CONTINUOUS PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF LACTIDE AND LACTIDE POLYMERS (tradução)

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um processo para a produção contínua de polímeros de lactídeo substancialmente purificados formados lático ou um éster de ácido lático, incluindo as etapas de formação de ácido polilático bruto, de preferência na presença de meios catalisador de éster de ácido lático, para formar uma reação de condensação por- produto e ácido polilacti no reator de lactídeo para formar lactídeo bruto, seguido por purificação subsequante do lactídeo bruto em um sistema de destilação. lactídeo purificado é então polimerizado para formar polímeros de lactídeo
1. Campo de invenção
O presente invento refere-se a processos para a produção contínua de polímeros de láticos e lactídeo a partir de ácido láctico em bruto e ésteres de ácido láctico no campo de polímeros biodegradáveis. 
2. Descrição do estado da técnica 
Como revelam o problema da decomposição dos resíduos, a necessidade de desenvolvimento de polímeros verdadeiramente biodegradáveis ​​para ser utilizado como resíduo, levou à necessidade de desenvolvimento de polímeros verdadeiramente biodegradáveis substitutos de polímeros não biodegradáveis ​​ou parcialmente biodegradáveis e polímeros à base de produtos químicos. A utilização de ácido láctico e lactídeo para fabricar um polímero biodegradável é bem conhecida na indústria médica. Conforme divulgado por Nieuwenhuis et al. (Patente U.S. No.5,053,485), tais polímeros foram utilizados para a produção de suturas biodegradáveis, braçadeiras, placas ósseas e dispositivos de liberação controlada de biologicamente ativos. Será apreciado que os processos desenvolvidos para a fabricação de polímeros a serem utilizados na indústria médica incorporaram técnicas que respondem à necessidade de elevada pureza e biocompatibilidade no produto final polimérico. Além disso, os processos foram projetados para produzir pequenos volumes de produtos de alto valor em dólar, com menos ênfase no custo de produção e rendimento. Acredita-se que, antes do desenvolvimento dos candidatos, processos viáveis ​​e competitivos para a fabricação contínua de polímeros de lactídeo e polímeros láticos purificados a partir de ácido láctico tenham propriedades físicas adequadas para substituir os atuais polímeros baseados em petroquímicos em embalagens, revestimentos de papel e outras aplicações que na indústria não-médicas eram desconhecidas.
É sabido que o ácido láctico sofre reação para formar ácido poliácido lático quando a água é removida por evaporação ou outros meios. A reação geral de polimerização é representada por: 
Enquanto a etapa n da referida reação de polimerização é representada por: 
Conforme Dorough (Patente US No. 1.955.970) reconhecida e divulgada, o poliácido lático resultante é limitado a um polímero de baixo peso molecular de valor limitado, baseado em propriedades físicas, devido a uma reação de despolimerização competindo na qual o dímero cíclico de ácido lático, lactídeo, é gerado. À medida que a cadeia de poliácido lático alonga, a taxa de reação de polimerização desacelera até atingir a taxa da reação de despolimerização, que efetivamente limita o peso molecular dos polímeros resultantes. Um exemplo desta reação de equilíbrio é representado abaixo.
Dado esse entendimento, Dorough estava convencido de que polímeros de alto peso molecular não poderiam ser gerados diretamente do ácido láctico. Ele foi, no entanto, bem-sucedido na geração de polímeros de alto peso molecular a partir do lactídeo, através do dímero de ácido láctico gerado a partir dos polímeros de baixo peso molecular do ácido láctico. Como esses polímeros são gerados a partir do lactídeo, eles são conhecidos como polilactídeos. É bem conhecido que o ácido láctico existe em duas formas que são enantiômeros ópticos, designados por ácido D-láctico e ácido L-láctico. Quer o ácido D-láctico, o ácido L-láctico ou as suas misturas podem ser polimerizados para formar um poliácido lático de peso molecular intermédio que, após polimerização adicional, gera o lactídeo como anteriormente divulgado. O lactídeo, ou o dímero cíclico do ácido láctico, pode ter três tipos de atividade ótica, dependendo se consiste de duas moléculas de ácido L-láctico, duas moléculas de ácido D-láctico, uma molécula de ácido L-láctico e uma molécula de ácido D-láctico combinado para formar o dímero. Esses três dímeros são designados L-lactídeo, D-lactídeo e mesolactídeo, respectivamente. Além disso, uma mistura 50/50 de L-lactídeo e o D-lactídeo com um ponto de fusão de cerca de 126 ° C é frequentemente referido na literatura como D, L-lactídeo. 
