專利名稱：：丙交酯的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及丙交酯的提純方法，所說的丙交酯是一種由兩分子乳酸生成的環(huán)酯。丙交酯，即一種由兩分子乳酸生成的環(huán)酯，具有三種形式由兩分子L-乳酸生成的L-丙交酯分子;由兩分子D-乳酸生成的D-丙交酯分子;和由L-乳酸和D-乳酸生成的內(nèi)消旋丙交酯分子。丙交酯是一種可用作制備聚乳酸中間體的重要化合物，近年來，由于聚乳酸是一種可生物降解的塑性物質(zhì)而受到了廣泛的注意。眾所周知，高分子量的聚乳酸可以通過丙交酯的開環(huán)聚合反應(yīng)來獲得。聚乳酸的特性，即聚乳酸的光學純度，是隨生成聚乳酸的乳酸單體的光學純度以及聚乳酸的分子量而變化的。純的L-或D-聚乳酸在強度或易成型性方面要優(yōu)于具有相似分子量和較低光學純度的L-或D-聚乳酸。完全外消旋的聚乳酸，即由DL-乳酸生成的DL-聚乳酸在撓性方面要優(yōu)于光學活性的聚乳酸，因此其可望在一些特殊領(lǐng)域找到用途。下面將描述一些丙交酯的合成方法。通常，丙交酯是用具有相當?shù)头肿恿康木廴樗?在以下與丙交酯的合成反應(yīng)有關(guān)的描述中，乳酸低聚物將被稱之為“預聚物”)作為中間體，通過稱之為反應(yīng)蒸餾的方法來合成，該方法包括在不低于180℃，且有催化劑的存在下，環(huán)化上述中間體以生成丙交酯，即由兩分子乳酸生成的環(huán)酯，并從反應(yīng)體系中提取氣態(tài)的丙交酯。更具體地說，丙交酯是以乳酸為原料，通過下述反應(yīng)步驟來合成的。(1)在減壓下(一般為低于20mmHg)，將乳酸加熱直至其脫水并縮合轉(zhuǎn)化成預聚物。將加熱溫度保持在180℃以下以阻止乳酸的外消旋化。(2)在減壓下，將預聚物和作為丙交酯合成催化劑而加入其中的SnO一同加熱，在將反應(yīng)溫度保持在約180℃至230℃的同時，用蒸餾分離出生成的丙交酯蒸氣。(3)冷卻和收集丙交酯蒸氣。在60℃至90℃但不使丙交酯蒸氣凝固的溫度下，回收液態(tài)的丙交酯。在上述步驟(1)的乳酸脫水和縮合中，反應(yīng)部分可預先含有用于步驟(2)丙交酯合成的催化劑。采用上述步驟(1)至(3)進行連續(xù)操作以提高合成效率的構(gòu)思構(gòu)成了一種自然可以想到的方法。用蒸餾從上述任何一個合成丙交酯步驟的反應(yīng)物中取得的丙交酯蒸氣都含有作為雜質(zhì)的乳酸單體，乳酸二聚物(乳酰乳酸)，和水。以下將含有這些雜質(zhì)的丙交酯稱之為“粗丙交酯”。在上述這些雜質(zhì)中，乳酸單體和乳酸二聚物是酸性成分。因此，在通過丙交酯的開環(huán)聚合來合成聚乳酸的過程中，給聚乳酸鏈的生成帶來了不便，并進而會影響高分子量聚乳酸的生產(chǎn)。水的存在會促進聚乳酸或丙交酯的水解和引起酸性成分的生成，其結(jié)果同樣也會影響高分子量聚乳酸的生產(chǎn)。通常，用結(jié)晶，萃取或蒸餾從粗丙交酯中除去這些雜質(zhì)以制得精制丙交酯。當使用普通的結(jié)晶方法從這些雜質(zhì)中分離丙交酯時，由于其收率太低不能適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)高純度的丙交酯。如用蒸餾分離，則在蒸餾過程中乳酸和丙交酯會發(fā)生熱聚合，水解等，因為不能使它們完全分離且丙交酯的收率低，所以這種方法也不能令人滿意。在世界專利申請WO92/00974中公開了一種制備高純度丙交酯的方法，它包括將粗丙交酯加入與水混溶的溶劑如丙酮中，向所得的溶液中加入冷水以使丙交酯結(jié)晶，將丙交酯結(jié)晶與反應(yīng)溶液的其它組分相分離。這種方法的缺點是由于丙交酯在丙酮中的高溶性，使其在結(jié)晶過程中有大量的損失。眾所周知，可以用下述方法從粗丙交酯中除去酸性成分，即將粗丙交酯加入與水不混溶的溶劑中并使所得的溶液與水接觸，由此使酸性成分與溶液相分離。但這種方法不能有效地使L-丙交酯或D-丙交酯與內(nèi)消旋丙交酯相分離。當L型光學活性乳酸用作粗丙交酯的原料時，由于為了使反應(yīng)完全而使用了高反應(yīng)溫度和長的保留時間，這就不可避免地會使乳酸發(fā)生外消旋，因此，在除了L-丙交酯之外，還會產(chǎn)生內(nèi)消旋丙交酯和少量的D-丙交酯。