专利名称：乳酸酯的制造方法
技术领域：
本发明涉及收率优异的乳酸酯的制造方法，特别涉及使用含有乳酸或乳酸盐的乳酸发酵液有效率地制造乳酸酯的方法。
背景技术：
乳酸是作为食品添加剂被用于清酒、清凉饮料、咸菜、酱油、面包或啤酒等的制造中，另外，作为工业用被用于皮革、纤维、塑料、药品或农药等制造中的有用的化合物。最近，作为乳酸的衍生物或合成中间体的乳酸乙酯或乳酸丁酯等酯类作为安全性高的溶剂或洗涤剂，其用途变宽。特别是，作为药品、农药的原料被利用时，具有高光学活性的高纯度乳酸或其酯体成为必要，正借助乳酸发酵来生产。
作为这种乳酸酯的制造方法，公开了使用乳酸发酵液，伴随着乳酸菌发酵的进行，利用氨等中和降低的pH，同时进行发酵，所得乳酸盐以硫酸酸性转化成乳酸，利用异丙醇等溶剂提取的方法。提取出的乳酸使用甲醇酯化(日本专利特开昭58-56690号公报)。
另外，还有在酯化乳酸的同时将含有酯化物的气体混合物部分凝结，接着通过真空蒸馏浓缩乳酸酯，并对浓缩的粗制乳酸酯实施第二次蒸馏的方法(日本专利特开昭58-189138号公报)。该方法是鉴于如果使用乳酸水溶液制造酯化物，则酯化物在水的存在下容易分解这一点上，对酯化物进行再次酯化反应的方法。
另外，还有利用氨调整乳酸发酵时的培养基的pH，在含有通过该发酵所得乳酸铵的乳酸发酵液中加入碳原子数4或5的醇，加热进行酯化，制造对应的乳酸酯的方法(日本专利特开平6-311886号公报)。在日本专利特开平6-311886号公报中，在通过酯化反应得到的溶液中添加无机酸作为酯化促进剂，在酸性下进行加热和脱水，促进并完成该乳酸和该醇的酯化。另外，使用碳原子数4或5的醇的原因是，在将该醇作为酯化原料使用的同时，还作为共沸脱水剂发挥作用。所得酯化反应液几乎不含水，含有剩余的醇、该醇的乳酸酯、氨的无机酸盐、乳酸菌等微生物、其他杂质，由于铵盐、高分子的杂质或乳酸菌等作为浆液存在，因此进行间歇式或连续式的蒸馏工序，分离乳酸酯和醇。
发明内容
乳酸酯作为其自身使用或者水解后作为乳酸使用。用途也涉及食品添加剂、工业用、药品、农药等多个分支，而且作为聚合物的聚乳酸还是作为生物可降解性聚合物而被期待的化合物。因此，乳酸酯的收率和制造效率的提高是极为重要的问题。另外，由于乳酸是光学活性的化合物，因此也强烈希望开发出光学活性高的乳酸酯的制造方法。
在这种情况下，本发明提供乳酸酯的更有效率的制造方法。
本发明人等对乳酸酯的制造方法进行了详细研究，结果发现对含有乳酸或乳酸盐和醇的反应液进行酯化，在酯化率为60～90％时暂时中断，将所含的乳酸酯和醇分离，在残液中添加醇再次进行酯化时，通过第一次酯化和第二次酯化得到的乳酸酯总计酯化率超过90％，与单次得到乳酸酯的情况相比，收率高、而且酰胺化物等副产物量极其减少、纯度提高，进而完成了本发明。本发明可以以连续式也可以以间歇式进行，还能够缩短酯化时间，提高光学纯度。
进而，在研究酯化条件时还发现，将氨中和乳酸发酵液作为乳酸原料时，如果按照乳酰胺生成率0～6.0％进行加热，则能够简便地制造光学纯度高、收率高的乳酸酯。
即，本发明提供一种乳酸酯的制造方法，该方法是醇与乳酸和/或乳酸盐的酯化物的制造方法，包括对含有醇与乳酸和/或乳酸盐的反应液进行酯化直至酯化率达到60～90％的工序、分馏该反应液中所含乳酸酯的工序、以及在蒸馏残余物中添加醇再次进行酯化的工序。
另外，本发明是一种光学纯度95～100％ee的乳酸酯的制造方法，其特征在于，在乳酰胺生成率为0～6.0％范围内，使氨中和乳酸发酵液与醇进行酯化。
