Способ получения гликолида


 


Владельцы патента RU 2576038:

Общество с ограниченной ответственностью "Медин-Н" (ООО "Медин-Н") (RU)

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 органическому синтезу, а именно к способу получения органических циклических сложных эфиров, и касается способа получения гликолида, который может быть использован в качестве мономера для получения биоразлагаемых гомо- и сополимеров медицинского и общего назначения короткого (до 45 дней) и среднего (до 90 дней) сроков разложения.

Гликолид является основным мономером для получения биоразлагаемых полимеров, использующихся для изготовления рассасывающихся хирургических нитей. Необходимо отметить, что в России гликолид не производится, и потребность в рассасываемом хирургическом шовном материале на основе его полимеров обеспечивается материалами импортного производства.

Наиболее распространенные способы получения гликолида основаны на реакции деполимеризации олигомера гликолевой кислоты, также описаны способы его получения из эфиров и солей монохлоруксусной кислоты.

Известен способ получения гликолида путем деполимеризации олигомера гликолевой кислоты с выходом до 50% [US 5374743]. Синтез осуществляют в две стадии. На первой стадии получают олигомер гликолевой кислоты путем выпаривания ее водного раствора в присутствии поли(1,4-бутандиола) и оксида сурьмы при высокой температуре и пониженном давлении. На второй стадии проводят деполимеризацию полученного олигомера с отгонкой гликолида путем его нагревания в токе азота, при этом пары гликолида абсорбируют изопропанолом. Недостатками способа являются двухстадийность процесса, использование полимерной добавки, катализатора и органического растворителя для абсорбции целевого продукта.

В способе получения гликолида [US 3597450] олигомер гликолевой кислоты получают выпариванием ее водного раствора при нагревании при пониженном давлении, после чего проводят деполимеризацию полученного олигомера нагреванием при пониженном давлении без катализатора с отгонкой летучих продуктов реакции. В результате получают гликолид с примесями, который далее подвергают трехкратной очистке перекристаллизацией в двух разных органических растворителях, в результате получают чистый продукт с выходом 42%. Недостатками способа являются двухстадийность, использование двух органических растворителей и низкий выход целевого продукта.

В способе получения гликолида [US 0289713] олигомер гликолевой кислоты получают длительным нагреванием ее водного раствора сначала при атмосферном, затем при пониженном давлении с отгонкой воды. Деполимеризацию олигомера проводят в растворе дибутилового эфира тетраэтиленгликоля с добавкой октилтриметиленгликоля и соли олова (II) или оксида олова (IV) в качестве катализатора при высокой температуре и пониженном давлении в течение 10 часов, при этом совместно отгоняют гликолид и растворитель. Выход гликолида не указан. Недостатками способа являются многостадийность, длительность, необходимость использования дорогих оловосодержащих катализаторов, органических добавок, высококипящего растворителя и последующего выделения целевого продукта.

Аналогичными недостатками обладает способ получения гликолида [US 0343298], отличающийся тем, что на стадии деполимеризации олигомера гликолевой кислоты в реакционную смесь добавляют антиоксидант на основе производных фенола и проводят процесс при атмосферном давлении в течение 24 часов. Способ выделения и выход гликолида авторами не указаны.

В способе получения гликолида [WO 157140], в котором олигомер гликолевой кислоты получают выпариванием ее раствора в смеси воды и полярного органического растворителя. Далее получение гликолида ведут аналогично способу [US 0289713]. Способ сохраняет недостатки патента [US 0289713], и также требует использования большого количества органических растворителей.

Известен способ получения гликолида из эфиров монохлоруксусной кислоты [US 3763190] в три стадии. На первой стадии взаимодействием хлоруксусной кислоты с хлорацетилхлоридом в среде органических растворителей получают о-хлорацетилгликолевую кислоту. На второй стадии полученную кислоту превращают в натриевую соль взаимодействием с гидридом натрия в среде полярного органического растворителя, после чего ее выделяют осаждением неполярным органическим растворителем. На третьей стадии натриевую соль о-хлорацетилгликолевой кислоты нагревают в вакууме и отгоняют гликолид с выходом 35% (17% с первой стадии). Недостатками способа являются многостадийность, необходимость использования хлорацетилхлорида (яд), большого количества органических растворителей и низкий выход целевого продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ получения гликолида из монохлорацетата натрия в присутствии оксида цинка [US 4990222] - прототип. Получение гликолида осуществляют следующим образом: в смесительном аппарате смешивают монохлорацетат натрия и оксид цинка, взятый в количестве 2% масс. Полученную смесь со скоростью 3,3 кг в час подают в разогретый до 280°C экструдер, снабженный вакуумной линией для отвода паров, соединенной с вакуумным приемником и вакуумным насосом, при этом отгоняют гликолид при давлении в системе 1,5-3,7 мм рт.ст. В процессе отгона температуру вакуумной линии для отвода паров поддерживают 180°C, температуру вакуумного приемника - 80°C. В результате получают отгон с выходом 95%, который затем перекристаллизовывают в изопропаноле. В результате получают гликолид с выходом до 81%. Недостатками способа являются двухстадийность процесса, использование катализатора и высокая температура реакции, которая может приводить к деструкции гликолида с образованием оксиуксусной, уксусной кислот и ацетальдегида, а также высокая температура вакуумной линии, которая может приводить к олигомеризации паров гликолида, что и было подтверждено экспериментально при воспроизведении патента.

