专利名称：一种乙交酯的提纯方法
技术领域：
本发明涉及一种乙交酯的提纯方法。
背景技术：
聚乙交酯及其共聚物具有良好的生物相容性和生物降解性，降解产物对人体无毒、可被人体组织吸收代谢，作为一类重要的生物医用高分子材料而获得广泛关注，在手术缝合线、骨骼固定与修复、药物控制释放、人造血管、组织工程等领域得到了应用。高分子量的聚乙交酯通常需要用高纯度的乙交酯开环聚合获得，而乙交酯是由羟基乙酸低聚物在催化剂存在下经过高温裂解来合成，用此方法合成的乙交酯含有水、羟基乙酸以及羟基乙酸低聚物等杂质，将含有这些杂质的乙交酯称为“粗乙交酯”，这些杂质会对乙交酯的开环聚合产生不利影响，杂质中的水能使乙交酯水解成羟基乙酸，也能使聚乙交酯发生水解断链，杂质中的羟基乙酸和羟基乙酸低聚物含有羧基，能使聚乙交酯发生酸解而降解，因此粗乙交酯需要经过提纯来除去杂质。通常采用重结晶或精馏的方法将这些杂质从粗乙交酯中除去，然而重结晶和精馏的方法都有一定的缺点，重结晶法(比如专利CN100999516B，US4650851，US5223630)需要使用有机溶剂，比如乙酸乙酯、丙酮，使用有机溶剂会对环境造成影响以及增加提纯成本，而且为了得到高纯度的乙交酯，需要重结晶3-5次，提纯周期长。采用精馏法提纯粗乙交酯，是利用杂质与乙交酯沸点不同的物理特性将杂质与乙交酯分离，粗乙交酯中的各组分的沸点温差较小，因此精馏法提纯粗乙交酯对精馏塔的要求非常严苛，该法投资太大。CN1056689A公开了一种纯化不纯的乙交酯的方法，将不纯的乙交酯在气提装置中加热熔融，再通过惰性气体气提，从气流中回收乙交酯，再使用极性溶剂洗涤得到高纯度的乙交酯，该方法在气提之后得到较 纯的乙交酯，之后再用有机溶剂洗涤，虽然提高了纯度，但收率太低，并且使用有机溶剂会对环境造成影响以及增加提纯成本，而且步骤较多，成本较闻。US3597450A中，使不纯的乙交酯经重结晶和升华两个顺序步骤处理，可获得较高纯度的乙交酯，但收率较低，另外，升华步骤在75-130°C的温度下进行时需要很高的减压，此减压一般小于2. 5mmHg，最低至O. 07mmHg，这种升华步骤进行得很慢，需要12-17. 5h，因此难以工业化大规模生产。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明目的在于提供一种乙交酯的提纯方法，该方法不使用有机溶剂，污染非常小，成本低，提纯周期短，操作方便，并能确保精乙交酯的收率在80%以上，纯度在99. 5%以上。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案一种乙交酯的提纯方法，常压下将粗乙交酯与碱性试剂混合，加热使粗乙交酯熔化并与碱性试剂反应，然后继续升高体系温度并减压，将乙交酯蒸馏出来得到精乙交酯。粗乙交酯中含有的杂质主要是水、羟基乙酸、羟基乙酸低聚物，本发明是将粗乙交酯中含有的水、羟基乙酸、羟基乙酸低聚物杂质通过与碱性试剂反应转化成难挥发的碱或盐，碱性试剂可以和乙交酯中几乎所有的杂质反应生成难挥发性碱或盐，然后将乙交酯蒸馏出来得到高纯度乙交酯，该方法提纯粗乙交酯的收率高、纯度高，收率在80%以上，纯度在99. 5%以上。另外，该方法仅需加入碱性试剂进行反应，之后进行蒸馏提纯乙交酯，提纯周期短，操作步骤少，操作方便，降低了成本，不使用有机溶剂，避免了有机溶剂对环境的污染，不采用多次重结晶的方法提纯，既降低了成本，也避免了重结晶过程造成乙交酯的损失，提高了收率，以低成本、简易的提纯方法获得了非常高的收率和纯度。所述碱性试剂为粉末状或小颗粒状，优选的，所述碱性试剂的粒径小于500 μ m。优选的，所述碱性试剂包括碱金属、碱土金属、碱金属的氢化物、碱金属的氧化物、碱土金属的氢化物以及碱土金属的氧化物中的一种或多种混合物。优选的，所述粗乙交酯与碱性试剂反应的温度为7(T10(TC，反应时间为O. 5^4小时。碱金属、碱土金属、碱金属的氢化物、碱金属的氧化物、碱土金属的氢化物以及碱土金属的氧化物对水、羟基乙酸、羟基乙酸低聚物等杂质具有较强的反应活性，与所述的杂质在7(rioo°c的熔融状态下的反应活性高、反应时间短、反应易于进行。最优选的，所述碱性试剂包括Na、K、Ca、NaH, Na2O, CaH2, CaO中的一种或多种混合物。最优选的，所述粗乙 交酯与碱性试剂反应的温度为8(T95°C，反应时间为1. (Γ3. 5小时。 优选的，所述碱性试剂的用量为每100克粗乙交酯加入碱性试剂f 20克，以保证粗乙交酯中的杂质能彻底被转化成难挥发性碱或盐，杂质反应完全彻底。最优选的，所述碱性试剂的用量为每100克粗乙交酯加入碱性试剂6 10. 5克。优选的，所述乙交酯蒸馏温度为12(T200°C，体系真空度为l(Tl000Pa，该蒸馏条件既能保证将乙交酯从难挥发性杂质中以非常高的纯度蒸馏分离出来，获得高纯度的乙交酯，又能避免乙交酯与难挥发性杂质发生副反应，提高乙交酯的收率，还能缩短蒸馏提纯的时间，提闻效率。进一步优选的，所述乙交酯蒸馏温度为12(Tl60°C，体系真空度为10(Tl000Pa。最优选的，所述乙交酯蒸馏温度为12(Tl40°C，体系真空度为20(Tl000Pa。本发明通过上述优选的技术方案，可以进一步提高乙交酯的收率和纯度，使乙交酯的收率达到82%以上，纯度达到99. 7%。本发明最佳的技术方案，可以进一步提闻乙交酷的收率和纯度，使乙交酷的收率达到85%以上，纯度达到99. 8%。与现有技术相比，本发明的有益效果为(I)不使用有机溶剂,污染非常小；(2)提纯方法简单，操作方便，成本低，提纯周期短；(3)该乙交酯的提纯方法获得了非常高的收率和非常高的纯度。