通过本发明能够以简便的方法制造收率高的乳酸酯。而且，由于酯化条件温和，因此能量效率优异。另外，通过本发明，由于是在温和的酯化条件下进行反应，因此能够得到光学纯度高的乳酸酯。
本发明由于能够将乳酸发酵液作为原料物质，因此在通过乳酸发酵得到乳酸后制造酯化物时，尤其能够有效地操作。
图1是表示以连续式制造本发明乳酸酯的装置的图。
图2是表示以间歇式制造本发明乳酸酯的装置的图。
具体实施例方式
本发明的第一发明是一种乳酸酯的制造方法，该方法是醇与乳酸和/或乳酸盐的酯化物的制造方法，包括对含有醇与乳酸和/或乳酸盐的反应液进行酯化直至酯化率达到60～90％的工序、分馏该反应液中所含乳酸酯的工序、以及在蒸馏残余物中添加醇再次进行酯化的工序。
在本发明中使用的乳酸可以是通过任何方法制得的乳酸，可以使用两分子乳酸结合而成的丙交酯经水解而制造的物质、化学合成的乳酸、或者通过利用乳酸发酵菌的生物学制造方法制作的乳酸等通过任意方法得到的乳酸。如果使用利用乳酸发酵菌制造的乳酸，则能够得到光学活性优异的乳酸酯，因此特别优选。
作为乳酸盐，只要是在酯化时不阻碍盐从乳酸上脱离并进行酯化的就可以，可以使用任何乳酸盐。作为这种乳酸盐可以举出与钙离子、铵离子、和胺类的盐。含有乳酸盐是由于考虑到了通过中和等的乳酸制造工序的处理，最终制品成为乳酸盐的情况。
本发明中，乳酸或乳酸盐(以下仅称为乳酸(盐))可以以水溶液供给。使用这种乳酸(盐)水溶液时，以乳酸换算优选含有30～85质量％、更优选45～75质量％、特别优选50～70质量％的乳酸(盐)。另外，乳酸含量不在上述范围内时，还可以浓缩乳酸或乳酸盐、或者将按照上述浓度进行稀释的溶液用作乳酸(盐)水溶液。本发明中，可以使用乳酸发酵液作为这种乳酸(盐)水溶液。并且，该乳酸发酵液是利用乳酸发酵菌生物学地制造乳酸时的含有乳酸的发酵液。由于pH随着乳酸发酵的进行而降低，因此通常通过添加碱性物质进行中和，同时进行发酵，优选使用氨作为这种碱性物质使用。本发明中，将这种乳酸发酵液称为“氨中和乳酸发酵液”。进行氨中和时，还可以在酯化的同时分馏回收游离的氨。作为这种氨中和乳酸发酵液，例如可以通过日本专利特开昭58-56690号公报、日本专利特开平6-311886号公报记载的方法调制。
作为酯化中使用的醇，特别优选使用碳原子数4～6的醇。作为这种醇可以使用例如正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇(n-amylalcohol)、仲戊醇、叔戊醇、异戊醇、仲异戊醇、旋性戊醇、二乙基甲醇、叔丁基甲醇、正戊醇(n-pentyl alcohol)等，更优选为正丁醇。由于正丁醇与水共沸，因此在将该共沸组合物适当冷却收集后，将正丁醇与水进行2相分离，就能够将正丁醇再次用于酯化反应体系，很节约。另外，碳原子数超过6的醇时，酯化产生的氨的游离是可能的，但由于所生成的乳酸酯沸点高，因此之后的通过乳酸酯蒸馏进行的精制往往变得困难。特别是碳原子数1～3的醇，由于与水的相分离不充分，因此往往不能效率良好地工作。
本发明中，考虑到反应效率等，乳酸(盐)水溶液和该醇的混合比，相对于乳酸(盐)优选为0.3～100摩尔倍、更优选为1～10摩尔倍、特别优选3～6摩尔倍。低于0.3摩尔倍，则有乳酸二聚体变多、反应不进行的情况。相反，如果超过100摩尔倍，则将反应液的温度升至酯化温度需要很长时间，其后的温度控制也变困难。以下，作为本发明实施方式的一例，对使用图1所示连续式乳酸酯制造装置、使用氨中和乳酸发酵液和正丁醇制造乳酸酯的情况进行说明。
图1所示装置101中，第一反应器103、薄膜蒸馏器104、第二反应器105和薄膜蒸馏器106分别以配管108、109和110相连接。
