乳酸酯的制造方法

專利名稱：乳酸酯的制造方法
技術領域：
本發明涉及收率優異的乳酸酯的制造方法，特別涉及使用含有乳酸或乳酸鹽的乳酸發酵液有效率地制造乳酸酯的方法。
背景技術：
乳酸是作為食品添加劑被用于清酒、清涼飲料、咸菜、醬油、面包或啤酒等的制造中，另外，作為工業用被用于皮革、纖維、塑料、藥品或農藥等制造中的有用的化合物。最近，作為乳酸的衍生物或合成中間體的乳酸乙酯或乳酸丁酯等酯類作為安全性高的溶劑或洗滌劑，其用途變寬。特別是，作為藥品、農藥的原料被利用時，具有高光學活性的高純度乳酸或其酯體成為必要，正借助乳酸發酵來生產。
作為這種乳酸酯的制造方法，公開了使用乳酸發酵液，伴隨著乳酸菌發酵的進行，利用氨等中和降低的pH，同時進行發酵，所得乳酸鹽以硫酸酸性轉化成乳酸，利用異丙醇等溶劑提取的方法。提取出的乳酸使用甲醇酯化(日本專利特開昭58-56690號公報)。
另外，還有在酯化乳酸的同時將含有酯化物的氣體混合物部分凝結，接著通過真空蒸餾濃縮乳酸酯，并對濃縮的粗制乳酸酯實施第二次蒸餾的方法(日本專利特開昭58-189138號公報)。該方法是鑒于如果使用乳酸水溶液制造酯化物，則酯化物在水的存在下容易分解這一點上，對酯化物進行再次酯化反應的方法。
另外，還有利用氨調整乳酸發酵時的培養基的pH，在含有通過該發酵所得乳酸銨的乳酸發酵液中加入碳原子數4或5的醇，加熱進行酯化，制造對應的乳酸酯的方法(日本專利特開平6-311886號公報)。在日本專利特開平6-311886號公報中，在通過酯化反應得到的溶液中添加無機酸作為酯化促進劑，在酸性下進行加熱和脫水，促進并完成該乳酸和該醇的酯化。另外，使用碳原子數4或5的醇的原因是，在將該醇作為酯化原料使用的同時，還作為共沸脫水劑發揮作用。所得酯化反應液幾乎不含水，含有剩余的醇、該醇的乳酸酯、氨的無機酸鹽、乳酸菌等微生物、其他雜質，由于銨鹽、高分子的雜質或乳酸菌等作為漿液存在，因此進行間歇式或連續式的蒸餾工序，分離乳酸酯和醇。

發明內容
乳酸酯作為其自身使用或者水解后作為乳酸使用。用途也涉及食品添加劑、工業用、藥品、農藥等多個分支，而且作為聚合物的聚乳酸還是作為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極為重要的問題。另外，由于乳酸是光學活性的化合物，因此也強烈希望開發出光學活性高的乳酸酯的制造方法。
在這種情況下，本發明提供乳酸酯的更有效率的制造方法。
本發明人等對乳酸酯的制造方法進行了詳細研究，結果發現對含有乳酸或乳酸鹽和醇的反應液進行酯化，在酯化率為60～90％時暫時中斷，將所含的乳酸酯和醇分離，在殘液中添加醇再次進行酯化時，通過第一次酯化和第二次酯化得到的乳酸酯總計酯化率超過90％，與單次得到乳酸酯的情況相比，收率高、而且酰胺化物等副產物量極其減少、純度提高，進而完成了本發明。本發明可以以連續式也可以以間歇式進行，還能夠縮短酯化時間，提高光學純度。
進而，在研究酯化條件時還發現，將氨中和乳酸發酵液作為乳酸原料時，如果按照乳酰胺生成率0～6.0％進行加熱，則能夠簡便地制造光學純度高、收率高的乳酸酯。
即，本發明提供一種乳酸酯的制造方法，該方法是醇與乳酸和/或乳酸鹽的酯化物的制造方法，包括對含有醇與乳酸和/或乳酸鹽的反應液進行酯化直至酯化率達到60～90％的工序、分餾該反應液中所含乳酸酯的工序、以及在蒸餾殘余物中添加醇再次進行酯化的工序。
另外，本發明是一種光學純度95～100％ee的乳酸酯的制造方法，其特征在于，在乳酰胺生成率為0～6.0％范圍內，使氨中和乳酸發酵液與醇進行酯化。