具体实施例方式下面的实施例将对本发明作更具体的解释，但本发明并不仅仅局限于这些实施例，同样这些实施例也不以任何方式限制本发明。实施例1粗乙交酯的合成向5L烧瓶中加入3000克70%羟基乙酸水溶液和8. O克催化剂Sb2O3，常压下搅拌，将溶液加热至190°C脱水，然后将体系压力降至8. OkPa进一步脱水1.5小时，制得羟基乙酸低聚物，然后升温至230-270°C，压力降至l.OkPa，将羟基乙酸低聚物裂解，得到粗乙交酯1150克。实施例2粗乙交酯的提纯用实施例1合成的粗乙交酯，在常压下取100克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，加入6. O克Na，加热至80°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应I小时，然后继续升温至140°C，将体系压力降至lOOPa，蒸馏2小时，得到82克精乙交酯，收率为82%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 6°C，纯度为99. 8%。实施例3 用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取120克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，力口入9. O克CaH2，加热至85°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应1. 5小时，然后继续升温至150°C，将体系压力降至200Pa，蒸馏2. 5小时，得到100克精乙交酯，收率为83%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 50C，纯度为99. 7%。实施例4用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取105克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，力口入3. O克Na和8. O克CaO，加热至90°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应2小时，然后继续升温至160°C，将体系压力降至50Pa，蒸馏1. 5小时，得到89克精乙交酯，收率为85%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 3°C，纯度为99. 5%。实施例5用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取95克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，加入
5.O克K，加热至95°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应O. 5小时，然后继续升温至130°C，将体系压力降至150Pa，蒸馏3小时，得到82克精乙交酯，收率为86%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 40C，纯度为99. 5%。实施例6用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取90克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，加入
3.O克Na和4. O克CaH2,加热至78°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应3. 5小时，然后继续升温至120°C，将体系压力降至800Pa，蒸馏5小时，得到74克精乙交酯，收率为82%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 8°C，纯度为99. 8%。实施例7用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取115克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，力口入2. O克Na2O和6. O克CaH2，加热至100°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应O. 5小时，然后继续升温至200°C，将体系压力降至10Pa，蒸馏I小时，得到93克精乙交酯，收率为81%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 2°C，纯度为99. 5%。实施例8