首先，在该第一反应器103中，从配管107添加氨中和乳酸发酵液、从配管116添加正丁醇作反应液，在安装在该第一反应器103中的搅拌桨的搅拌下加热，进行酯化反应。在配设于第一反应器103的上部的蒸馏塔114，在其更上部以配管118连接有冷却器117，正丁醇或、与正丁醇的共沸组合物、乳酸酯在冷却器117中被收集，在该冷却器117下方的二液相分离罐119中分离成水相和丁醇相。上相成分的正丁醇(含有乳酸酯和少量水)通过配管122回流到蒸馏塔114上部，下相成分的水(含有少量正丁醇和氨)随时通过配管121被抽出、回收到水回收槽中。另外，通过了蒸馏塔114的大部分氨气都在冷却器117中被收集，剩余的氨经由配管120被冰冷水式的氨吸收器收集。
酯化条件根据所用醇的种类等而改变，蒸馏塔塔顶部压力是常压即可。反应温度也根据所用醇而不同，通常在100～170℃、优选在120～130℃的范围下进行。该温度小于100℃时，存在无法得到满足工业上的反应速度的情况。该温度超过170℃时，会出现乳酸部分外消旋化、2分子醇形成对应的醚等现象。
另外，乳酸铵和正丁醇的酯化中，温度为100～170℃、更优选为110～150℃、特别优选为120～130℃。该范围内，乳酸铵的反应率高且乳酸酯的收率也高。此时，优选仅加热氨中和乳酸发酵液，向其中添加醇的同时使其反应。如果像这样在后添加醇，则能够缩短反应时间。例如，以乳酸铵的3摩尔倍投入沸点117.7℃的正丁醇的情况作为示例，达到正丁醇与水的共沸点92.3℃以上后，伴随着脱水化和酯化反应的进行，温度上升，因此对于酯化达到平衡状态、酯化温度达到恒定需要较长时间。但是如果仅加热氨中和乳酸发酵液，则由于盐的效果，伴随着浓缩而超过水的沸点达到107℃左右，因此能够在短时间内提高液体温度。因此，如果在其后添加醇，则能够在迅速控制到目标反应温度的同时，缩短酯化反应时间来制造乳酸酯。
本发明中，上述酯化按照反应器103内乳酸的酯化率达到60～90％、优选65～90％、特别优选70～90％进行调制，转移到下个工序。如果酯化率超过90％，则高温状态的时间长，因此往往光学活性降低。另一方面，如果酯化率小于60％，则生成率降低，不利。
酯化率为60～90％的反应液通过配管108被供给至薄膜蒸馏器104中，在此处，将乳酸酯和醇从塔顶蒸馏出去。在进行第二次酯化之前从反应液中分离乳酸酯是为了防止光学活性的降低、并且提高酯化反应速度。
蒸馏塔塔顶部压力可以通过精馏的乳酸酯种类而适当选择，通常优选为0.67～13.33kPa、特别优选为1.33～2.67kPa。如果高于13kPa，则乳酸酯、醇和水的蒸馏不充分。另一方面，即使小于0.67kPa，对蒸馏效果的影响也很小。乳酸丁酯的情况下，塔顶压力为0.67～13kPa、塔顶温度为61～125℃。将此时蒸馏出来的乳酸丁酯称为第一乳酸酯(A)。
将蒸馏残余物通过配管109导入到第二反应器105中，进行再次酯化。在回避对所生成的乳酸酯进行热处理的同时，再在蒸馏残余物中添加醇来发生反应，由此能够有效地分解乳酰胺，提高乳酸酯的收率，确保整体的光学纯度。
该残余部分中含有来自乳酸发酵液的糖、淀粉、焦油状物质、低聚乳酸、糖乳酸酯、乳酰胺、丙交酯、乳酸聚合物、乳酸(盐)、水、醇、乳酸酯等。通过配管116’向其中供给正丁醇。在上述蒸馏残余物中添加的醇量根据上述蒸馏残余物中所含乳酸量为基准进行换算。乳酸或乳酸盐通过与醇的反应生成乳酸酯，但乳酰胺、丙交酯和低聚乳酸、乳酸聚合物等也分解成乳酸，成为乳酸酯。本申请中，在添加到蒸馏残余物中的醇量的换算中，能够转变为乳酸的化合物也将所含乳酸换算成一单位而算出。例如，1摩尔乳酸和3分子乳酸聚合而成的低聚乳酸作为4摩尔乳酸。优选相对于蒸馏残余物中所含乳酸添加0.3～100摩尔倍、更优选为0.5～80摩尔倍的醇。如果小于0.3摩尔倍，则酯化反应变慢；另一方面，如果超过100摩尔倍，则往往酯化效率降低。