通過本發明能夠以簡便的方法制造收率高的乳酸酯。而且，由于酯化條件溫和，因此能量效率優異。另外，通過本發明，由于是在溫和的酯化條件下進行反應，因此能夠得到光學純度高的乳酸酯。
本發明由于能夠將乳酸發酵液作為原料物質，因此在通過乳酸發酵得到乳酸后制造酯化物時，尤其能夠有效地操作。


圖1是表示以連續式制造本發明乳酸酯的裝置的圖。
圖2是表示以間歇式制造本發明乳酸酯的裝置的圖。
具體實施例方式
本發明的第一發明是一種乳酸酯的制造方法，該方法是醇與乳酸和/或乳酸鹽的酯化物的制造方法，包括對含有醇與乳酸和/或乳酸鹽的反應液進行酯化直至酯化率達到60～90％的工序、分餾該反應液中所含乳酸酯的工序、以及在蒸餾殘余物中添加醇再次進行酯化的工序。
在本發明中使用的乳酸可以是通過任何方法制得的乳酸，可以使用兩分子乳酸結合而成的丙交酯經水解而制造的物質、化學合成的乳酸、或者通過利用乳酸發酵菌的生物學制造方法制作的乳酸等通過任意方法得到的乳酸。如果使用利用乳酸發酵菌制造的乳酸，則能夠得到光學活性優異的乳酸酯，因此特別優選。
作為乳酸鹽，只要是在酯化時不阻礙鹽從乳酸上脫離并進行酯化的就可以，可以使用任何乳酸鹽。作為這種乳酸鹽可以舉出與鈣離子、銨離子、和胺類的鹽。含有乳酸鹽是由于考慮到了通過中和等的乳酸制造工序的處理，最終制品成為乳酸鹽的情況。
本發明中，乳酸或乳酸鹽(以下僅稱為乳酸(鹽))可以以水溶液供給。使用這種乳酸(鹽)水溶液時，以乳酸換算優選含有30～85質量％、更優選45～75質量％、特別優選50～70質量％的乳酸(鹽)。另外，乳酸含量不在上述范圍內時，還可以濃縮乳酸或乳酸鹽、或者將按照上述濃度進行稀釋的溶液用作乳酸(鹽)水溶液。本發明中，可以使用乳酸發酵液作為這種乳酸(鹽)水溶液。并且，該乳酸發酵液是利用乳酸發酵菌生物學地制造乳酸時的含有乳酸的發酵液。由于pH隨著乳酸發酵的進行而降低，因此通常通過添加堿性物質進行中和，同時進行發酵，優選使用氨作為這種堿性物質使用。本發明中，將這種乳酸發酵液稱為“氨中和乳酸發酵液”。進行氨中和時，還可以在酯化的同時分餾回收游離的氨。作為這種氨中和乳酸發酵液，例如可以通過日本專利特開昭58-56690號公報、日本專利特開平6-311886號公報記載的方法調制。
作為酯化中使用的醇，特別優選使用碳原子數4～6的醇。作為這種醇可以使用例如正丁醇、異丁醇、叔丁醇、正戊醇(n-amylalcohol)、仲戊醇、叔戊醇、異戊醇、仲異戊醇、旋性戊醇、二乙基甲醇、叔丁基甲醇、正戊醇(n-pentyl alcohol)等，更優選為正丁醇。由于正丁醇與水共沸，因此在將該共沸組合物適當冷卻收集后，將正丁醇與水進行2相分離，就能夠將正丁醇再次用于酯化反應體系，很節約。另外，碳原子數超過6的醇時，酯化產生的氨的游離是可能的，但由于所生成的乳酸酯沸點高，因此之后的通過乳酸酯蒸餾進行的精制往往變得困難。特別是碳原子數1～3的醇，由于與水的相分離不充分，因此往往不能效率良好地工作。
本發明中，考慮到反應效率等，乳酸(鹽)水溶液和該醇的混合比，相對于乳酸(鹽)優選為0.3～100摩爾倍、更優選為1～10摩爾倍、特別優選3～6摩爾倍。低于0.3摩爾倍，則有乳酸二聚體變多、反應不進行的情況。相反，如果超過100摩爾倍，則將反應液的溫度升至酯化溫度需要很長時間，其后的溫度控制也變困難。以下，作為本發明實施方式的一例，對使用圖1所示連續式乳酸酯制造裝置、使用氨中和乳酸發酵液和正丁醇制造乳酸酯的情況進行說明。
圖1所示裝置101中，第一反應器103、薄膜蒸餾器104、第二反應器105和薄膜蒸餾器106分別以配管108、109和110相連接。