當DL-乳酸用作粗丙交酯的原料時，其結(jié)果自然是除了DL-丙交酯即D-丙交酯和L-丙交酯的等當量混合物之外，還產(chǎn)生了內(nèi)消旋丙交酯。為了合成高分子量且具有高光學純度的聚乳酸，用作原料的乳酸，即丙交酯的組分必需具有高光學純度;也就是換句話說，丙交酯本身必要具有高光學純度。另外，在DL-聚乳酸的合成中，作為原料的丙交酯是L丙交酯和D-丙交酯的等當量混合物。它可以含有內(nèi)消旋丙交酯，并從合成的觀點上看不會具有任何問題。可是，如果丙交酯以固態(tài)形式用作中間體原料，則由于固態(tài)丙交酯太易于溶解以致會給對其的處理帶來不便，這是因為內(nèi)消旋丙交酯具有高的吸水性和在約40℃至42℃的溫度范圍內(nèi)的低的熔點。考慮到以上所評述的各種因素，在丙交酯的制備中仍希望能獲得不含內(nèi)消旋丙交酯的丙交酯。關(guān)于從丙交酯中除去內(nèi)消旋丙交酯的方法，至今仍無人作過引人注目的研究。為了解決上述問題并從粗丙交酯中獲得高光學純度的丙交酯，即通過除去內(nèi)消旋丙交酯而獲得高純度的DL-丙交酯，本發(fā)明人進行了長期的深入研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，內(nèi)消旋丙交酯在水中的溶解和在水中的水解都要比L-丙交酯或D-丙交酯快，而且L-丙交酯或D-丙交酯在冷水中顯示出非常低的溶解性，因此本發(fā)明人最后發(fā)現(xiàn)通過使粗丙交酯與水接觸一定的時間可以有效地從粗丙交酯中除去內(nèi)消旋丙交酯。這是因為內(nèi)消旋丙交酯優(yōu)先進入水相并溶解在其中，并且有一部分內(nèi)消旋丙交酯甚至還發(fā)生了水解。另外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)可以用簡單的方法提純由上述方法得到的且僅含有少量雜質(zhì)如內(nèi)消旋丙交酯，乳酸和其它酸性成分的丙交酯。因而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是通過(1)下述丙交酯的提純方法來實現(xiàn)的，該方法的特征在于通過混合物與水接觸以從該帶有內(nèi)消旋丙交酯和含有至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的混合物中除去內(nèi)消旋丙交酯。當粗丙交酯中內(nèi)消旋丙交酯的含量相當?shù)蜁r，本發(fā)明的目的是通過(2)下述丙交酯的提純方法來實現(xiàn)的，該方法的特征在于通過使混合物與水接觸以從以熔融狀態(tài)存在的，含有內(nèi)消旋丙交酯和含有至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的混合物中除去內(nèi)消旋丙交酯，同時，以結(jié)晶的形式分離出至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯。當粗丙酯中內(nèi)消旋丙酯的含量相當高時，本發(fā)明的目的是通過(3)下述丙交酯的提純方法來實現(xiàn)的，該方法的特征在于通過使混合物與水接觸以從至少部分以熔融狀態(tài)存在，含有內(nèi)消旋丙交酯和含有至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的混合物中除去內(nèi)消旋丙交酯，同時，以結(jié)晶的形式分離出至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯。本發(fā)明的目的可以通過(4)上述(1)至(3)中的任何一項內(nèi)交酯的提純方法來實現(xiàn)，其中含有內(nèi)消旋丙交酯和含有至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的混合物還含有乳酸，水和其它雜質(zhì)。本發(fā)明的目的還可以通過(5)下述丙交酯的提純方法來實現(xiàn)，該方法包括將用上述(1)至(4)中任何一項方法得到的L-丙交酯和/或D-丙交酯的結(jié)晶溶解在不會與丙交酯起反應(yīng)的溶劑中并使該溶液進行重結(jié)晶。