球粒至500mL锥形烧瓶中且小心地添加390g脱矿质水来制备含有两莫耳当量氢氧化钠(以上文之木糖装料量计)之溶液。在冷却下将此混合，直至形成澄清溶液。
[0108]随后将木糖及氢氧化钠溶液添加至经加热(油套温度约120°C)、约60mL连续搅拌槽反应器(CSTR)中，该反应器装配有顶置式搅拌器、热电偶/回流冷凝器及装料口。使用蠕动栗经4小时之时段进行添加(反应滞留时间为约15min)，将反应温度维持于100-105°C范围内。在自CSTR排出后，收集含有乳酸钠之反应混合物。一旦完成最终进料添加，即排出残余反应混合物。
[0109]将此溶液之31g(27mL)部分添加至具有磁力搅拌器从动件之250mL圆底反应烧瓶中，且逐滴添加8.6g此1(37%水溶液)。
[0110]将100mL(80g)正丁醇添加至混合物中，随后将其在室温(24°C)下搅拌(400rpm)150分钟。
[0111]在完成搅拌之后，将烧瓶内含物转移至500mL分液漏斗中且使各层在静置时完全分离。移除含有氯化钠之下部水层且收集于适合之烧瓶中。上部有机层含有乳酸。
[0112]将氯化钠水溶液引入至电解池中，该电解池具有将该池分为阳极室及阴极室之选择性离子渗透膜。向该池施加电流，导致在阳极产生氯气且在阴极产生氢气及氢氧化钠。
[0113]自该池回收氢氧化钠水溶液，且浓缩至22% w/w之氢氧化钠浓度。
[0114]在100_105°C范围内之温度下，在随时间推移进行搅拌之情况下于上文所述之CSTR反应容器中掺合所得氢氧化钠水溶液及40%w/w D-木糖水溶液，导致产生其他乳酸钠。
[0115]实施例5分批补料制备乳酸并转化为乳酸烷基酯，同时分离氯化钠
[0116]向配备有顶置式搅拌器、回流冷凝器、温度探针及用于糖馈入之入口的5L圆底烧瓶中装入640g水。逐份添加氢氧化钠球粒(426.7g，10.67莫耳)以形成40% w/w NaOH溶液。向另一配备有顶置式搅拌器之5L圆底烧瓶中依次逐份装入1，200g水及800g木糖(5.33莫耳，相对于NaOH为0.50当量)以形成40 % w/w木糖溶液。
[0117]将40%?/?氢氧化钠溶液加热至100-105°(3，接着使用蠕动栗经15或60分钟之时段将40%w/w木糖溶液馈入至该热氢氧化钠溶液中。在完成木糖添加后，使反应物冷却至环境温度且藉由HPLC分析样品(约5mL)之乳酸含量。
[0118]典型地发现此时乳酸之原位产率为41%_44%，其中15分钟添加时段得到处于范围下端(41%-42%)之产率，且60分钟添加时段得到处于上端(43-44%)之产率。
[0119]用浓HC1(37% ,920.6mL，相对于NaOH为0.5当量)使剩余反应溶液酸化且分成两等份。使用蠕动栗将酸化混合物各自经8小时馈入至含有回流正丁醇(各烧瓶中为3L)之5L圆底烧瓶中且设定为藉助于迪恩-斯塔克装置移除共沸水。在完成添加后，使反应物再回流8小时直至在迪安-斯塔克分水器中观测不到水。随后使反应混合物冷却且过滤沈淀之氯化钠且用正丁醇(2 X10mL)洗涤。藉由气相层析法分析滤液之乳酸正丁酯含量且在烘箱中干燥氯化钠。结果表明乳酸完全转化为乳酸正丁酯。NaCl回收率为>98重量％。
[0120]实施例6制造乳酸并转化为乳酸烷基酯，同时回收并再循环氢氧化钠
[0121]向配备有顶置式搅拌器、回流冷凝器、温度探针及用于糖馈入之入口的5L圆底烧瓶中装入640g水。逐份添加氢氧化钠球粒(426.7g，10.67莫耳)以形成40% w/w NaOH溶液。向另一配备有顶置式搅拌器之5L圆底烧瓶中依次逐份装入1，200g水及800g木糖(5.33莫耳，相对于NaOH为0.50当量)以形成40 % w/w木糖溶液。
[0122]将40%w/w氢氧化钠溶液加热至100_105°C且接着使用蠕动栗经60分钟之时段将40%w/w木糖溶液馈入至该热氢氧化钠溶液中。在完成木糖添加后，将含乳酸钠之反应混合物冷却至环境温度。
