[发明专利]制备乳酸-胺络合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备乳酸-胺络合物的方法。

背景技术

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℃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℃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 Chemical M2F2-39，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3¹/₂个大气压，3.4x10⁵Pa）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。

发明人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。

发明内容

因此，本发明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。

具体实施方式

在本发明的方法中，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。