值得一提的是本發(fā)明中所用的術(shù)語“L-丙交酯和/或D-丙交酯”是指L-丙交酯、D-丙交酯和其混合物，術(shù)語“混合物是指DL-丙交酯，即作為外消旋體的L-丙交酯和D-丙交酯的等當量混合物。本發(fā)明的提純丙交酯的方法可以通過將內(nèi)消旋交酯從粗丙交酯中除去，而高收率地從由普通方法合成的粗丙交酯制得DL-丙交酯和/或高純度的光學活性的丙交酯。在生產(chǎn)本發(fā)明的光學活性的丙交酯過程中，可以簡化丙交酯的合成方法，因為在合成光學活性丙交酯的反應(yīng)蒸餾中已不再需要限制內(nèi)消旋丙交酯的生成，反應(yīng)蒸餾的操作條件也可以自由選擇。即使當為了降低在粗丙交酯中的乳酸單體含量并提高丙交酯的收率而提高作為中間體的預聚物的分子量時，由于反應(yīng)中保留時間的延長而發(fā)生外消旋化所生成的大量的內(nèi)消旋丙交酯也可以通過采用本發(fā)明的方法容易地將其除去，并實現(xiàn)用其它方法難以實現(xiàn)的高收率，高光學純度丙交酯的生產(chǎn)。圖1是說明用于通過反應(yīng)蒸餾由預聚物制備粗丙交酯方法的實驗裝置。下面將詳細說明本發(fā)明的方法。在丙交酯合成反應(yīng)之前進行的乳酸的脫水和縮合反應(yīng)通常是在減壓且約160℃至180℃的溫度下進行，以合成平均分子量約為400至3，000的預聚物。丙交酯的合成通過下述方法來進行，即將上述所得的預聚物與選自下述的催化劑混合粉末狀金屬如錫、鋅、鉛、鐵、銻、鎂和鈦;這些金屬的有機酸鹽和無機酸鹽、金屬氧化物、烷基金屬化合物，在180℃至230℃且不高于20mmHg的壓力下攪拌所得得的混合物以使其環(huán)化，蒸餾環(huán)化產(chǎn)物并由此提取生成的蒸氣形式的粗丙交酯，在70℃至110℃的溫度范圍內(nèi)回收液態(tài)的提取后的粗丙交酯。用上述方法回收的粗丙交酯的組成隨反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)中的保留時間、預聚物的分子量、所用催化劑的種類和用量而變化很大。由L-乳酸作為原料制得的粗丙交酯的組成一般都在下述表1所示的范圍之內(nèi)。表1<>由DL-乳酸作為原料制得的粗丙交酯的組成一般在下述表2所述的范圍之內(nèi)。表2為了使上述得到的丙交酯能用于高分子量聚乳酸的合成，必須將水和酸性組分從粗丙交酯中除去。這可以通過結(jié)晶、萃取、或蒸餾這樣的方法來實現(xiàn)。在由L-乳酸或D-乳酸作為原料制備光學活性丙交酯的方法中，同樣也必須分離內(nèi)消旋丙交酯。當需除去的內(nèi)消旋丙交酯的量較少時，可以通過結(jié)晶、萃取或蒸餾等方法除去內(nèi)消旋丙交酯使其含量達到一定程度。如果內(nèi)消旋丙交酯與L-丙交酯和/或D-丙交酯的比率非常高時，用上述方法來分離內(nèi)消旋丙交酯時將不能獲得滿意的效果。結(jié)晶法非常適用于除去少量的雜質(zhì)。如果內(nèi)消旋丙交酯的含量高于3%至4%重量，用結(jié)晶法將不能獲滿意的L-丙交酯和/或D-丙交酯的收率。在例如通過包括下述步驟的方法來進行的萃取過程中，由于有少量內(nèi)消旋丙交酯、L-丙交酯和D-丙交酯進入了水相而使內(nèi)丙消旋丙交酯可能會發(fā)生水解，上述萃取步驟包括將粗丙交酯溶解在不能完全與水混溶的有機溶劑中，并使形成的溶液與水接觸從而萃取酸性組分，即在水相中的乳酸的單體、二聚物等。可是，如果粗丙交酯中的內(nèi)消旋丙交酯含量較高，那么就不能滿意地將其除去。特別是在能充分萃取酸性成分(即乳酸的單體和二聚物)這樣短的時間內(nèi)并不足以達到水解的內(nèi)消旋丙交酯的目的。雖然在理論上可以設(shè)想用蒸餾來分離，但其操作困難且需包含多個反應(yīng)步驟。特別是當蒸餾含有水和酸性成分的粗丙交酯以從粗丙交酯中分離內(nèi)消旋丙交酯時，蒸餾的缺點是在蒸餾容器中會發(fā)生如丙交酯熱聚這樣的反應(yīng)，從而降低了收率。在用DL-丙交酯作為原料進行的反應(yīng)蒸餾中，上述結(jié)晶或萃取方法顯然完全不能在從蒸餾后的粗丙交酯中分離內(nèi)消旋丙交酯的嘗試中發(fā)揮其作用，因為內(nèi)消旋丙交酯與DL-丙交酯的比率相當大。當如上所述需要獲得光學活性的丙交酯時，使用蒸餾同樣也具有上述問題。