Способ получения гликолида


 


Владельцы патента RU 2512306:

Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к способу получения гликолида, являющегося основным сырьем для получения полигликолида (полигликолевой кислоты) и его сополимеров, которые являются биоразлагаемыми полимерами, и находит широкое применение в медицине, производстве биодеградируемых материалов для упаковки продуктов, тары, одноразовых изделий и т.п. Способ заключается в том, что раствор 65%-ной гликолевой кислоты помещается в выпарную колбу тонкопленочного ротационного испарителя при постоянной подаче азота (0,5 л/мин) с 0,3-0,5% массовых катализатора (ZnO), нагревается от 120°С до 185оС при давлении 150-300 мм рт.ст., с последующим охлаждением полученного дистиллята в холодильнике водой и конденсацией, охлаждением реакционной массы олигомера гликолевой кислоты и добавлением 0,5-1,5% массовых катализатора (Sb2О3), помещением полученной смеси в установку для перегонки в вакууме при температуре 270-280°С. Процесс отгонки воды осуществляют в течение 3-4 часов в тонкопленочном ротационном испарителе.1 ил.,1 пр.

 

Изобретение относится к способам получения гликолида, являющегося основным сырьем для получения полигликолида (полигликолевой кислоты) и его сополимеров, которые являются биоразлагаемыми полимерами и находят широкое применение в медицине, производстве биодеградируемых материалов для упаковки продуктов, тары, одноразовых изделий и т.п.

Известен способ синтеза гликолида из монохлоруксусной кислоты (А.П. Баталов, Г.А. Ростокин, В.А. Савин и др. Синтез и полимеризация гликолида. Физико-химические основы синтеза и переработки полимеров. Выпуск 1, 1976). Описан лабораторный способ синтеза гликолида из натриевой соли монохлоруксусной кислоты. Для синтеза использовали установку без дозатора и мешалки.

Натриевую соль хлоруксусной кислоты загружали в реактор, нагретый до температуры 523 К. По мере оплавления соли включали вакуум-насос и в вакууме происходила перегонка образовавшегося гликолида. Выход гликолида-сырца составлял 75%. Разложение натриевой соли хлоруксусной кислоты в присутствии трехокиси сурьмы происходило более целенаправленно. В этом случае гликолид-сырец получался более чистым, в результате чего выход чистого гликолида на 10% выше, чем в отсутствие трехокиси сурьмы.

Недостатком описанного метода является большое количество примесей, содержащих хлор и олигомеры гликолевой кислоты, что приводит к большим потерям при доведении гликолида до товарной чистоты методом двойной перекристаллизации в этилацетате. Выход чистого гликолида снижается до 40-45%.

Известен способ получения гликолида (патент РФ №1540222, С07С 319/12, опубл. 20.04.1996). Изобретение относится к эфирам гидроксилсодержащей карбоновой кислоты, в частности к получению гликолида-мономера для синтеза полимеров медицинского назначения. С целью интенсификации процесса монохлоруксусную кислоту нейтрализуют NaOH или KOH в эквимолярном соотношении с получением реакционной массы, содержащей соответствующую соль монохлоруксусной кислоты. Последнюю нагревают до 138-150°C с одновременной отгонкой воды. Затем добавляют органический растворитель, выбранный из группы одноатомных спиртов С1-С4 или кетонов формулы R1-СО=R2, где R1 и R2 - одинаковые или различные алкильные радикалы С1-С3, в количестве 0,8-1,6 объема на 1 массовую долю монохлоруксусной кислоты. Отделяют осадок и отгоняют органический растворитель при температуре в массе до 160-175°C, а затем реакционную воду при температуре до 190-220°C и остаточном давлении 6,67-10,67 кПа с последующим отделением олигоэфира, который деполимеризуют в роторно-пленочном испарителе. Изобретение относится к получению полупродуктов для синтеза полимера, а именно к способу получения гликолида мономера для синтеза полимеров медицинского назначения.

Недостатком указанного прототипа является наличие в получаемом гликолиде-сырце большого количества загрязняющих компонентов, что требует дополнительных стадий очистки для дальнейшего получения гликолида, применяемого в синтезе полимеров медицинского назначения.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения гликолида из гликолевой кислоты посредством проведения реакции деполимеризации олигомера и конденсированием паров гликолида при повышенной температуре (270-280°C) и в вакууме (<20 мм рт.ст.), что позволяет получить выход гликолида-сырца 90% с получением гликолида после очистки (перекристаллизации) достаточной чистоты для использования при синтезе полимеров медицинского назначения.