在第二反应器105中的反应条件，根据所用醇的种类等改变，为100～150℃、更优选为120～150℃。
伴随酯化的进行，产生副产物水，伴随着该副产物水的蒸馏，醇也共沸蒸馏出去，但最好将该醇和水分离后将该醇回流到第二反应器中。由此，能够有效地再利用该醇，在经济上也优异。
另外，本发明中，还可以在酯化反应时，向反应液中添加无机酸而在酸性下加热，促进该乳酸和该醇的酯化。酯化反应中，一部分乳酸往往自身缩合，成为乳酸酯生成率降低的原因。因此，添加生成的乳酸的0.005～0.8摩尔倍、优选为0.01～0.2摩尔倍的无机酸作为酸催化剂。通过添加酸催化剂，丙交酯、低聚乳酸、乳酸聚合物水解成为乳酸，提高乳酸酯的收率。此时，如果在减压下进行加热脱水，则能够降低温度，可抑制生成醚等副反应。另外，作为酸催化剂的无机酸的添加量的上限没有特别限制，通常是生成的乳酸的0.2倍当量以下的无机酸就足够。另外，作为酸催化剂使用的无机酸有硫酸。这种无机酸的添加，可以添加到第一反应器和第二反应器中的任何一个中，但在本发明中，优选在第二反应器及其以后添加。其原因在于，第一反应器中由于将酯化率控制在60～90％，因此无机酸的添加意义小。另外，在第二反应容器中添加无机酸时，例如可以通过配管125进行添加。如果在安装在该第二反应器105中的搅拌桨的搅拌下在120～130℃范围下持续加热，则酯化被促进。另外，由该加热反应产生的水与正丁醇的共沸组合物，经过该第二反应器105的上方的蒸馏塔123在被该蒸馏塔123塔顶上方的冷却器126中被收集、在该冷却器126的下方的二液相分离罐128中分离成水相和丁醇相。上相成分正丁醇(含有少量水)通过配管131回流到蒸馏塔123上部，下相成分水(含有少量正丁醇)随时通过配管132被抽出、回收到水回收槽中。另外，极微量的氨气由排气筒130通到处理装置并被处理。
第二反应器的酯化率没有特别限制，优选为被导入到第二反应器的乳酸的40～95％，更优选为50～80％。
最后，通过配管110将上述第二反应器105内的反应液送至薄膜蒸馏装置106。该装置106内在100～150℃、1.33～6.66kPa下，将该反应液保持在平衡状态下分离成液相和气相，液相成分的酸性硫酸铵等其他残余物通过配管134回收到残渣回收槽中，气相成分的乳酸丁酯和正丁醇通过配管133收集到乳酸丁酯回收塔中。将此时得到的乳酸丁酯称为第二乳酸酯(B)。
根据本发明的乳酸酯的制造方法，合并上述第一乳酸酯(A)和第二乳酸酯(B)得到的乳酸酯，其酰胺化物等副产物的生成率低至例如0～6.0％，收率高、且光学活性也高。
另外，图1是使用连续装置的方式，但也可以以间歇式进行各工序。另外，在图1所示的方法中，需要从含有乳酸酯的反应液中分取乳酸酯的装置，但也可以在将上述反应液酯化至酯化率达到60～90％的工序后，进行使用同一反应器分馏该反应液中所含乳酸酯的工序。
另外，还可以同时进行将上述反应液酯化至酯化率达到60～90％的工序和将该反应液中所含乳酸酯和醇蒸馏出来的工序。通过该方法，能够使用同一原料、以更简便的装置制造乳酸酯。参照图2对这种方法进行说明。