首先，在該第一反應器103中，從配管107添加氨中和乳酸發酵液、從配管116添加正丁醇作反應液，在安裝在該第一反應器103中的攪拌槳的攪拌下加熱，進行酯化反應。在配設于第一反應器103的上部的蒸餾塔114，在其更上部以配管118連接有冷卻器117，正丁醇或、與正丁醇的共沸組合物、乳酸酯在冷卻器117中被收集，在該冷卻器117下方的二液相分離罐119中分離成水相和丁醇相。上相成分的正丁醇(含有乳酸酯和少量水)通過配管122回流到蒸餾塔114上部，下相成分的水(含有少量正丁醇和氨)隨時通過配管121被抽出、回收到水回收槽中。另外，通過了蒸餾塔114的大部分氨氣都在冷卻器117中被收集，剩余的氨經由配管120被冰冷水式的氨吸收器收集。
酯化條件根據所用醇的種類等而改變，蒸餾塔塔頂部壓力是常壓即可。反應溫度也根據所用醇而不同，通常在100～170℃、優選在120～130℃的范圍下進行。該溫度小于100℃時，存在無法得到滿足工業上的反應速度的情況。該溫度超過170℃時，會出現乳酸部分外消旋化、2分子醇形成對應的醚等現象。
另外，乳酸銨和正丁醇的酯化中，溫度為100～170℃、更優選為110～150℃、特別優選為120～130℃。該范圍內，乳酸銨的反應率高且乳酸酯的收率也高。此時，優選僅加熱氨中和乳酸發酵液，向其中添加醇的同時使其反應。如果像這樣在后添加醇，則能夠縮短反應時間。例如，以乳酸銨的3摩爾倍投入沸點117.7℃的正丁醇的情況作為示例，達到正丁醇與水的共沸點92.3℃以上后，伴隨著脫水化和酯化反應的進行，溫度上升，因此對于酯化達到平衡狀態、酯化溫度達到恒定需要較長時間。但是如果僅加熱氨中和乳酸發酵液，則由于鹽的效果，伴隨著濃縮而超過水的沸點達到107℃左右，因此能夠在短時間內提高液體溫度。因此，如果在其后添加醇，則能夠在迅速控制到目標反應溫度的同時，縮短酯化反應時間來制造乳酸酯。
本發明中，上述酯化按照反應器103內乳酸的酯化率達到60～90％、優選65～90％、特別優選70～90％進行調制，轉移到下個工序。如果酯化率超過90％，則高溫狀態的時間長，因此往往光學活性降低。另一方面，如果酯化率小于60％，則生成率降低，不利。
酯化率為60～90％的反應液通過配管108被供給至薄膜蒸餾器104中，在此處，將乳酸酯和醇從塔頂蒸餾出去。在進行第二次酯化之前從反應液中分離乳酸酯是為了防止光學活性的降低、并且提高酯化反應速度。
蒸餾塔塔頂部壓力可以通過精餾的乳酸酯種類而適當選擇，通常優選為0.67～13.33kPa、特別優選為1.33～2.67kPa。如果高于13kPa，則乳酸酯、醇和水的蒸餾不充分。另一方面，即使小于0.67kPa，對蒸餾效果的影響也很小。乳酸丁酯的情況下，塔頂壓力為0.67～13kPa、塔頂溫度為61～125℃。將此時蒸餾出來的乳酸丁酯稱為第一乳酸酯(A)。
將蒸餾殘余物通過配管109導入到第二反應器105中，進行再次酯化。在回避對所生成的乳酸酯進行熱處理的同時，再在蒸餾殘余物中添加醇來發生反應，由此能夠有效地分解乳酰胺，提高乳酸酯的收率，確保整體的光學純度。
該殘余部分中含有來自乳酸發酵液的糖、淀粉、焦油狀物質、低聚乳酸、糖乳酸酯、乳酰胺、丙交酯、乳酸聚合物、乳酸(鹽)、水、醇、乳酸酯等。通過配管116’向其中供給正丁醇。在上述蒸餾殘余物中添加的醇量根據上述蒸餾殘余物中所含乳酸量為基準進行換算。乳酸或乳酸鹽通過與醇的反應生成乳酸酯，但乳酰胺、丙交酯和低聚乳酸、乳酸聚合物等也分解成乳酸，成為乳酸酯。本申請中，在添加到蒸餾殘余物中的醇量的換算中，能夠轉變為乳酸的化合物也將所含乳酸換算成一單位而算出。例如，1摩爾乳酸和3分子乳酸聚合而成的低聚乳酸作為4摩爾乳酸。優選相對于蒸餾殘余物中所含乳酸添加0.3～100摩爾倍、更優選為0.5～80摩爾倍的醇。如果小于0.3摩爾倍，則酯化反應變慢；另一方面，如果超過100摩爾倍，則往往酯化效率降低。
