[发明专利]生产和纯化环酯的方法

说明书

                       发明领域

本发明涉及生产、回收和纯化环酯的方法和环酯组合物。具体的内容是本发明涉及生产、回收和纯化交酯和交酯组合物。

                       发明背景

在许多应用领域都用到环酯。例如，从羟基羧酸衍生的环酯被用于制备环境可生物降解的塑料和在医学应用中可消耗的塑料。从α-羟基羧酸如乳酸衍生的聚合物尤其有用，因为它们可以在最常见的环境条件下随着时间通过水解而降解。之后，产生的羟基酸单元(如乳酸)或其低聚物可以很容易地被环境中的微生物吸收，并通过需氧作用转化成二氧化碳和水或通过厌氧作用转化成二氧化碳和甲烷。

环酯如羟基羧酸形成的环酯可以经过数个历程制备；但是，这种环酯产物一般含有多种不需要的杂质。这些杂质可降解产物中的环酯，因此缩短了环酯产品的储藏寿命。例如，环酯组合物中的游离酸和水会增加环酯键的水解，并使环酯降解回到羟基羧酸或其它降解产物。另外，环酯组合物中的杂质还会干扰环酯的聚合速率和分子量，进而阻止所需的较高分子量聚合产物的形成。因此，需要获得基本上纯的环酯，该环酯基本上没有使化合物降解或干扰随后的化学反应如将环酯聚合成高分子聚合物的反应的杂质。

有些纯化合成的环酯组合物的方法是已知的。这些方法包括溶剂结晶法，溶剂洗涤法，溶剂萃取法，蒸馏法，熔化结晶法和升华法。虽然，控制实验室条件可以得到满意的结果，但很多方法很难用于商业规模的操作，因为这些方法很复杂或有不实际的操作参数。另外，这些方法要求高能耗、高设备成本或高试剂成本。而且，要在商业规模实现这些方法有些机械可能得不到。

由于其它一些方法的保留时间或温度的限制，纯化的环酯可能会降解而使纯度变差，因此，这些方法不能商业化。另外，有些方法的产率很低而使它们没有经济利用价值。

因此，需要经济、可靠的方法来纯化环酯，尤其是需要能够获得用于生产高分子聚合物的足够纯环酯的方法。而且，需要允许回收所有环酯异构体的纯化环酯的方法。

                        发明概述

本发明提供了生产，回收和纯化环酯组合物中环酯的方法。

本发明一个方面是生产环酯的方法，包括提供含有羟基羧酸或其酯、盐或酰胺等直链分子的原料流，从原料流中除去水来生产环酯组合物，以及将环酯与吸附剂接触从而除去环酯组合物中至少一种杂质。原料流中可能含有如XA，XA为下列化合物之一或几种：单个羟基羧酸或其酯、盐或酰胺(X₁A)；直链二元分子X₁A(X₂A)；直链三元分子X₁A(X₃A)；直链四元分子X₁A(X₄A)；直链五元分子X₁A(X₅A)；和它们的混合物。优选地，所生产的环酯组合物含有少于约20wt％的X₅A反应混合物。可以从环酯组合物中除去的杂质为下列物质之一或几种：游离酸(XA)，水，以及它们的混合物。这样生产的环酯可以被回收，如采用溶剂或熔化结晶法，喷雾干燥法和制粒法，或者被聚合成高分子聚合物。

本发明另一方面是提供纯化环酯组合物的方法，包括将含有杂质的环酯组合物与吸附剂接触以除去环酯组合物中至少一种杂质。这些方法进一步包括将环酯组合物与两种或多种吸附剂接触从而有选择地除去环酯组合物中两种或多种杂质。优选地，用于本发明的吸附剂不会降解环酯组合物中的环酯。本发明中特别有用的吸附剂是能够除去杂质如XA的离子交换树脂，和能从环酯组合物中除去水的分子筛。另外，优选能够再生从而能够多次用于吸附循环的吸附剂。

本发明还涉及纯化的环酯组合物，包括通过采用本发明方法获得的那些环酯组合物，包括含有环酯和少于20ppm水的那些环酯组合物。本发明环酯组合物还包括含有环酯和每千克环酯少于约0.04meq的游离酸的那些环酯组合物。

在本发明范围内，还包括含有少于约200ppm水和少于约1.0meq/kg环酯的游离酸的环酯产物，该环酯被包在其中水蒸汽传输速率在100°F和90％相对湿度下小于约0.1g/(100in²)(24hr)的包装材料中。在优选实例中，这些包装材料包括用低密度聚乙烯膜层压的箔。