[发明专利]光学纯的丙烷-1,2-二醇的生产

说明书

本发明涉及一种用于由丙交酯类生产光学纯的丙烷-1,2-二醇的方法。

在工业规模上通过环氧丙烷的水解或由甘油来生产丙烷-1,2-二醇。它主要用在化妆品产品中，如护肤膏以及牙膏。它改善了不同活性成分的吸收并且显示出抗微生物功效。此外，它在欧盟是一种经批准的食品添加剂。它还用作着色剂、抗氧化剂以及乳化剂的载体和载体溶剂。

在这种情况下，丙交酯类是乳酸的环状二酯类。在乳酸聚合过程中，例如，会存在不同类型的丙交酯。这些可以是纯L,L-丙交酯或纯D,D-丙交酯。由于普遍存在的对于快速反应工艺所需的高温，并且归因于乳酸或反应容器中的阳离子型污染物（例如，由腐蚀引起的），出现了外消旋化的问题，由此形成了内消旋丙交酯作为副产物。和L,L-丙交酯一样，内消旋丙交酯是一种在环中具有两个光学活性的碳原子的环状二酯。它具有一个光学的R以及一个S中心，并且因此是无光学活性的。内消旋丙交酯类对于相关的乳酸聚合具有负面影响，必须将其分离出来。因此它们是作为乳酸聚合的副产物产生的。

此外，例如，存在外消旋丙交酯类，这些是由同样数量的D,D-丙交酯和L,L-丙交酯通过融熔生产的。单独的丙交酯可由其熔融温度来区分。L,L-丙交酯和D-D-丙交酯具有97℃的熔融温度，而内消旋丙交酯具有54℃的熔融温度，并且L,L/D,D-丙交酯具有129℃的熔融温度。

通过来自乳酸的烷基酯类的氢化以形成丙烷-1,2-二醇是已知的。这种转化用非均相催化剂和均相催化剂都有可能发生。

例如，（H.Adkins等人，美国化学会志（J.Am.Chem.Soc.）1948,70,3121-3125）描述了在125℃以及345bar的H₂压力下使用一种氧化铜-氧化铬催化剂在乙醇中进行乳酸乙酯的氢化。在250℃以及300bar氢气压力下使用一种氧化铜-氧化铬-钡催化剂也是成功的（K.Folkers等人，美国化学会志（J.Am.Chem.Soc.）1932,54,1145-1154）。就在最近，WO2011036189A1以及WO2009103682A1中描述了在气相中使用硅酸铜类进行的乳酸酯类的氢化。在WO2005023737A1中还建议将氧化铝上的铜用于乳酸甲酯类的还原。

此外，还已经研究了各种非均相钌催化剂。例如，负载在氧化钛上的Ru-B是一种活性催化剂，用于在90℃以及40bar H₂下在作为溶剂的水中进行的乳酸乙酯类的氢化（G.-Y.Fan等人，化学快报（Chem.Lett.）2008,37,852-853）。该催化剂通过使用NaBH₄将RuCl₃还原来制备。锡改性的SBA-15分子筛上的RuB（G.Luo等人，应用催化A：概览（Appl.Catal.,A:General）2007,332,79-88）以及γ-氧化铝上的Ru-B（G.Luo等人，分子催化杂志A：化学（J.Mol.Catal.A:Chemical）2005,230,69-77以及G.Luo等人，应用催化A：概览（Appl.Catal.,A:General）2004,275,95-102）在乳酸乙酯类的还原中也产生了一般到良好的收率。不幸的是，Ru-B催化剂类不是化学选择性的。一种Nishimura催化剂（Rh/Pt氧化物）证实了其自身在25℃以及100bar氢气压力下在MeOH中进行的乳酸乙酯类的氢化中是有效的（M.Studer等人，高等合成催化（Adv.Synth.Catal.）2001,343,802-808）。具有改性P,N-配体（EP2161251A1;W.Kuriyama等人，高等合成催化（Adv.Synth.Catal.）2010,352,92-96）或P,P-配体（EP1970360A1）的均相钌催化剂类非常成功地用于乳酸酯类的氢化，其中这些反应在80℃-90℃的温度以及30-50bar H₂的H₂压力下发生。

只是最近才在机理研究的背景下使用氘化锂铝成功地由丙交酯类的还原得到丙二醇-d₂（R.M.Painter等人，应用化学国际版（Angew.Chem.Int.Ed.）2010,49,9456-9459）。