在第二反應器105中的反應條件，根據所用醇的種類等改變，為100～150℃、更優選為120～150℃。
伴隨酯化的進行，產生副產物水，伴隨著該副產物水的蒸餾，醇也共沸蒸餾出去，但最好將該醇和水分離后將該醇回流到第二反應器中。由此，能夠有效地再利用該醇，在經濟上也優異。
另外，本發明中，還可以在酯化反應時，向反應液中添加無機酸而在酸性下加熱，促進該乳酸和該醇的酯化。酯化反應中，一部分乳酸往往自身縮合，成為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摩爾倍、優選為0.01～0.2摩爾倍的無機酸作為酸催化劑。通過添加酸催化劑，丙交酯、低聚乳酸、乳酸聚合物水解成為乳酸，提高乳酸酯的收率。此時，如果在減壓下進行加熱脫水，則能夠降低溫度，可抑制生成醚等副反應。另外，作為酸催化劑的無機酸的添加量的上限沒有特別限制，通常是生成的乳酸的0.2倍當量以下的無機酸就足夠。另外，作為酸催化劑使用的無機酸有硫酸。這種無機酸的添加，可以添加到第一反應器和第二反應器中的任何一個中，但在本發明中，優選在第二反應器及其以后添加。其原因在于，第一反應器中由于將酯化率控制在60～90％，因此無機酸的添加意義小。另外，在第二反應容器中添加無機酸時，例如可以通過配管125進行添加。如果在安裝在該第二反應器105中的攪拌槳的攪拌下在120～130℃范圍下持續加熱，則酯化被促進。另外，由該加熱反應產生的水與正丁醇的共沸組合物，經過該第二反應器105的上方的蒸餾塔123在被該蒸餾塔123塔頂上方的冷卻器126中被收集、在該冷卻器126的下方的二液相分離罐128中分離成水相和丁醇相。上相成分正丁醇(含有少量水)通過配管131回流到蒸餾塔123上部，下相成分水(含有少量正丁醇)隨時通過配管132被抽出、回收到水回收槽中。另外，極微量的氨氣由排氣筒130通到處理裝置并被處理。
第二反應器的酯化率沒有特別限制，優選為被導入到第二反應器的乳酸的40～95％，更優選為50～80％。
最后，通過配管110將上述第二反應器105內的反應液送至薄膜蒸餾裝置106。該裝置106內在100～150℃、1.33～6.66kPa下，將該反應液保持在平衡狀態下分離成液相和氣相，液相成分的酸性硫酸銨等其他殘余物通過配管134回收到殘渣回收槽中，氣相成分的乳酸丁酯和正丁醇通過配管133收集到乳酸丁酯回收塔中。將此時得到的乳酸丁酯稱為第二乳酸酯(B)。
根據本發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，其酰胺化物等副產物的生成率低至例如0～6.0％，收率高、且光學活性也高。
另外，圖1是使用連續裝置的方式，但也可以以間歇式進行各工序。另外，在圖1所示的方法中，需要從含有乳酸酯的反應液中分取乳酸酯的裝置，但也可以在將上述反應液酯化至酯化率達到60～90％的工序后，進行使用同一反應器分餾該反應液中所含乳酸酯的工序。
另外，還可以同時進行將上述反應液酯化至酯化率達到60～90％的工序和將該反應液中所含乳酸酯和醇蒸餾出來的工序。通過該方法，能夠使用同一原料、以更簡便的裝置制造乳酸酯。參照圖2對這種方法進行說明。