首先，在反应器203中添加氨中和乳酸溶液(乳酸含量30～85质量％)和3～7倍摩尔的正丁醇作反应液，在安装在该反应器203中的搅拌桨的搅拌下加热进行反应。反应温度在进行酯化反应时为100～170℃、更优选为120～130℃，压力为40.00～101.30kPa、更优选为93.33～101.30kPa。与水共沸的正丁醇、酯化反应用的醇、乳酸酯在位于反应器203上方的蒸馏塔204塔顶上方的冷却器206中被收集，在冷却器206下方的二相分离器207中分离成水相和丁醇相，上相成分丁醇(含有乳酸酯和少量水)通过配管210回流到蒸馏塔204的塔顶，下相成分水(含有少量正丁醇)随时通过配管211被抽出，回收到水回收槽中。未被收集的氨气可以从配管209放出，利用氨回收装置进行回收。其后，在反应液的酯化率最终达到60～90％的阶段，按照反应液温度达到100～170℃、更优选为130～150℃将反应装置减压至1.33～13.33kPa。由此，能够将反应液中所含有的乳酸酯和醇从反应液中分馏出来。在温度上升的同时，关闭设于配管210上的阀210’，停止二相分离器207的上相的回流，乳酸酯和醇从蒸馏塔204到达冷却器206，冷却后被导入到二相分离器207中。乳酸酯可以经由配管211回收。另外，此分馏操作时酯化反应也在进行中。
接着，添加1～10摩尔倍、更优选为2～5摩尔倍于反应器203中残留的蒸馏残余物中所含乳酸的醇，进行再次酯化。另外，所添加的醇量与上述相同，可转变成乳酸的化合物也将所含乳酸换算成一单位而求出。在反应温度100～170℃、更优选为120～150℃，压力40.00～101.3kPa、更优选为93.33～101.30kPa下反应。第二次酯化可以与第一次酯化同样进行。但是，酯化率并不限定在60～90％。第二次酯化中，与第一发明同样，可以从配管211回收乳酸酯，也可以不分离乳酸酯而包含在反应液中。从反应液中过滤除去固体成份而得到的滤液中含有乳酸酯和醇。将第一酯化中得到的乳酸酯和第二次酯化中得到的乳酸酯合并，进行蒸馏，就能够精制乳酸酯。根据本发明的乳酸酯的制造方法，即使酯化反应时间相同也能够在将光学活性维持在高值的状态下降低酰胺生成率。另外，还能够缩短酯化时间、降低酰胺生成率、以及提高光学活性和收率。
本发明的第二发明是一种光学纯度95～100％ee的乳酸酯的制造方法，其特征在于，使氨中和乳酸发酵液与醇在乳酰胺生成率为0～6.0％的范围内进行酯化。如果将氨中和乳酸发酵液作为乳酸原料进行酯化，则由于乳酸作为乳酸铵盐存在，因此须要从乳酸铵盐中脱离氨后进行酯化。如果该脱氨率低，则酯化率不会上升。另外，乳酸和氨反应产生乳酰胺等酰胺化物。本发明中发现，脱氨率和酯化率之间呈正相关，以及酰胺生成率和脱氨率之间呈逆相关关系，如果在酯化时将酰胺生成率限定在规定范围内，则能够制造脱氨率和酯化率优异、光学纯度为95～100％ee的乳酸酯。
本发明中，在氨中和乳酸溶液与醇的酯化中，酰胺生成率优选为0～6.0％、更优选为0～5.0％。若超过6.0％，则收率降低、另外光学活性下降。
作为这种将乳酰胺生成率控制在0～6.0％的范围内进行酯化的方法，例如有制造上述第一乳酸酯的方法。此时，虽然酯化率没有限定，但与上述第一乳酸酯制造方法相同，如果是在酯化率达到60～90％时暂时中断，分离所生成的乳酸酯之后，在未反应的乳酸中添加醇再次进行酯化的方法，就能够缩短用于酯化的加热时间，而且能够得到高纯度的乳酸酯，因此优选。
另外，上述第一和第二方法中，通过在蒸馏残余物中再次添加醇来进行反应，能够分解乳酰胺，降低最终的酰胺生成率。
根据第二发明，能够抑制外消旋化，可制造光学活性95～100％ee、更优选为98～100％ee的乳酸酯。