因此，使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種分離方法難以將內(nèi)消旋丙交酯從上述粗丙交酯中除去。本發(fā)明人首先注意到L-丙交酯、D-丙交酯與內(nèi)消旋丙交酯中物理性質(zhì)上的不同，然后發(fā)現(xiàn)各種丙交酯在水中的溶解速度和在其中的水解速度彼此有明顯的不同，并最終通過將上述這些明顯的不同運用于內(nèi)消旋丙交酯的分離中而完成了本發(fā)明。例如，L-丙交酯、D-丙交酯、和DL-丙交酯在100g水中的溶解(其后水解)速度在20℃下，為0.5至0.6g/hr，在60℃下，為4至5g/hr。在相同的條件下，在一分鐘內(nèi)將會溶解10g內(nèi)消旋丙交酯并逐漸水解。在相當?shù)偷臏囟认?，使粗丙交酯和水彼此接觸一定的時間，則內(nèi)消旋丙交酯會優(yōu)先于L-丙交酯和D-丙交酯而溶解在水中并同時在其中部發(fā)水解。這樣內(nèi)消旋丙交酯就可以和雜質(zhì)，如乳酸單體，即另一酸性組分一起被容易地除去。根據(jù)所處理的粗丙交酯的組成，本發(fā)明可以有多種實施方案。下面將詳細說明本發(fā)明幾種可行的實施方案。它們是選自各種實施方案中的幾個簡單的實例，而并不用來限定本發(fā)明的范圍。如果L-乳酸作用原料，則由于粗丙交酯具有高L-丙交酯含量，所以需要將粗丙交酯的溫度保持在約90℃。當使溶融的粗丙交酯與基本上等量的水混合并為了防止混合物中的L-丙交酯發(fā)生水解而立刻將其冷卻至30℃以下時，混合物中的大部分L-丙交酯以結(jié)晶的形式離析出來，混合物呈現(xiàn)淤漿狀態(tài)。當將含有L-丙交酯結(jié)晶的淤漿混合物保持在30℃并攪拌10-30分鐘時，粗丙交酯中的大部分內(nèi)消旋丙交酯溶解在了水中，且同時有小部分溶解的內(nèi)消旋丙交酯發(fā)生了水解，結(jié)果從粗丙交酯中除去了內(nèi)消旋丙交酯。用過濾從水相中分離L-丙交酯結(jié)晶，然后將其溶解在有機溶劑如丙酮或甲基異丁酮(MIBK)并由此從其中重結(jié)晶制得高純度和高光學純度的L-丙交酯結(jié)晶。如果DL-乳酸用作原料，則粗丙交酯中具有高含量的內(nèi)消旋丙交酯。當使DL-丙交酯逐漸冷卻時，DL-丙交酯沉淀出來并在熔融的內(nèi)消旋丙交酯相中以結(jié)晶形式存在，此時所有粗丙交酯呈現(xiàn)淤漿狀態(tài)。使淤漿狀態(tài)的粗丙交酯與基本上等重量的水混合并立刻將所得的混合物冷卻至約30℃以防止DL-丙交酯發(fā)生水解，在上述溫度下將其攪拌30分鐘至1小時，結(jié)果使內(nèi)消旋丙交酯溶解在了水中，并同時有一部分溶解的內(nèi)消旋丙交酯發(fā)生了水解。用過濾從水相中分離出DL-丙交酯結(jié)晶，將其溶解在有機溶劑如丙酮或MIBK中并由此從其中重結(jié)晶制得高純度的DL-丙交酯結(jié)晶。在DL-丙交酯的情況下，由于DL-丙交酯和內(nèi)消旋丙交酯在熔點上有很大的差別，所以上述方法要優(yōu)于直接使熔融粗丙交酯與水接觸的方法，因為它減少了DL-丙交酯的損失。在上述實施方案中，粗丙交酯與水的接觸時間和水解的溫度沒有特殊限制，但可以根據(jù)需要進行合適的設(shè)定。可是如果溫度超過60℃，就很難實現(xiàn)旨在提高收率的操作，這是因為盡管如上所述提高了內(nèi)消旋丙交酯的水解速度，但不可避免地也提高了L-丙交酯和D-丙交酯的水解速度。雖然對進行上述混合物混合所應(yīng)使用的方式?jīng)]有特別的限制，但是下述這些方法可以被列為可供討論的混合方法第一種方法，它包括連續(xù)地將粗丙交酯和水加入反應(yīng)器中并使其混合，然后立刻將所得的混合物冷卻至規(guī)定的溫度，在該規(guī)定的溫度下，將冷卻的混合物放置規(guī)定的時間;第二種方法，它包括間歇地制得混合物，在規(guī)定的時間內(nèi)將混合物冷卻至規(guī)定的溫度，在該溫度下使冷卻的混合物放置規(guī)定的時間;第三種方法，它包括粗丙交酯逐漸加入到控制在一定溫度下的水中，由此誘導L-丙交酯和D-丙交酯結(jié)晶的生長;第四種方法，它包括制備固態(tài)的粗丙交酯，將固體粗丙交酯磨成粉狀并使其與水接觸?？