首先，在反應器203中添加氨中和乳酸溶液(乳酸含量30～85質量％)和3～7倍摩爾的正丁醇作反應液，在安裝在該反應器203中的攪拌槳的攪拌下加熱進行反應。反應溫度在進行酯化反應時為100～170℃、更優選為120～130℃，壓力為40.00～101.30kPa、更優選為93.33～101.30kPa。與水共沸的正丁醇、酯化反應用的醇、乳酸酯在位于反應器203上方的蒸餾塔204塔頂上方的冷卻器206中被收集，在冷卻器206下方的二相分離器207中分離成水相和丁醇相，上相成分丁醇(含有乳酸酯和少量水)通過配管210回流到蒸餾塔204的塔頂，下相成分水(含有少量正丁醇)隨時通過配管211被抽出，回收到水回收槽中。未被收集的氨氣可以從配管209放出，利用氨回收裝置進行回收。其后，在反應液的酯化率最終達到60～90％的階段，按照反應液溫度達到100～170℃、更優選為130～150℃將反應裝置減壓至1.33～13.33kPa。由此，能夠將反應液中所含有的乳酸酯和醇從反應液中分餾出來。在溫度上升的同時，關閉設于配管210上的閥210’，停止二相分離器207的上相的回流，乳酸酯和醇從蒸餾塔204到達冷卻器206，冷卻后被導入到二相分離器207中。乳酸酯可以經由配管211回收。另外，此分餾操作時酯化反應也在進行中。
接著，添加1～10摩爾倍、更優選為2～5摩爾倍于反應器203中殘留的蒸餾殘余物中所含乳酸的醇，進行再次酯化。另外，所添加的醇量與上述相同，可轉變成乳酸的化合物也將所含乳酸換算成一單位而求出。在反應溫度100～170℃、更優選為120～150℃，壓力40.00～101.3kPa、更優選為93.33～101.30kPa下反應。第二次酯化可以與第一次酯化同樣進行。但是，酯化率并不限定在60～90％。第二次酯化中，與第一發明同樣，可以從配管211回收乳酸酯，也可以不分離乳酸酯而包含在反應液中。從反應液中過濾除去固體成份而得到的濾液中含有乳酸酯和醇。將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，進行蒸餾，就能夠精制乳酸酯。根據本發明的乳酸酯的制造方法，即使酯化反應時間相同也能夠在將光學活性維持在高值的狀態下降低酰胺生成率。另外，還能夠縮短酯化時間、降低酰胺生成率、以及提高光學活性和收率。
本發明的第二發明是一種光學純度95～100％ee的乳酸酯的制造方法，其特征在于，使氨中和乳酸發酵液與醇在乳酰胺生成率為0～6.0％的范圍內進行酯化。如果將氨中和乳酸發酵液作為乳酸原料進行酯化，則由于乳酸作為乳酸銨鹽存在，因此須要從乳酸銨鹽中脫離氨后進行酯化。如果該脫氨率低，則酯化率不會上升。另外，乳酸和氨反應產生乳酰胺等酰胺化物。本發明中發現，脫氨率和酯化率之間呈正相關，以及酰胺生成率和脫氨率之間呈逆相關關系，如果在酯化時將酰胺生成率限定在規定范圍內，則能夠制造脫氨率和酯化率優異、光學純度為95～100％ee的乳酸酯。
本發明中，在氨中和乳酸溶液與醇的酯化中，酰胺生成率優選為0～6.0％、更優選為0～5.0％。若超過6.0％，則收率降低、另外光學活性下降。
作為這種將乳酰胺生成率控制在0～6.0％的范圍內進行酯化的方法，例如有制造上述第一乳酸酯的方法。此時，雖然酯化率沒有限定，但與上述第一乳酸酯制造方法相同，如果是在酯化率達到60～90％時暫時中斷，分離所生成的乳酸酯之后，在未反應的乳酸中添加醇再次進行酯化的方法，就能夠縮短用于酯化的加熱時間，而且能夠得到高純度的乳酸酯，因此優選。
另外，上述第一和第二方法中，通過在蒸餾殘余物中再次添加醇來進行反應，能夠分解乳酰胺，降低最終的酰胺生成率。
根據第二發明，能夠抑制外消旋化，可制造光學活性95～100％ee、更優選為98～100％ee的乳酸酯。