Задачей данного изобретения является упрощение способа и повышение чистоты целевого продукта.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения гликолида нуклеофильным замещением соли щелочного металла монохлоруксусной кислоты реакцию проводят в тонком слое, обеспечивающем необходимое время нахождения соли монохлоруксусной кислоты при повышенной температуре, позволяющее проводить реакцию без перемешивания и добавления катализатора. Образующийся в процессе реакции хлорид щелочного металла формирует жесткую пористую структуру реакционной массы, которая обеспечивает беспрепятственный выход паров гликолида.

Процесс осуществляют в одну стадию путем нагревания соли щелочного металла монохлоруксусной кислоты в вакууме без добавления катализатора и перемешивания при толщине слоя реакционной массы до 6 см, предпочтительно до 3 см. Для перекристаллизации полученного продукта используют малополярный растворитель, например, этилацетат, несмешивающийся или плохо смешивающийся с водой, что обеспечивает получение гликолида с меньшим содержанием примесей, так как гликолид является легкогидролизуемым химическим соединением.

В плоскодонный реактор помещают соль щелочного металла монохлоруксусной кислоты таким образом, чтобы толщина реакционного слоя не превышала 6 см. Затем реактор нагревают до 180-270°C и отгоняют гликолид при давлении 1-4 мм рт.ст. Пары гликолида конденсируют в вакуумной линии, включающей в себя теплообменник, при температуре 90-120°C и собирают конденсат в вакуумном приемнике, в котором поддерживают температуру 40-50°C. После этого полученный гликолид перекристаллизовывают в малополярном органическом растворителе, например этилацетате. В результате получают гликолид без примесей олигомеров с чистотой 99,5-99,9% по данным газожидкостной хроматографии и ядерного магнитного резонанса с выходом 75-85%.

Полученные образцы анализируют методами газожидкостной хроматографии с помощью хроматографа «Simadzu 17А» с пламенно-ионизационным детектором, спектроскопии ядерного магнитного резонанса на ядрах водорода с помощью автоматического анализатора фирмы Perkin Elmer и элементного анализа с помощью автоматического анализатора фирмы Perkin Elmer.

Способ получения гликолида поясняется следующими примерами.

Пример 1.

В плоскодонный реактор помещают 3300 г (28,3 моль) монохлорацетата натрия. Температуру реактора устанавливают 220°C, температуру вакуумной линии с теплообменником устанавливают 100°C, температуру вакуумного приемника устанавливают 50°C и отгоняют гликолид при давлении 1-4 мм рт.ст. В результате получают 1593 г отгона (выход 97%). Полученный отгон перекристаллизовывают в 3,3 л этилацетата. В результате получают 1364 г гликолида. Выход 83%, чистота 99,9%.

Пример 2.

В плоскодонный реактор помещают 3300 г (24,9 моль) монохлорацетата калия. Температуру реактора устанавливают 220°C, температуру вакуумной линии с теплообменником устанавливают 120°C, температуру вакуумного приемника устанавливают 40°C и отгоняют гликолид при давлении 1-4 мм рт.ст. В результате получают 1415 г отгона (выход 98%). Полученный отгон перекристаллизовывают в 3,3 л бутилацетата. В результате получают 1228 г гликолида. Выход 85%, чистота 99,9%.

Пример 3.

В плоскодонный реактор помещают 3300 г (28,3 моль) монохлорацетата натрия. Температуру реактора устанавливают 180°C, температуру вакуумной линии с теплообменником устанавливают 100°C, температуру вакуумного приемника устанавливают 45°C и отгоняют гликолид при давлении 1-4 мм рт.ст. В результате получают 1462 г отгона (выход 90%). Полученный отгон перекристаллизовывают в 3,3 л этилацетата. В результате получают 1219 г гликолида. Выход 75%, чистота 99,9%.

Пример 4.

В плоскодонный реактор помещают 3300 г (28,3 моль) монохлорацетата натрия. Температуру реактора устанавливают 270°C, температуру вакуумной линии с теплообменником устанавливают 90°C, температуру вакуумного приемника устанавливают 50°C и отгоняют гликолид при давлении 1-4 мм рт.ст. В результате получают 1624 г отгона (выход 99%). Полученный отгон перекристаллизовывают в 3,3 л этилацетата. В результате получают 1361 г гликолида. Выход 83%, чистота 99,5%.

Таким образом, предлагаемый способ получения гликолида позволяет получать целевой продукт в одну стадию с выходом до 85% и чистотой до 99,9% из соли щелочного металла монохлоруксусной кислоты при проведении реакции в тонком слое толщиной до 6 см. Способ также позволяет проводить процесс без использования катализатора, перемешивания и понизить температуру реакции. Кроме того, преимуществом способа является снижение температуры вакуумной линии и приемника до 90-120°C и 40-50°C соответственно, что обеспечивает отсутствие олигомерных примесей в целевом продукте. Использование при перекристаллизации отгона малополярного растворителя, несмешивающегося или ограниченно смешивающегося с водой, обеспечивает защиту гликолида от гидролиза и высокую чистоту целевого продукта.

Кроме того, предложенный способ позволяет получить дополнительный полезный продукт - хлорид щелочного металла, который может использоваться самостоятельно, например, в качестве противогололедного реагента.

Способ получения гликолида из соли щелочного металла монохлоруксусной кислоты в вакууме при нагревании с последующей перекристаллизацией в органическом растворителе, отличающийся тем, что реакцию осуществляют при толщине слоя реакционной массы не более 6 см, температуре реакционной среды 180-270°C, температуре вакуумной линии 90-120°C и температуре вакуумного приемника 40-50°C, а перекристаллизацию отгона проводят в малополярном органическом растворителе, например в этилацетате.



 

Похожие патенты:

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.

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 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.
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.

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.

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 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