Поставленная задача решается тем, что способ получения гликолида, включающий стадию олигомеризации и деполимеризации при нагревании в вакууме, отличается от прототипа тем, что раствор 65%-ной гликолевой кислоты помещается в выпарную колбу тонкопленочного ротационного испарителя при постоянной подаче азота (0,5 л/мин) с 0,3-0,5% массовых катализатора (ZnO), нагревается до 120°C при атмосферном давлении, с последующим охлаждением полученного дистиллята в холодильнике водой и конденсацией, охлаждением реакционной массы олигомера гликолевой кислоты и добавлением 0,5-1,5% массовых катализатора (Sb2O3), помещением полученной смеси в установку для перегонки в вакууме при температуре 270-280°C.

Процесс отгонки воды из 1000 см3 65% гликолевой кислоты осуществляют при 120°C в течение 3-4 часов в тонкопленочном ротационном испарителе. При получении объема дистиллята 120-125 см3 в установке создают вакуум 300 мм рт.ст., увеличивают температуру раствора до 140-150°C и продолжают отгонку воды. Несконденсировавшиеся пары, отсасываемые мембранным вакуумным насосом LABOPORTN 820.3. FT.18, проходят последовательно ловушку, охлаждаемую жидким азотом, и ловушку, наполненную прокаленным силикагелем, и далее сбрасываются под тягу. При получении общего объема дистиллята 225-230 см3 выключается нагрев, сбрасывается вакуум и для проведения реакции олигомеризации в реакционную массу вносят катализатор (ZnO) 0,3-0,5% массовых. В процессе реакции олигомеризации продолжают отгонку воды, выделяющуюся при конденсации гликолевой кислоты, при нагревании смеси до 175-185°C и вакууме до 150 мм рт.ст.

После прекращения отгонки воды (4-6 часов) отключается нагрев ротационного испарителя, сбрасывается вакуум и перекрывается подача азота. Реакционная масса олигомера (600-640 см3) выливается тонким слоем в эмалированный поддон. Конденсат летучих веществ сливается из приемника в емкость для временного хранения.

Застывшая масса олигомера взвешивается, к ней добавляется 0,5-1,5% массовых катализатора (Sb2O3) и смесь тщательно перетирается в ступке.

Полученная смесь загружается в установку для перегонки в вакууме, продувается азотом, включается нагрев до 270-280°C электромагнитной мешалки и создается вакуум 10-15 мм рт.ст. Перемешивание реакционной массы осуществляется барботированием сухим азотом. Через час нагрева олигомера начинает отгоняться гликолид в виде прозрачного или желтоватого масла. Приемник дистиллята охлаждается льдом. Процесс продолжался до окончания выделения гликолида-сырца.

Полученный гликолид-сырец объемом 520-550 см3 кристаллизовался в приемной колбе, которая затем взвешивалась. В зависимости от качества исходной гликолевой кислоты получался гликолид-сырец с tпл=70-75°C. Выход ~90%.

Для очистки полученного гликолида-сырца от олигомеров, гликолевой кислоты и других примесей он трижды перекристаллизовывался из этилацетата и промывался этим же растворителем. Первая перекристаллизация гликолида-сырца проводилась в стандартной установке, состоящей из круглодонной колбы, обратного холодильника и колбонагревателя ES-4100. Для этого полученный гликолид-сырец переносился в круглодонную колбу и к нему добавлялся маточник третьей перекристаллизации в количестве ≈2 мл/г. Кипячение массы осуществлялось в течение 10 минут. При наличии твердых остатков в растворе проводилось горячее фильтрование. Для фильтрации используют фильтровальную бумагу ФБ и лабораторную установку фильтрации в вакууме, включая колбу Бунзена, воронку Бюхнера, герметизирующие соединения, вакуумный шланг и водоструйный насос. Вторая и третья перекристаллизация проводилась аналогично, но со свежим этилацетатом.

Сушка продукта (300-350 г) проводилась в вакуумном сушильном шкафу, под азотной подушкой, при температуре 45-50°C. Получаются белые кристаллы гликолида с температурой плавления 83,8-85,0°C. Дальнейшее хранение очищенного гликолида осуществлялось без доступа воздуха и паров воды.

Получаемый гликолид может быть использован как для получения высокомолекулярного полигликолида (полигликолевой кислоты), имеющего обширное самостоятельное применение, так и для получения различных сополимеров, в особенности, сополимера лактида и гликолида, используемого для получения биоразлагаемого шовного материала.