本發明的第三發明是一種乳酸的制造方法，其特征在于，對通過上述任何一個方法制造的乳酸酯進行水解。本發明的乳酸的制造方法是使用通常的酸催化劑將通過上述乳酸酯制造方法制得的乳酸酯進行水解而完成的方法。通過該方法，能夠將構成乳酸酯的醇除去，能夠得到被高度精制的乳酸。作為上述酸催化劑可以使用離子交換樹脂、無機酸等。另外，如上所述，根據本發明的乳酸酯的制造方法，由于光學活性高，因此將其水解而得到的乳酸也能夠維持很高的光學活性。
實施例以下，舉出實施例具體說明本發明，但這些實施例并不限定本發明。另外，以下實施例中發酵液中的乳酸的定量全部是通過高效液相色譜法(紫外線吸收檢測器)進行的。同樣，反應液中的乳酸丁酯的分析以氣相色譜法進行，氨的分析通過滴定進行。
(比較例1)在圖2所示的酯反應器203中加入500g乳酸70質量％的氨中和乳酸發酵液的濃縮液和1440g正丁醇(乳酸的5倍摩爾)作為反應液，在安裝在該反應器203中的攪拌槳的攪拌下加熱使之其反應。此時的加熱溫度(油浴202的油浴溫度)為140～170℃范圍。通過加熱，與水共沸的正丁醇在位于反應器203上方的蒸餾塔204塔頂上方的冷卻器206中被收集，在冷卻器206下方的二相分離器207中分離成水相和丁醇相，上相成分丁醇(含有少量水)通過配管210回流到蒸餾塔204的塔頂，下相成分水(含有少量正丁醇)隨時通過配管211被抽出，回收至水回收槽中。另外，蒸發的氨氣多數溶解于在冷卻器206中產生的濃縮液中，剩余的使用氨吸收器(硫酸酸性的冷水)收集。
反應器203內的反應溫度在123～128℃下大致固定。維持該狀態持續進行18小時的酯化時，反應液中的乳酸的酯化率達到85％。以下，表1中給出了各實施例和比較例的反應條件、酯化率、脫氨率、酰胺生成率、光學純度。
(實施例1)除了酯化時間為8小時之外，與比較例1同樣操作，得到乳酸的酯化率為69％的反應液。接著，將該反應液中所含乳酸酯與醇在溫度130～150℃、壓力1.33～101.30kPa下分餾，直至液溫達到150℃、壓力達到1.33kPa。反應器內的蒸餾殘余物為156g。
在該蒸餾殘余物中添加156g醇，在溫度125～135℃、大氣壓下進行10小時的酯化。在實施例1中得到的乳酸酯的最終酯化率為94％。另外，此時添加到蒸餾殘余物中的醇量為蒸餾殘余物中所含乳酸的1.8摩爾倍。
(實施例2)除了酯化時間為12小時之外，與比較例1同樣操作，得到乳酸的酯化率為80％的反應液。接著，將該反應液中所含乳酸酯與醇在溫度130～150℃、壓力1.33～101.30kPa下，以液溫達到150℃、壓力達到1.33kPa的條件蒸餾。反應器內的蒸餾殘余物為114g。
在該蒸餾殘余物中添加114g醇，在溫度125～135℃、大氣壓下進行6小時的酯化。在實施例1中得到的乳酸酯的最終酯化率為92％。另外，此時添加到蒸餾殘余物中的醇量為蒸餾殘余物中所含乳酸的2.0摩爾倍。
(比較例2)除了酯化時間為32小時之外，與比較例1同樣操作，得到乳酸的酯化率為93％的反應液。
(實施例3)除了酯化時間為24小時之外，與比較例1同樣操作，得到乳酸的酯化率為90％的反應液。接著，將該反應液中所含乳酸酯與醇在溫度130～150℃、壓力1.33～101.30kPa下，以液溫達到150℃、壓力達到1.33kPa的條件蒸餾。反應器內的蒸餾殘余物為76g。
在該蒸餾殘余物中添加76g醇，在溫度125～135℃、大氣壓下進行8小時的酯化。在實施例1中得到的乳酸酯的最終酯化率為95％。另外，此時添加到蒸餾殘余物中的醇量為蒸餾殘余物中所含乳酸的1.6摩爾倍。
表1