捎糜诒景l(fā)明中的“水”基本上無特別限定，只要在其中的內(nèi)消旋丙交酯的溶解速度和水解速度快于L-丙交酯和/或D-丙交酯的溶解速度和水解速度且L-丙交酯和/或D-丙交酯在其中的溶解度足夠的低就可以。從這一定義上看，本發(fā)明中所用的術(shù)語“水”還包括水中溶解了一些物質(zhì)，如水溶性溶劑的含水溶液。本發(fā)明中的含有L-丙交酯和/或D-丙交酯及內(nèi)消旋丙交酯的混合物中包含的雜質(zhì)的具體實例為乳酸、水、和其它雜質(zhì)。在這些雜質(zhì)中，乳酸包括D-乳酸、L-乳酸和它們的混合物(包括DL-乳酸)，它構(gòu)成了用作原料的乳酸單體。這里使用的術(shù)語“水”只是指純水(H2O)而不是上面所述廣義上的水。術(shù)語“其它雜質(zhì)”包括除乳酸二聚物以外存在于原料中的那些雜質(zhì)。本發(fā)明用于提純丙交酯的方法是一種從由普通方法合成的粗丙交酯中獲得DL-丙交酯的有效方法，該方法為從丙交酯中除去內(nèi)消旋丙交酯，它也是一種適用于在光學活性丙交酯的生產(chǎn)中高收率獲得高光學純度丙交酯的方法。另外，特別是在光學活性丙交酯的生產(chǎn)中，由于該方法本身簡化了合成丙交酯的步驟而更能體現(xiàn)其實用性。在現(xiàn)已公開的合成丙交酯的方法中，當使用光學活性的乳酸作為構(gòu)成中間體預聚物的原料的乳酸來制備光學活性的丙交酯時，粗丙交酯含有作為副產(chǎn)物生成的酸性組分和內(nèi)消旋丙交酯。在極高光學純度的丙交酯的制備中，必須將粗丙交酯中的內(nèi)消旋丙交酯的含量降低至可能達到的最低量。然而為了抑制內(nèi)消旋丙交酯的生成，反應(yīng)蒸餾就必須在相當?shù)偷臏囟认?180℃至200℃)進行。為了在該低溫下，能有效地將粗丙交酯蒸氣從反應(yīng)部分排出，就必須使反應(yīng)在不高于20mmHg，優(yōu)選不高于10mmHg的減壓條件下進行。但是在這種條件下，雖然能降低內(nèi)消旋丙交酯的生成量，但卻增加了乳酸單體的生成量和降低了丙交酯的生成量。另外，如果反應(yīng)容積與粗丙交酯從反應(yīng)部分蒸發(fā)所用的空間不相匹配，則丙交酯的生成速度決定于蒸餾的速率，其結(jié)果是促進了反應(yīng)溶液中丙交酯的外消旋和分解，并提高了內(nèi)消旋丙交酯的生成量。因此，即使是降低溫度和減低壓力也很難實現(xiàn)按比例擴大生產(chǎn)的目的。再者，在從反應(yīng)部分至低于20mmHg，優(yōu)選于10mmHg的粗丙交酯的收集部分之間的區(qū)域內(nèi)減少壓力損失是很困難的。為了解決上述問題而發(fā)明的用于從預聚物合成光學活性丙交酯的反應(yīng)方法有例如，第一種方法，它包括如世界專利申請WO91/17155中所述的將惰性氣體和氮氣加入到合成丙交酯的反應(yīng)部分中，并通過在常壓下蒸餾丙交酯的方法將其排出;第二種方法，它包括按世界專利申請WO93/02075中公開的方法將預聚物連續(xù)地加入到薄膜型反應(yīng)器中，在高溫下進行反應(yīng)蒸餾一小段時間。這些方法的缺點是它們需要大容量和復雜的設(shè)備。在丙交酯的提純中如果采用本發(fā)明的方法可以消除合成光學活性丙交酯的反應(yīng)蒸餾部分中有關(guān)抑制內(nèi)消旋丙交酯生成的限制和自由選擇反應(yīng)蒸餾部分的操作條件，這一事實具有很重要的意義。如果反應(yīng)蒸餾是用帶有攪拌器的普通釜作為反應(yīng)器來進行時，反應(yīng)部分的壓力控制在約20至40mmHg，溫度需控制在220℃以上以保證粗丙交酯通過蒸餾全部排出。雖然從工業(yè)上的觀點來看，這些條件容易實現(xiàn)，但生成的內(nèi)消旋丙交酯在粗丙交酯中的量已達到約為光學活性丙交酯量的1/10至1/3。通過使用本發(fā)明，首次實現(xiàn)了從這種質(zhì)量的粗丙交酯中便利地制備足夠高光學純度的丙交酯。為了降低粗丙交酯中的乳酸單體含量和提高丙交酯的收率，可以考慮通過增加作為中間體的預聚物的分子量來實現(xiàn)這一目的。在這些條件下，由于延長了在反應(yīng)部分的保留時間，反應(yīng)必然伴有外消旋化，結(jié)果有相當大量的內(nèi)消旋丙交酯生成。而采用本發(fā)明的方法可以容易地將內(nèi)消旋丙交酯除去，所以也就能夠?qū)崿F(xiàn)這一困難的以高收率獲得高光學純度丙交酯的制備方法。