制备乳酸-胺络合物的方法技术

本发明专利技术涉及制备乳酸与氨或乳酸与胺的络合物的方法，包括：使一种或多种糖与氢氧化钡反应以制备包含乳酸钡的第一反应混合物；以及使至少部分所述第一反应混合物与氨或胺以及与二氧化碳接触，或者与氨或胺的碳酸盐和/或碳酸氢盐接触，从而制备包含所述络合物和碳酸钡的第二反应混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
乳酸是重要的工业化学品，其通常是由碳水化合物的微生物发酵工艺制得的。已知有许多由碳水化合物制备乳酸的化学方法。例如，在1933年，GB400，413中就描述了一种制备乳酸或乳酸盐的改进方法，该方法包括:使含碳水化合物的物质与强碱在至少200°C的温度下，优选地在至少20个大气压的压力下进行反应，并通过向所得反应混合物中加入硫酸或硫酸锌来回收由此制得的乳酸。GB400, 413还指出了:已经提出了通过在160°C下用水和氢氧化钡处理某些糖(如右旋糖或蔗糖)来制备乳酸，并且延长己糖与稀的苛性钠的接触时间、或者用温热的苛性钾处理戊糖，都可产生乳酸。这样的方法获得的是外消旋乳酸。根据文献:Boudrant等，Process Biochem40 (2005)，第 1642 页，“在 1987 年，由化学合成和发酵工艺制得的乳酸的全球平均产量大致占相等的份额”。上述化学合成通常利用乙醛的氢氰化作用。然而，长期以来，该类型的化学方法对于工业规模而言已经被认为是效率低下，并且如今基本上所有大规模生产的市售可得的乳酸都是由发酵方法制备的，例如参见文献！Strategic Analysis of the Worldwide Market for Biorenewable ChemicalM2F2-39, Frost and Sullivan，2009年。在典型的发酵工艺中，利用微生物使生物质发酵，从而制备D-乳酸或L-乳酸。诸如Cargill和Purac这样的公司都进行大规模的发酵工艺来制备具有旋光性的乳酸，并且有很多专利文献涉及对该类工艺的改进。发酵工艺的产品通常为具有旋光性的乳酸盐，并且从所述发酵工艺中回收乳酸可能具有挑战性。许多专利文献都涉及乳酸回收，并且多数都依赖于制备乳酸和胺的络合物以进行回收。这样的络合物可容易地被转化为乳酸，或根据需要，可直接用作制备乳酸衍生物的工艺中的原料。因此，例如US4，444，881 (Urbas，1984)描述了从发酵反应中回收有机酸(其可为乳酸)的工艺，包 括:将所述酸转化为其钙盐，并加入水溶性叔胺碳酸盐(可通过向叔胺的水溶液或悬浮液中加入二氧化碳而制备)。US5, 510，526 (Baniel, 1994)要求保护一种用于从乳酸盐原料溶液中回收乳酸的方法，该方法声称是对Urbas方法的改进，所述方法包括在二氧化碳的存在下，在分压为至少50psig (大约3V2个大气压，3.4xl05Pa)的压力下，使用包含至少一种非水混溶性三烷基胺的萃取剂，所述三烷基胺总共具有至少18个碳原子。专利技术人Baniel后来的专利US5，959，144 (1999)指出，多年来，乳酸钙已经成为并且现在仍然是生产乳酸的主要发酵产物。其描述了对US5，510，526所述方法的进一步研究，并且得出结论:“这些公开出版物(包括US5，510，526)的教导没有提供由乳酸钙回收乳酸的实用工艺”。其描述了一种改进方式，其中，向乳酸钙的水性浆料中加入诸如右旋糖或蔗糖之类的碳水化合物，从而提高胺类萃取剂对乳酸的萃取能力。目前已经发现了一种改进方法，所述改进方法能够经济地制备乳酸与氨或乳酸与胺的络合物，而不需要使用如Baniel所主张的诸如碳水化合物之类的添加剂。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了制备乳酸与氨或乳酸与胺的络合物(“所述络合物”)的方法，包括:使一种或多种糖与氢氧化钡反应以制备包含乳酸钡的第一反应混合物；以及使至少部分所述第一反应混合物与氨或胺以及与二氧化碳接触，或者与氨或胺的碳酸盐和/或碳酸氢盐接触，从而制备包含所述络合物和碳酸钡的第二反应混合物。具体实施例方式在本专利技术的方法中，使一种或多种糖与氢氧化钡反应。所述糖可为单糖、二糖、三糖或多糖，其中优选二糖和单糖，特别优选单糖。合适的二糖包括蔗糖、乳糖、半乳糖苷果糖、麦芽糖、海藻糖和纤维二糖。合适的单糖包括(例如)己糖单糖，如葡萄糖、果糖、阿洛酮糖和甘露糖。也可使用戊糖，例如阿拉伯糖、木糖、核糖、木酮糖和核酮糖。在一个实施方案中，所述糖包括葡萄糖。在另一个实施方案中，所述糖包括果糖。合适的单糖也包括戊糖单糖，如阿拉伯糖。可使用糖的混合物。例如，所述糖可包括两种或更多种单糖的混合物，如葡萄糖和果糖的混合物。单糖可得自任意已知的单糖来源，例如高级糖(如蔗糖、淀粉或纤维素)。