(結果)(1)實施例1和實施例2中第一酯化時間和第二酯化時間總計的總酯化時間與比較例1相同為18小時，但未實施第二酯化的比較例1與實施例1、2相比，酰胺生成率高、且脫氨率低。認為其原因是由于實施例1，2在進行酯化時，脫氨工序迅速進行且產生的氨被分離到體系外，以及酰胺的分解較比較例1更加有效率地進行。另外，與比較例1相比，實施例1，2的酯化率提高，收率提高。另外，光學活性也較比較例1提高。
(2)實施例3中第一酯化時間和第二酯化時間總計的總酯化時間與比較例2相同為32小時，但未實施第二酯化的比較例2與實施例3相比，酰胺生成率高、且脫氨率低。另外，將比較例2和實施例2進行比較，脫氨率、酯化率、酰胺生成率為同等程度的數值，但光學純度明顯下降。
(3)實施例3和比較例2雖然酯化時間同為32小時，但實施例3是在進行酯化至酯化率達到90％的基礎上再實施第二酯化的例子，脫氨率和酯化率高于比較例2。但是，實施例3的這些數值與實施例1為同等程度。這表明，在酯化率為60～90％時暫時停止、分離乳酸酯后進行第二酯化的方法，與進行酯化至酯化率達到90％后再進行第二酯化相比，尤其能夠有效率地抑制外消旋化。
產業實用性根據本發明，能夠以簡便的裝置在短時間內制造收率高的乳酸酯，所得乳酸酯光學純度也高，在產業上有用。
權利要求
1.一種乳酸酯的制造方法，該方法是醇與乳酸和/或乳酸鹽的酯化物的制造方法，包括對含有醇與乳酸和/或乳酸鹽的反應液進行酯化直至酯化率達到60～90％的工序、將該反應液中所含乳酸酯和所述醇蒸餾出來的工序、以及在所得蒸餾殘余物中添加醇進行再次酯化的工序。
2.根據權利要求1所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述反應液含有醇與乳酸水溶液和/或乳酸鹽水溶液。
3.根據權利要求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/或乳酸鹽水溶液是氨中和乳酸發酵液。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述醇為碳原子數4～6的醇。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，添加到所述蒸餾殘余物中的醇量是所述蒸餾殘余物中所含乳酸的0.3～100摩爾倍。
6.根據權利要求3～5中任一項所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，將所述反應液中所含的氨與所生成的乳酸酯一起回收。
7.光學純度95～100％ee的乳酸酯的制造方法，其特征在于，在乳酰胺生成率為0～6.0％范圍內，使氨中和乳酸發酵液與醇進行酯化。
8.根據權利要求7所述的乳酸酯的制造方法，其特征在于，所述醇為碳原子數4～6的醇。
9.乳酸的制造方法，其特征在于，將根據權利要求1～8任一項所述的方法制造的乳酸酯水解。
全文摘要
本發明提供酰胺生成率低、光學活性高的乳酸酯的制造方法。一種乳酸酯的制造方法，該方法是醇與乳酸和/或乳酸鹽的酯化物的制造方法，包括對含有醇與乳酸和/或乳酸鹽的反應液進行酯化直至酯化率達到60～90％的工序、將該反應液中所含乳酸酯和所述醇蒸餾出來的工序、以及在所得蒸餾殘余物中添加醇進行再次酯化的工序。通過本發明，能夠收率高地在短時間內制造光學活性高的乳酸酯。
文檔編號C07C67/08GK1930110SQ20058000816
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月9日 優先權日2004年3月17日
發明者渡邊崇, 植田浩之, 酒井康宣, 三浦重信 申請人:株式會社武藏野化學研究所