另外，在制備DL-丙交酯的情況下，可以連同其它的酸性成分一起回收水解的內(nèi)消旋丙交酯并重新用作為原料?？墒?，在制備光學活性丙交酯的過程中，上述這種作為原料的再次使用會引起對光學活性的損害。因此，可以完全水解回收的內(nèi)消旋丙交酯并將其轉(zhuǎn)化成乳酸，這種乳酸可以用作為普通的乳酸。下面將參照實施例更具體地來說明本發(fā)明。實施例1DL-丙交酯的提純在一裝有攪拌器的燒瓶中，加入900克(9摩爾)的90(重量)%DL-乳酸水溶液及3.6克催化劑SnO，在為防止乳酸單體與水一起經(jīng)蒸餾排出而小心地逐漸降低內(nèi)壓的同時使其發(fā)生熱脫水，最終連續(xù)地使其在160℃、20mmHg壓力下脫水1小時以合成預聚物。該預聚物的分子量為1，200。將上述所得的預聚物移入如附圖1所示的試驗設(shè)備中的三頸燒瓶2中。使用一外接真空泵，通過與真空泵相連的管線9將燒瓶2抽空至20mmHg的減壓狀態(tài)并保持該壓力，同時用裝在瓶2中的攪拌棒3攪拌瓶中的預聚物并用夾套加熱器1將其逐漸加熱。最后，將加熱處理后的預聚物保持在220℃下(用裝在瓶2上的溫度計4的刻度讀數(shù))以使粗丙交酯蒸發(fā)并通過填充有臘希環(huán)的柱5(有時根據(jù)需要在其上面還繞有加熱管線)和空氣冷卻管7(有時根據(jù)需要在其上面還繞有加熱管線)而排出并收集在貯器8中。此時，將貯器8放入一油浴10中使溫度保持在80℃以阻止粗丙交酯發(fā)生固化。將溫度計6裝在填充有臘希環(huán)的柱5的頂部并用來確定填充有臘希環(huán)的柱5是否使低沸點餾出物發(fā)生了冷卻回流。反應(yīng)蒸餾在三小時內(nèi)基本上完成。由此制得的粗丙交酯為620克。其組成如下述表3中所示。表3在攪拌下，將600克熔融狀態(tài)的粗丙交酯與300克約25℃的水混合并將所得的溶液立刻放入冰浴中使其在5分鐘內(nèi)冷卻至約25℃，然后在室溫下將混合物連續(xù)攪拌1小時?；旌虾笤摶旌衔锪⒖屉x析出DL-丙交酯且呈現(xiàn)淤漿狀態(tài)。然后，離心過濾上述淤漿以分離出DL-丙交酯結(jié)晶。將分離出的DL-丙交酯結(jié)晶在40℃及減壓條件下干燥，干燥后的結(jié)晶總重為307克，其組成如下述表4所示。表4>在56℃下，將200克DL-丙交酯溶解在200克丙酮中并在攪拌的同時冷卻以進行重結(jié)晶，在20℃下將其保持1小時。用離心過濾分離出結(jié)晶，并將其在40℃及減壓的條件下進行干燥。得到136克DL-丙交酯，其組成如下述表5所示。表5實施例2DL-丙交酯的提純按照實施例1的方法進行反應(yīng)蒸餾制備粗丙交酯。由此得到的粗丙交酯為608克，其組成如下述表6所示。表6在攪拌下，將500克熔融狀態(tài)的粗丙交酯緩慢地冷卻至60℃。接著離析出DL-丙交酯晶體并呈淤漿狀態(tài)。在攪拌下使它與250克約25℃的水混合并立刻將所得的混合物放入冰浴中使其冷卻至約25℃，然后，在室溫下將其連續(xù)攪拌20分鐘。離心過濾上述淤漿以分離出DL-丙交酯結(jié)晶。分離出的DL-丙交酯結(jié)晶在40℃、減壓條件下干燥。干燥后的結(jié)晶總重量為261克，其組成如下述表7所示。表7<>實施例3L-丙交酯的提純在裝有攪拌器的燒瓶中加入900克(9摩爾，光學純度為99.5%)的90(重量)%L-乳酸的水溶液和3.6克催化劑SnO，在為防止乳酸單體與水一起經(jīng)蒸餾排出而小心地逐漸降低瓶內(nèi)壓力的同時使其發(fā)生熱脫水，最終連續(xù)地使其在160℃及20mmHg壓力下脫水1小時以合成預聚物。將上述所得的預聚物移入如附圖1所示試驗設(shè)備中的三頸澆瓶2中，使預聚物減壓至7mmHg和逐漸加熱并最終保持在200℃以使粗丙交酯能通過蒸餾而排出并收集在貯器8中。將貯器8置于油浴中使其溫度保持在約為90℃以防止粗丙交酯發(fā)生固化。反應(yīng)蒸餾在3小時內(nèi)基本完成。得到粗丙交酯598克，其組成如下述表8所示。表81)D+L-丙交酯＝D-丙交酯+L-丙交酯D+L-丙交酯的組分比＝D-丙交酯和L-丙交酯的總和組分比在此使用的術(shù)語“D+L-丙交酯”與表9-20中所用的相同。