Хроматограмма полученного гликолида (рисунок 1).

Время выхода 3,6 мин.

Время выхода гликолевой кислоты (в качестве примеси) 2,9 мин. Не наблюдается на хроматограмме.

Способ получения гликолида, включающий стадии олигомеризации и деполимеризации при нагревании в вакууме, отличающийся тем, что раствор 65%-ной гликолевой кислоты помещается в выпарную колбу тонкопленочного ротационного испарителя при постоянной подаче азота (0,5 л/мин) с 0,3-0,5% массовых катализатора (ZnO), постепенно нагревается от 120°С до 185°С при давлении 150-300 мм рт.ст., с последующим охлаждением реакционной массы олигомера гликолевой кислоты и добавлением 0,5-1,5% массовых катализатора (Sb2O3), помещением полученной смеси в установку для перегонки в вакууме при температуре 270-280°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения 1,4-диоксан-2,3-диола, который является реагентом для получения гетероциклических азотсодержащих соединений (в частности, пиразинов), а также используется в фотографии.

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемого межмолекулярного циклического сложного диэфира альфа-гидроксикарбоновой кислоты. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу конденсации и промывки парообразного биоразлагаемого межмолекулярного циклического сложного диэфира альфа-гидроксикарбоновой кислоты, имеющего формулу II, причем R выбран из водорода или линейных или разветвленных алифатических радикалов, содержащих от 1 до 6 атомов углерода, из парообразной смеси, содержащей сложный диэфир формулы II, альфа-гидроксикарбоновую кислоту формулы I, соответствующую сложному диэфиру формулы II, и воду, причем поток конденсационной и промывочной жидкости (3), содержащей водный раствор альфа-гидроксикарбоновой кислоты, соответствующей сложному диэфиру формулы II, имеющей формулу I, приводят в контакт, по меньшей мере один раз, с парообразной смесью, при этом сложный диэфир формулы II, содержащийся в парообразной смеси, растворяется в конденсационной и промывочной жидкости (3).
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения L-лактида - циклического димера (диэфира) молочной кислоты, мономера для синтеза биодеградируемых полимерных материалов, используемых в качестве покрытий или контейнеров для пищевых продуктов, а также в медицинской промышленности.

Изобретение относится к получению лактида (димера молочной кислоты), который находит применение для синтеза биодеградируемых полимерных материалов, используемых в качестве покрытий и контейнеров для пищевых продуктов, а также в медицинской промышленности.

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению циклических сложны, эфиров ф-лы O/C-0-C/Ri//R2/-C/0/-CK7Ri//R2} где Ri и г: Ra - независимо друг от друга - Н или Ci-Ceалкил , которые могут быть использованы в медицине.
Изобретение относится к способу очистки пара-диоксанона от примесей путем обработки содержащей пара-диоксанон, и/или поли(пара-диоксанон), и/или оксиэтоксиуксусную кислоту смеси раствором щелочи на основании значения кислотного числа. Полученную соль бета-гидроксиэтоксиуксусной кислоты извлекают кристаллизацией в 1-4 приема и обрабатывают водным раствором неорганической кислоты, промывают ацетоном и сушат. Образовавшуюся бета-гидроксиэтоксиуксусную кислоту экстрагируют ацетоном и перегоняют в вакууме с образованием пара-диоксанона. Данный способ позволяет проводить очистку пара-диоксанона, синтезированного любым способом, и обеспечивает получение пара-диоксанона с чистотой 99,99% и выходом 75-84%. Пара-диоксан является ценным мономером для синтеза биоразлагаемых полимеров. 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к мостиковым производным спиро[2.4]гептана формулы (I), в которой W обозначает -CH2CH2- или -СН=СН-; Z обозначает -C(O)NR3-* или -CH2NR4C(O)-*, Y обозначает связь или (C1-C4)алкандиильную группу , R1-R4 являются такими, как определено в описании, их получению и применению в качестве агонистов рецептора ALX и/или FPRL2 для лечения воспалительных и обструктивных заболеваний дыхательных путей. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 422 пр.

Изобретение относится к способу получения смеси соединений, имеющих формулы Ia, Ib и/или Ic, с молярным отношением соединений формул Ia и Ib от 1:2 до 2:1, где R представляет собой линейный или разветвленный алифатический алкильный радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, в котором в основном или полностью стереоизомерно чистое соединение формулы Ia, Ib или Ic или смесь двух или трех соединений преобразуют с катализатором или смесью по меньшей мере двух катализаторов. Изобретение также относится к способу получения аморфных полиактидов, а именно получения стерекомплексной молочной кислоты и/или стереоблок-сополимеров молочной кислоты, с применением полученной смеси. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 табл., 7 пр.