[0123]用浓此1(37%，920.61^，相对于似0!1为0.5当量)使反应溶液酸化且分成两等份。使用蠕动栗将酸化混合物各自经8小时馈入至含有回流正丁醇(各烧瓶中为3L)之5L圆底烧瓶中且设定为藉助于迪恩-斯塔克装置移除共沸水。在完成添加后，使反应物回流直至在迪安-斯塔克分水器中不再观测到水。随后使反应混合物冷却且经过滤以分离含乳酸正丁酯之液相与固体氯化钠。用正丁醇(2 X 100mL)洗涤固体氯化钠。
[0124]将固体氯化钠溶解于水中且将氯化钠水溶液引入至电解池中，该电解池具有将该室分为阳极室及阴极室之选择性离子渗透膜。施加电流至该池，导致在阳极产生氯气且在阴极产生氢气及氢氧化钠。
[0125]自该池回收氢氧化钠水溶液，且浓缩至40% w/w之氢氧化钠浓度。
[0126]将所得氢氧化钠水溶液馈入至配备有顶置式搅拌器、回流冷凝器、温度探针及用于糖馈入之入口之5L圆底烧瓶，将其加热至100-105°C。随后使用蠕动栗经60分钟之时段将另一批40%w/w木糖水溶液馈入至热氢氧化钠溶液中，导致产生其他乳酸钠。
【主权项】
1.一种用于制造乳酸之方法，其包含: (a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物； (b)使至少一部分该乳酸钠与HC1反应以产生乳酸及氯化钠； (c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠;及 (d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中。2.如权利要求1之方法，其中该富含醣之液流为富含单醣之液流。3.如权利要求1或2之方法，其中该富含醣之液流与氢氧化钠在10至160°C范围内之温度下反应。4.如权利要求1至3中任一项之方法，其中氢氧化钠与以单醣计算之醣之莫耳比在1.5:1至6:1范围内。5.如权利要求1至4中任一项之方法，其中步骤(b)包含将至少一部分来自步骤(a)之该反应混合物与HC1以及与C3-6烷基醇掺合以产生包含乳酸及氯化钠之两相混合物。6.如权利要求5之方法，其中在步骤(b)之后，氯化钠及水藉由液-液相分离与乳酸分离。7.如权利要求5或6之方法，其中该C3-6烷基醇为正丁醇。8.一种用于制造乳酸Cm烧基酯之方法，其包含: 藉由如权利要求1至6中任一项定义之方法制造乳酸;及 使至少一部分该乳酸与(^-6烷基醇反应以产生对应乳酸烷基酯。9.如权利要求8之方法，其中该&-6烷基醇为正丁醇。10.如权利要求1至9中任一项之方法，其中至少一部分在步骤(C)中产生之该氯气与氢气反应以产生HC1。11.如权利要求10之方法，其中至少一部分该HC1再循环至步骤(b)中。12.如权利要求8至11中任一项之方法，其中该方法包含: (a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物； (b)使至少一部分该乳酸钠与HC1反应以产生乳酸及氯化钠； (b〃)使至少一部分该乳酸与&-6烷基醇反应以产生对应乳酸烷基酯； (b//7 )分离固体氯化钠与该乳酸Cm烷基酯； (c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠； (d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中； (e)使步骤(c)中产生之至少一部分该氯气与氢气反应以产生HC1;及 (f)将步骤(e)中产生之至少一部分该HC1再循环至步骤(b)中。13.