在攪拌下，將500克熔融狀態(tài)的粗丙交酯與500克約為25℃的水混合并將所得的混合物立刻放入冰浴中使其在5分鐘內(nèi)冷卻至約25℃，然后在室溫下，將混合物連續(xù)攪拌1小時?；旌虾笤摶旌衔锪⒖屉x析出L-丙交酯晶體且呈現(xiàn)淤漿狀態(tài)。然后，離心過濾上述淤漿以分離出L-丙交酯結(jié)晶。將分離出的L-丙交酯結(jié)晶在40℃減壓條件下干燥，干燥后的結(jié)晶總重量為380克，其組成如下述表9所示。表9在56℃下，將上述L-丙交酯350克溶解在175克丙酮中。在攪拌下，將所得的溶液冷卻以誘導結(jié)晶離析并將其在20℃下保持1小時。用離心過濾分離出結(jié)晶并在40℃及減壓的條件下干燥。得到L-丙交酯245克，其組成如下述表10所示。表10在50℃及減壓條件下，將從丙酮溶液中過濾分離出結(jié)晶后剩余的母液濃縮，并在攪拌下將其冷卻以分離剩余的丙交酯結(jié)晶。得到94克粗丙交酯。在56℃下將該粗丙交酯溶解在47克丙酮中。在攪拌下冷卻所得的溶液以誘導結(jié)晶的離析并在20℃下將其保持1小時。用離心過濾分離出結(jié)晶并在40℃及減壓條件下干燥。得到L-丙交酯57克，其組成如下述表11所示。表11實施例4從具有高含量內(nèi)消旋丙交酯的原料中提純L-丙交酯在裝有攪拌器的燒瓶中，加入900克(9摩爾，光學純試為99.5%)的90(重量)%L-乳酸的水溶液和3.6克催化劑SnO，在為防止乳酸單體與水一起經(jīng)蒸餾排出而小心地逐漸降低瓶內(nèi)壓力的同時使其發(fā)生熱脫水，最終連續(xù)地使其在160℃及20mmHg壓力下脫水1小時以合成預聚物。將上述所得的預聚物移入如附圖1所示的試驗設(shè)備的三頸燒瓶2中，使預聚物減壓至30mmHg和逐漸加熱并最終保持在220℃以使粗丙交酯能通過蒸餾而排出并收集在貯器8中。將貯器8置于油浴中使其溫度保持在約為90℃以防止粗丙交酯發(fā)生固化。反應(yīng)蒸餾在2小時內(nèi)基本完成。得到粗丙交酯459克，其組成如下述表12所示。表12在攪拌下，將400克熔融狀態(tài)的粗丙交酯與400克約為25℃的水混合并將所得的溶液立刻放入冰浴中使其在5分鐘內(nèi)冷卻至約25℃，然后在室溫下將混合物連續(xù)攪拌1小時。混合后該混合物立刻離析出L-丙交酯且呈現(xiàn)淤漿狀態(tài)。然后，離心過濾所得的淤漿以分離出L-丙交酯結(jié)晶。將分離出的L-丙交酯結(jié)晶在40℃及減壓條件下干燥，干燥后的結(jié)晶總重量為265克，其組成如下述表13所示。表13<>在56℃下，將200克上述L-丙交酯溶解在100克丙酮中。在攪拌下，將所得的溶液冷卻以誘導結(jié)晶的離析并將其在20℃下保持1小時。用離心過濾分離出結(jié)晶并在40℃減壓的條件下干燥。得到L-丙交酯127克，其組成如下述表14所示。表14實施例5用高分子量預聚物制得的L-丙交酯的提純在裝有攪拌器的燒瓶中，加入900克(9摩爾，光學純度為99.5%)的90(重量)%L-乳酸的水溶液和3.6克催化劑SnO，在為防止乳酸單體與水一起經(jīng)蒸餾排出而小心地逐漸降低瓶內(nèi)壓力的同時使其發(fā)生熱脫水，最終連續(xù)地使其在160℃及10mmHg壓力下脫水2小時以使成預聚物。該預聚物的分子量為2，070。用實施例4的方法使上述預聚物進行4.5小時的反應(yīng)蒸餾。得到粗丙交酯493克，其組成如下述表15所示。表15在攪拌下，將400克熔融狀態(tài)的粗丙交酯與400克約為25℃的水混合并將所得的溶液立刻放入冰浴中使其在5分鐘內(nèi)冷卻至約25℃，然后在室溫下，將混合物連續(xù)攪拌1小時?；旌虾笤摶旌衔锪⒖屉x析出L-丙交酯且呈現(xiàn)淤漿狀態(tài)。然后，離心過濾所得的淤漿以分離出L-丙交酯結(jié)晶。將分離出的L-丙交酯結(jié)晶在40℃減壓條件下干燥，其組成如下述表16所示。表16實施例6工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的L-丙交酯的提純在具有3KL內(nèi)容積且裝有攪拌器的反應(yīng)釜中，加入1.8噸90(重量)%的L乳酸(光學純度為99.5%)水溶液和7.3公斤催化劑SnO，在減壓下加熱3小時使其達到溫度160℃和100mmHg的減壓狀態(tài)，將其在上述反應(yīng)條件下保持1小時并在20mmHg的減壓條件下再保持1小時。