本发明的第三发明是一种乳酸的制造方法，其特征在于，对通过上述任何一个方法制造的乳酸酯进行水解。本发明的乳酸的制造方法是使用通常的酸催化剂将通过上述乳酸酯制造方法制得的乳酸酯进行水解而完成的方法。通过该方法，能够将构成乳酸酯的醇除去，能够得到被高度精制的乳酸。作为上述酸催化剂可以使用离子交换树脂、无机酸等。另外，如上所述，根据本发明的乳酸酯的制造方法，由于光学活性高，因此将其水解而得到的乳酸也能够维持很高的光学活性。
实施例以下，举出实施例具体说明本发明，但这些实施例并不限定本发明。另外，以下实施例中发酵液中的乳酸的定量全部是通过高效液相色谱法(紫外线吸收检测器)进行的。同样，反应液中的乳酸丁酯的分析以气相色谱法进行，氨的分析通过滴定进行。
(比较例1)在图2所示的酯反应器203中加入500g乳酸70质量％的氨中和乳酸发酵液的浓缩液和1440g正丁醇(乳酸的5倍摩尔)作为反应液，在安装在该反应器203中的搅拌桨的搅拌下加热使之其反应。此时的加热温度(油浴202的油浴温度)为140～170℃范围。通过加热，与水共沸的正丁醇在位于反应器203上方的蒸馏塔204塔顶上方的冷却器206中被收集，在冷却器206下方的二相分离器207中分离成水相和丁醇相，上相成分丁醇(含有少量水)通过配管210回流到蒸馏塔204的塔顶，下相成分水(含有少量正丁醇)随时通过配管211被抽出，回收至水回收槽中。另外，蒸发的氨气多数溶解于在冷却器206中产生的浓缩液中，剩余的使用氨吸收器(硫酸酸性的冷水)收集。
反应器203内的反应温度在123～128℃下大致固定。维持该状态持续进行18小时的酯化时，反应液中的乳酸的酯化率达到85％。以下，表1中给出了各实施例和比较例的反应条件、酯化率、脱氨率、酰胺生成率、光学纯度。
(实施例1)除了酯化时间为8小时之外，与比较例1同样操作，得到乳酸的酯化率为69％的反应液。接着，将该反应液中所含乳酸酯与醇在温度130～150℃、压力1.33～101.30kPa下分馏，直至液温达到150℃、压力达到1.33kPa。反应器内的蒸馏残余物为156g。
在该蒸馏残余物中添加156g醇，在温度125～135℃、大气压下进行10小时的酯化。在实施例1中得到的乳酸酯的最终酯化率为94％。另外，此时添加到蒸馏残余物中的醇量为蒸馏残余物中所含乳酸的1.8摩尔倍。
(实施例2)除了酯化时间为12小时之外，与比较例1同样操作，得到乳酸的酯化率为80％的反应液。接着，将该反应液中所含乳酸酯与醇在温度130～150℃、压力1.33～101.30kPa下，以液温达到150℃、压力达到1.33kPa的条件蒸馏。反应器内的蒸馏残余物为114g。
在该蒸馏残余物中添加114g醇，在温度125～135℃、大气压下进行6小时的酯化。在实施例1中得到的乳酸酯的最终酯化率为92％。另外，此时添加到蒸馏残余物中的醇量为蒸馏残余物中所含乳酸的2.0摩尔倍。
(比较例2)除了酯化时间为32小时之外，与比较例1同样操作，得到乳酸的酯化率为93％的反应液。
(实施例3)除了酯化时间为24小时之外，与比较例1同样操作，得到乳酸的酯化率为90％的反应液。接着，将该反应液中所含乳酸酯与醇在温度130～150℃、压力1.33～101.30kPa下，以液温达到150℃、压力达到1.33kPa的条件蒸馏。反应器内的蒸馏残余物为76g。
在该蒸馏残余物中添加76g醇，在温度125～135℃、大气压下进行8小时的酯化。在实施例1中得到的乳酸酯的最终酯化率为95％。另外，此时添加到蒸馏残余物中的醇量为蒸馏残余物中所含乳酸的1.6摩尔倍。
表1