如权利要求8至12中任一项之方法，其中该方法包含: (a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物； (b)使至少一部分该乳酸钠与HC1反应以产生乳酸及氯化钠； (bb)藉由移除水减少获自步骤(b)之该反应混合物之体积； (b〃)使至少一部分该乳酸与&-6烷基醇反应以产生对应乳酸烷基酯； (b//7 )分离固体氯化钠与该乳酸Cm烷基酯； (b"")藉由蒸馏纯化该乳酸Cm烷基酯； (c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠； (d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中； (e)使步骤(c)中产生之至少一部分该氯气与氢气反应以产生HC1;及 (f)将步骤(e)中产生之至少一部分该HC1再循环至步骤(b)中。14.一种用于制造乳酸或乳酸C3-6烷基酯之方法，其包含: (a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物； (b)将至少一部分来自步骤(a)之该反应混合物与HC1以及与C3-6烷基醇掺合以产生包含乳酸及氯化钠之两相混合物； (K )藉由液-液相分离将氯化钠及水与乳酸分离;且视情况 (b〃)使至少一部分该乳酸与该C3-6烷基醇反应以产生乳酸C3-6烷基酯。15.如权利要求14之方法，其中该C3-6烷基醇为正丁醇。16.一种用于制造乳酸Cm烷基酯之方法，其包含: (a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物； (b)将至少一部分该乳酸钠与HC1以及与Cm烷基醇掺合以产生乳酸及氯化钠； (b〃)使至少一部分该乳酸与&-6烷基醇反应以产生对应乳酸烷基酯;及 (b//7 )分离氯化钠与乳酸&-6烷基酯。17.如权利要求16之方法，其中该烷基醇为正丁醇。18.如权利要求8至17中任一项之方法，其中该乳酸烷基酯藉由在减压下蒸馏来回收。19.一种用于制造寡聚乳酸、交酯、乳酰乳酸烷基酯或聚乳酸之方法，其包含: 藉由如权利要求1至7、10、11、14或第15中任一项之方法制造乳酸，或藉由如权利要求8至18中任一项之方法制造乳酸烷基酯;及 将该乳酸或该乳酸烷基酯转化为寡聚乳酸、交酯、乳酰乳酸烷基酯或聚乳酸。20.一种用于制造丙二醇之方法，其包含: 藉由如权利要求1至7、10、11、14或15中任一项之方法制造乳酸，或藉由如权利要求8至18中任一项之方法制造乳酸烧基酯;及将该乳酸或该乳酸烷基酯转化为丙二醇。21.一种用于制造丙烯酸之方法，其包含: 藉由如权利要求1至7、10、11、14或15中任一项之方法制造乳酸，或藉由如权利要求8至18中任一项之方法制造乳酸烧基酯;及将该乳酸或该乳酸烷基酯转化为丙烯酸。
【专利摘要】本发明提供一种用于制造乳酸之方法。该方法包含(a)使富含醣之液流与氢氧化钠在水存在下反应以产生包含乳酸钠之反应混合物；(b)使至少一部分该乳酸钠与HCl反应以产生乳酸及氯化钠；(c)将至少一部分该氯化钠转化为氯气及氢氧化钠；及(d)将步骤(c)中产生之至少一部分该氢氧化钠再循环至步骤(a)中。亦提供用于制造乳酸烷基酯、寡聚乳酸、交酯、乳酰乳酸烷基酯、聚乳酸、丙二醇及丙烯酸之方法。
【IPC分类】C07C59/08, C07C67/08, C07C51/295, C07C69/68
【公开号】CN105473543
【申请号】CN201480045965
【发明人】斯蒂芬·多尼根, 菲利普·詹姆斯·古迪尔, 爱德华·莱斯利·马歇尔, 乌尔维什·拉梅什钱德拉·潘德亚, 阿吉特库马尔·穆昆德雷·帕特尔
【申请人】普拉克西卡有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】EP3041816A1, US20160185704, WO2015033159A1