фракционирования, хроматографического разделения, рекристаллизации, ионного обмена, хелатирования, адсорбции/десорбции, лиофилизации и сублимации или их комбинаций.

Изобретение относится к фармацевтике. Описан способ получения тровентола, который заключается в оксиметилировании тропинового эфира 2-фенилмасляной кислоты в растворе диметилацетамида в присутствии трет-бутилата калия.

Изобретение относится к области химико-фармацевтической промышленности и медицины. Предложены два способа очистки десмопрессина с использованием методов жидкостной хроматографии низкого и высокого давления.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу очистки лактида, содержащего примеси мезо-лактида, молочной кислоты и низкомолекулярных олигомеров молочной кислоты, методом перекристаллизации из серии органических растворителей, отличающемуся тем, что перекристаллизация проводится поэтапно не более трех раз из двух растворителей различной природы, представляющих ароматические углеводороды и алифатические спирты С1-С5 и добавленных последовательно, в условиях одного метода очистки. Технический результат – разработан новый простой и доступный способ очистки лактида, который является одним из исходных мономеров в реакциях с раскрытием цикла при получении ценных биодеградируемых полимеров, которые находят широкое применение в медицине, фармацевтике, пищевой промышленности и в современных аддитивных технологиях. 1 табл., 4 пр.

Наверх