(结果)(1)实施例1和实施例2中第一酯化时间和第二酯化时间总计的总酯化时间与比较例1相同为18小时，但未实施第二酯化的比较例1与实施例1、2相比，酰胺生成率高、且脱氨率低。认为其原因是由于实施例1，2在进行酯化时，脱氨工序迅速进行且产生的氨被分离到体系外，以及酰胺的分解较比较例1更加有效率地进行。另外，与比较例1相比，实施例1，2的酯化率提高，收率提高。另外，光学活性也较比较例1提高。
(2)实施例3中第一酯化时间和第二酯化时间总计的总酯化时间与比较例2相同为32小时，但未实施第二酯化的比较例2与实施例3相比，酰胺生成率高、且脱氨率低。另外，将比较例2和实施例2进行比较，脱氨率、酯化率、酰胺生成率为同等程度的数值，但光学纯度明显下降。
(3)实施例3和比较例2虽然酯化时间同为32小时，但实施例3是在进行酯化至酯化率达到90％的基础上再实施第二酯化的例子，脱氨率和酯化率高于比较例2。但是，实施例3的这些数值与实施例1为同等程度。这表明，在酯化率为60～90％时暂时停止、分离乳酸酯后进行第二酯化的方法，与进行酯化至酯化率达到90％后再进行第二酯化相比，尤其能够有效率地抑制外消旋化。
产业实用性根据本发明，能够以简便的装置在短时间内制造收率高的乳酸酯，所得乳酸酯光学纯度也高，在产业上有用。
权利要求
1.一种乳酸酯的制造方法，该方法是醇与乳酸和/或乳酸盐的酯化物的制造方法，包括对含有醇与乳酸和/或乳酸盐的反应液进行酯化直至酯化率达到60～90％的工序、将该反应液中所含乳酸酯和所述醇蒸馏出来的工序、以及在所得蒸馏残余物中添加醇进行再次酯化的工序。
2.根据权利要求1所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述反应液含有醇与乳酸水溶液和/或乳酸盐水溶液。
3.根据权利要求2所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述乳酸水溶液和/或乳酸盐水溶液是氨中和乳酸发酵液。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述醇为碳原子数4～6的醇。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，添加到所述蒸馏残余物中的醇量是所述蒸馏残余物中所含乳酸的0.3～100摩尔倍。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，将所述反应液中所含的氨与所生成的乳酸酯一起回收。
7.光学纯度95～100％ee的乳酸酯的制造方法，其特征在于，在乳酰胺生成率为0～6.0％范围内，使氨中和乳酸发酵液与醇进行酯化。
8.根据权利要求7所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述醇为碳原子数4～6的醇。
9.乳酸的制造方法，其特征在于，将根据权利要求1～8任一项所述的方法制造的乳酸酯水解。
全文摘要
本发明提供酰胺生成率低、光学活性高的乳酸酯的制造方法。一种乳酸酯的制造方法，该方法是醇与乳酸和/或乳酸盐的酯化物的制造方法，包括对含有醇与乳酸和/或乳酸盐的反应液进行酯化直至酯化率达到60～90％的工序、将该反应液中所含乳酸酯和所述醇蒸馏出来的工序、以及在所得蒸馏残余物中添加醇进行再次酯化的工序。通过本发明，能够收率高地在短时间内制造光学活性高的乳酸酯。
文档编号C07C67/08GK1930110SQ20058000816
公开日2007年3月14日 申请日期2005年3月9日 优先权日2004年3月17日
发明者渡边崇, 植田浩之, 酒井康宣, 三浦重信 申请人:株式会社武藏野化学研究所