例如，葡萄糖和果糖的混合物(称为转化糖)可得自通过使用蔗糖酶或转化酶进行酶水解作用而获得的蔗糖，或得自通过在酸性催化剂(如硫酸、柠檬酸或抗坏血酸)的存在下对二糖的水溶液进行加热而获得的蔗糖。可供替代的是，可通过对生物质原料中所含的淀粉进行酶水解作用(如使用淀粉酶)获得葡萄糖，所述生物质原料例如是玉米、水稻或土豆。当在本专利技术的方法中使用单糖以外的糖作为起始材料并使其与氢氧化钡反应时，可行的是，在原位生成单糖，并且随后该单糖与氢氧化钡反应。本专利技术的方法通常在一种或多种溶剂的存在下进行。特别是，糖和氢氧化钡之间的反应通常是在水的存在下进行的。糖的一些市售来源(特别是单糖和二糖的来源)含有水，这样的原料可容易地用于本专利技术的方法中。在某些实施方案中，糖和氢氧化钡之间的反应可在额外的水(即，除了起始材料中存在的水以外的水)的存在下发生。糖和氢氧化钡之间的反应也可根据 需要在一种或多种有机溶剂(如醇、酯、醚或酮之类的含氧物)的存在下发生，和/或在一种或多种诸如胺之类的活性萃取剂的存在下发生。然而，在优选的实施方案中，糖和氢氧化钡之间的反应不在有机溶剂的存在下发生。氢氧化钡与糖反应生成乳酸钡。氢氧化钡的来源(如氧化钡)可用于本专利技术的方法中，氧化钡在水的存在下被转化为氢氧化钡。原位生成的氢氧化钡与糖反应生成乳酸钡。氢氧化钡与糖的比例应当足以获得由糖转化为乳酸钡的高转化率。例如，当所述糖包含葡萄糖时，对于每摩尔的葡萄糖，优选地使用至少一摩尔的氢氧化钡(即氢氧化钡与糖(以单糖计算)的摩尔比为至少1:1)。可使用过量的氢氧化钡，例如氢氧化钡与糖(以单糖计算)的摩尔比可最多达10:1。在一个优选的实施方案中，氢氧化钡与糖(以单糖计算)的摩尔比为1:1至5:1，更优选地为1.2:1至4:1，特别优选为1.2:1至2:1。本专利技术也涵盖氢氧化钡与糖(以单糖计算)的摩尔比低于1:1的情况，但是，这种情况不是优选的，因为使用其量为亚化学计量的氢氧化钡通常将导致糖转化为乳酸钡的转化率降低。糖向乳酸钡的转化可在室温下进行，但是所述反应优选在升高的温度下进行，例如在最高达150°C的温度下进行。优选地，糖与氢氧化钡在50°C至120°C的温度下反应，更优选地在70°C至110°C的温度下反应，例如是在75°C至100°C的温度下反应。在一个实施方案中，糖与氢氧化钡在80°C的温度下反应。在另一个实施方案中，糖与氢氧化钡在水中在回流温度下反应。在优选的实施方案中，在一段时间内将至少一种糖(特别是单糖)的水溶液加入到处于升高的温度(例如处于回流)下的由氢氧化钡和水形成的混合物中。糖的缓慢加入通常能够削弱在本专利技术方法的过程中副产物的形成，同时提高糖向乳酸钡的转化。优选地，用至少30分钟、更优选至少I小时、最优选至少2小时的时间加入糖的水溶液。至少一种糖的水溶 液的浓度优选为小于4.0M，更优选为0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.18 GB 1017588.31.一种制备乳酸与氨或乳酸与胺的络合物的方法，包括:使一种或多种糖与氢氧化钡反应以制备包含乳酸钡的第一反应混合物；以及使至少部分所述第一反应混合物与氨或胺以及与二氧化碳接触，或者与氨或胺的碳酸盐和/或碳酸氢盐接触，从而制备包含所述络合物和碳酸钡的第二反应混合物。2.如权利要求1所述的方法，其中所述糖为单糖。3.如权利要求2所述的方法，其中所述单糖包含葡萄糖和/或果糖。4.如权利要求3所述的方法，其中所述单糖包含葡萄糖和果糖的混合物。5.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中使所述糖与氢氧化钡在50°C至120°C的温度下进行反应。6.如权利要求5所述的方法，其中使所述糖与氢氧化钡在70°C至110°C的温度下进行反应。7.如权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中所述氢氧化钡已由氧化钡和水在原位制得。8.如权利要求1至7中任意一项所述的方法，其中按照单糖计算，氢氧化钡与糖的摩尔比为1:1至5:1。9.如权利要求1至8中任意一项所述的方法，其中碳酸钡是通过过滤从所述第二反应混合物中分离出来的。10.如权利要求1至9中任意一项所述的方法，其中所述络合物是通过使所述络合物分配至包含水和胺的两相混合物的富胺相中而从所述第二反应混合中分离出来的。11.如权利要求10所述 的方法，其中所述富胺相包含至少一种有机溶剂。12.如权利要求1至11中任意一项所述的方法，其中使至少部分所述第一反应混合物与氨或胺以及与二氧化碳接触。13.如权利要求1至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·莱斯利·马歇尔，
申请(专利权)人：普拉克西卡有限公司，
类型：
国别省市：