隨后需除去的水量約為500千克。然后將反應(yīng)混合物逐漸加熱通過蒸餾分離出粗丙交酯。除了在加熱開始后的約30分鐘以后稱之為初始蒸餾的前15分鐘以外，使反應(yīng)混合物在220℃及30至50mmHg的減壓條件下進行反應(yīng)蒸餾約3小時，在保持在90℃下的貯器中收集熔融的粗丙交酯1，050千克。熔融粗丙交酯的組成如下述表17所示表17<熔融粗丙交酯的組成組分的比率(重量％)D+L－丙交酯71.5內(nèi)消旋丙交酯20.0乳酸單體2.0乳酸二聚物6.0水0.5</table></tables>然后將80至100千克的熔融粗丙交酯轉(zhuǎn)入另一個容器中，在攪拌下向其中加入20℃的水100千克。將所得的混合物立刻冷卻到20℃，并將其在該溫度下保持約1小時，離心分離生成的結(jié)晶并將其在40℃及20mmHg壓力下干燥。干燥后結(jié)晶的組成如下述表18所示。表18用相似的方法處理反應(yīng)蒸餾得到的全部粗丙交酯(含有約690千克結(jié)晶)。在55℃下將所得的結(jié)晶溶解在350克丙酮中，并經(jīng)約2小時將其冷卻至22℃以誘導L-丙交酯以結(jié)晶的形式離析出來。在40℃及20mmHg下干燥所得的結(jié)晶，得到464千克L-丙交酯結(jié)晶，其組成如下述表19所示。表19<>將從丙酮溶液中過濾分離結(jié)晶所剩余的母液濃縮并冷卻得到190千克的結(jié)晶。將所得結(jié)晶再次溶解在丙酮中并進行相同的處理。結(jié)果得到124千克L-丙交酯結(jié)晶。該L-丙交酯結(jié)晶的組成如下表所示。表20權(quán)利要求1.一種提純丙交酯的方法，其特征在于通過將所述混合物與水接觸以從該含有內(nèi)消旋丙交酯及至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的所述混合物中除去內(nèi)消旋丙交酯。2.一種提純丙交酯的方法，其特征在于通過使所述的以熔融狀態(tài)存在的混合物與水接觸以從該含有內(nèi)消旋丙交酯及至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的所述混合物中除去內(nèi)消旋丙交酯，同時，以結(jié)晶的形式分離出至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯。3.一種提純丙交酯的方法，其特征在于通過使所述的至少部分以熔融狀態(tài)的存在的混合物與水接觸以從該含有內(nèi)消旋丙交酯及至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的所述混合物中除去內(nèi)消旋丙交酯，同時，以結(jié)晶的形式分離出至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯。4.按照權(quán)利要求1至3的任何一項方法，其中含有內(nèi)消旋丙交酯及至少一種選自L-丙交酯和D-丙交酯的丙交酯的所述混合物含有乳酸、水和其它雜質(zhì)。5.一種提純丙交酯的方法，其特征在于將至少一種選自由上述權(quán)利要求1至4的任何一項方法制得的L-丙交酯和D-丙交酯中的丙交酯的結(jié)晶溶解在不與所述的丙交酯起反應(yīng)的溶劑中，并使所得的溶液進行重結(jié)晶。全文摘要本發(fā)明提供了一種提純丙交酯的方法，該方法通過將內(nèi)消旋丙交酯從粗丙交酯中除去從而從粗丙交酯中制得高光學純度的丙交酯或高純度的DL-丙交酯。該方法的特征是將含有內(nèi)消旋丙交酯的L-丙交酯和/或D-丙交酯的混合物與水接觸并使內(nèi)消旋丙交酯發(fā)生水解。它能從粗丙交酯中除去內(nèi)消旋丙交酯并以高收率制得高光學純度的DL-丙交酯和/或光學活性的丙交酯，并能在光學活性丙交酯的生產(chǎn)中取消對內(nèi)消旋丙交酯生成的限制。因此，該方法本身可簡化合成丙交酯的步驟。文檔編號C07B63/00GK1112559SQ9411279公開日1995年11月29日申請日期1994年12月8日優(yōu)先權(quán)日1993年12月8日發(fā)明者山口義昭,有村友宏申請人:株式會社武藏野化學研究所