用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取130克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，力口入5. O克NaH和3. O克Ca，加热至70°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应4小时，然后继续升温至125°C，将体系压力降至lOOOPa，蒸馏10小时，得到113克精乙交酯，收率为87%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 40C，纯度为99. 6%。实施例9用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取100克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，加入1.O克Na，加热至70°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应O. 5小时，然后继续升温至120°C，将体系压力降至lOOOPa，蒸馏2小时，得到80克精乙交酯，收率为80%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 6°C，纯度为99. 5%。实施例10用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取100克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，加入10克CaO和10. O克CaH2，加热至100°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应1. 5小时，然后继续升温至130°C，将体系压力降至300Pa，蒸馏3小时，得到82. 5克精乙交酯，收率为82. 5%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 6°C，纯度为99. 8%。实施例11用实施例1合成的粗乙交酯。在常压下取100克粗乙交酯放入250mL烧瓶中，力口入6克CaO和3. O克Na，加热至95°C使粗乙交酯熔化，在此温度下反应1. 5小时，然后继续升温至140°C，将体系压力降至300Pa，蒸馏3小时，得到87. O克精乙交酯，收率为87%。精乙交酯的熔点(DSC测定)为82. 6°C，纯度为99. 8%。对比例I
传统的粗乙交酯提纯方法用实施例1合成的粗乙交酯，在77°C下，将105克粗乙交酯溶解在200毫升乙酸乙酯中，再在室温下充分冷却，进行重结晶，过滤分离出晶体，然后在40°C下真空干燥10小时，得到29克乙交酯，其收率仅为28%，其熔点(DSC测定)为81. 5°C，纯度为 99. 2%ο按CN1056689A实施例2的提纯方法取实施例1合成的粗乙交酯25g，装入气提容器中，当容器的温度增加到144-150°C乙交酯熔化，用干燥的氮气流以0. 24标准立方英尺/分的速度气提lh，回收的乙交酯用异丙醇洗涤，得到12. 2g精制乙交酯，收率仅为48. 8%，纯度为99. 9%ο
权利要求
1.一种乙交酯的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤常压下将粗乙交酯与碱性试剂混合，加热使粗乙交酯熔化并与碱性试剂反应，然后继续升高体系温度并减压，将乙交酯蒸馏出来得到精乙交酯。
2.根据权利要求1所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述碱性试剂包括碱金属、碱土金属、碱金属的氢化物、碱金属的氧化物、碱土金属的氢化物以及碱土金属的氧化物中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求2所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述碱性试剂包括Na、K、Ca、NaH, Na2O, CaH2、CaO中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述粗乙交酯与碱性试剂反应的温度为7(Tl00°C，反应时间为O. 5^4小时。
5.根据权利要求4所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述粗乙交酯与碱性试剂反应的温度为8(T95°C，反应时间为1. (Γ3. 5小时。
6.根据权利要求1所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述碱性试剂的用量为每100克粗乙交酯加入碱性试剂f 20克。
7.根据权利要求6所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述碱性试剂的用量为每100克粗乙交酯加入碱性试剂6 10. 5克。
8.根据权利要求1所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述乙交酯蒸馏温度为12(T200°C，体系真空度为 l(Tl000Pa。
9.根据权利要求8所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述乙交酯蒸馏温度为120 160°C，体系真空度为10(Tl000Pa。
10.根据权利要求9所述的乙交酯的提纯方法，其特征在于，所述乙交酯蒸馏温度为120 140°C，体系真空度为20(Tl000Pa。
全文摘要
本发明涉及一种乙交酯的提纯方法，包括以下步骤常压下将粗乙交酯与碱性试剂混合，加热使粗乙交酯熔化并与碱性试剂反应，然后继续升高体系温度并减压，将乙交酯蒸馏出来得到精乙交酯。该方法不使用有机溶剂，污染非常小，成本低，提纯周期短，操作方便，并能确保精乙交酯的收率在80%以上，纯度在99.5%以上。
文档编号C07D319/12GK103058983SQ20121055295
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者曲希明, 徐纪刚, 黄庆 申请人:中国纺织科学研究院