Изобретение относится к способу получения полимолочной кислоты и устройству для осуществления такого способа. Способ включает стадии осуществления полимеризации с раскрытием кольца с использованием катализатора и либо соединения деактиватора катализатора, либо добавки, блокирующей концевые группы, для получения неочищенной полимолочной кислоты с молекулярной массой более 10000 г/моль. Далее способ включает стадию очистки неочищенной полимолочной кислоты путем удаления и отделения низкокипящих соединений, включающих лактид и примеси, из неочищенной полимолочной кислоты, путем удаления летучих низкокипящих соединений в виде газофазного потока. Затем следует стадия очистки лактида со стадии удаления летучих компонентов, и удаления примесей из газофазного потока испаренных низкокипящих соединений с помощью конденсации испаренного газофазного потока с получением конденсированного потока и последующей кристаллизации из расплава конденсированного потока. Лактид очищают, и примеси, включающие остаток катализатора и соединение, содержащее по меньшей мере одну гидроксильную группу, удаляют, так что очищенный лактид полимеризуют, подавая его обратно в полимеризацию раскрытия кольца. Технический результат - обеспечение улучшенного способа получения полимолочной кислоты с увеличенным выходом продукта по сравнению с известным уровнем техники при сокращении оборудования, необходимого для обработки инертного газа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 ил., 2 пр.
Изобретение относится к способу получения гликолида из соли щелочного металла монохлоруксусной кислоты в одну стадию нагреванием слоя реакционной массы толщиной до 6 см без добавления катализатора и перемешивания с отгонкой гликолида в вакууме. При этом отгон осуществляют при температуре реакционной смеси 180-270°C, пары гликолида конденсируют в вакуумной линии при температуре 90-120°C и собирают конденсат в вакуумном приемнике при температуре 40-50°C. В результате получают целевой продукт, который перекристаллизовывают в малополярном растворителе, например этилацетате. Выход гликолида составляет до 85%, чистота продукта 99,5-99,9%.Технический результат - упрощение процесса повышения выхода и чистоты целевого продукта. 4 пр.

Изобретение относится к способу удаления циклического сложного диэфира 2-гидроксиалкановой кислоты из пара, содержащего указанный сложный диэфир, в котором пар приводят в контакт с водным раствором, так что сложный диэфир растворяется в указанном растворе. В способе по настоящему изобретению раствор является щелочным раствором, предпочтительно имеющим pH выше 10. Проблема образования суспензий сложного диэфира в водных растворах может быть предотвращена с помощью настоящего изобретения. Данный способ можно применять с большим преимуществом в производстве или конверсии лактида. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу получения циклических сложных эфиров, содержащих ненасыщенные функциональные группы, имеющих формулу I, где каждый x является одним и тем же и является целым числом в диапазоне от 0 до 12; где каждый R1a и каждый R1b, когда присутствуют, независимо является водородом, гидрокси, амино, тио, галогеном, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилом, замещенным или незамещенным C1-C6 алкокси, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилтио, замещенным или незамещенным C1-C6 алкиламином, или замещенным или незамещенным C1-C6 гидроксиалкилом; при условии, что каждый R1a является тем же и каждый R1b является тем же; где R2 является водородом, гидрокси, амино, тио, галогеном, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилом, замещенным или незамещенным C1-C6 алкокси, замещенным или незамещенным C1-C6 алкилтио, замещенным или незамещенным C1-C6 алкиламином, или замещенным или незамещенным C1-C6 гидроксиалкилом; и где является в некоторых случаях связью; включающему нагревание жидкой реакционной среды, содержащей олигомерную α-гидроксикислоту формулы II или ее соль, где n является целым числом от 2 до 30 и где x, R1a, R1b, R2 и являются такими, как определено выше, при температуре от приблизительно 150°C до приблизительно 300°C с образованием циклического сложного эфира, наряду с удалением из жидкой реакционной среды композиции, содержащей циклический сложный эфир. Эти соединения могут быть использованы для получения биосовместимых и биоразлагаемых полимеров, которые можно применять в качестве носителей для доставки лекарственных средств. 15 з.п. ф-лы, 2 пр. II I
Наверх