DeVries (Patente U.S. No. 4.797.468) divulgou recentemente processo para a fabricação de polímeros de lactídeo utilizando o processo de extração com solvente para purificar o lactídeo antes da polimerização. Com a divulgação de DeVries, o inventor reconheceu que a literatura existente recomenda a purificação do lactídeo por várias etapas de recristalização. Acredita-se que os processos anteriores ao método de extração com solvente de DeVries, utilizaram geralmente um passo de recristalização para purificar o lactídeo bruto de modo a obter uma fonte de lactídeo adequada para a polimerização. No entanto, sabe-se que os processos que utilizam esses passos de recristalização são conhecidos por apresentarem rendimentos relativamente baixos devido a perdas significativas de lactídeo durante os passos de recristalização. Acredita-se que os produtores de produtos biodegradáveis ​​relacionados à medicina não tenham se preocupado com esses baixos rendimentos, devido à alta margem geralmente esperada para as vendas de tais produtos e à falta de alternativas competitivas. Será apreciado, no entanto, que no desenvolvimento de um processo para a produção comercial em larga escala de polímeros biodegradáveis, tais como polilactídeos, para utilização em aplicações orientadas para produtos não médicos onde tais polímeros irão competir necessariamente com polímeros de baixo custo feitos a partir de petroquímicos, será importante maximizar os rendimentos e minimizar outros fatores gerais de custo para produzir um polímero biodegradável que seja competitivo em termos de custo. 
Os polímeros de polilactídeos biodegradáveis também ​​devem possuir propriedades físicas adequadas para aplicação em produtos não médicos que atualmente utilizam polímeros de base em petroquímica, como materiais de embalagem, revestimentos de papel e quaisquer outros artigos descartáveis. Nicuwenhuis et al. descrevem que os polímeros de lactídeo derivados da polimerização de misturas dos três lactídeos resultam em polímeros com uma variedade de propriedades físicas úteis, incluindo biodegradabilidade melhorada. No entanto, não se acredita em nenhum processo viável comercialmente para a fabricação em grande escala de tais polímeros de lactídeo que tenha sido revelada até a data.
O ácido láctico está comercialmente disponível e fabricado a partir de vários processos conhecidos. Exemplos representativos de tais processos são divulgados por Glassner et al. (Pedido de Patente Europeia, EP 393818, 24 de Outubro de 1990), G. Macbell, "Produção e Aplicações de Ácido Láctico", Químico Industrial e Fabricante Químico, v. 35, pp. 283-90 (1959) e Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Teclnology, "Lactic Acid", v. 12, pp. 177-78 (2a ed. 1963). 
Sabe-se que a atividade ótica de ácido lático ou lactídeo altera sob certas condições, com uma tendência para o equilíbrio na inactividade ótica, onde quantidades iguais dos enantiômeros D e L estão presentes. Concentrações relativas de D e L nos materiais de partida, a presença de impurezas ou catalisadores e o tempo a temperaturas e pressões variáveis ​​são conhecidos por afetarem a taxa de tal racemização. 
 Muller (Patente U.S. N ° 5 053 522) revela que a preparação de lactídeo opticamente puro a partir de uma alimentação de ácido láctico opticamente pura é possível quando se utilizam condições e catalisadores apropriados. No entanto, acredita-se que não há ensinamentos de processos que controlem a pureza óptica do lactídeo resultanteem graus desejados ou minimizem os custos globais e maximizem o rendimento do produto de lactídeo. Além disso, acredita-se que não há divulgações antes do trabalho descrito nesta e nas aplicações parentais, do sistema de purificação de lactídeo comercialmente viável, que permite a produção de lactídeo de grau polimérico, a partir de ácido láctico bruto, que pode subsequentemente ser polimerizado para produzir uma variedade de polímeros polilactídeos não relacionados com a medicina adequados para substituir os polímeros petroquímicos existentes.
Bellis (patente de invenção norte-americana n ° 4 727 163) descreve a utilização de um éster de um ácido alfa-hidroxi num núcleo poli-éter termicamente estável para a fabrixação de ésteres cíclicos altamente puros, como o lactídeo. Bhatia (Patente dos EUA No. 4.835.293) descreve um processo para a preparação de ésteres cíclicos altamente puros, tais como o lactídeo, por aquecimento de um polímero do alfa-hidroxiácido correspondente ou do seu éster ou copolímero do ácido alfa-hidroxi ou do seu éster e um núcleo estável de poliéster na presença de um gás inerte com o éster cíclico sendo transportado desta reação com o gás inerte para um sistema de solvente. Bellis et al. (Pedido PCT N ° WO 92/00292, publicado em 9 de janeiro de 1992) descrevem um processo de fase vapor catalisada contínua para a produção de ésteres cíclicos diméricos tais como lactídeo convertendo o ácido ou éster alfa-hidroxicarboxílico correspondente na fase de vapor de um catalisador sólido, tal como sílica-alumina e, de um modo preferido, sílica-alumina com um teor elevado de sílica, na presença de um gás transportador. No entanto, acredita-se que nenhuma destas referências divulga um processo global comercialmente viável para a fabricação em larga escala de polímeros poliláticos. Além disso, não há divulgação, antes do trabalho descrito nesta e nas aplicações parentais, de um sistema de geração de lactídeo que permita a produção de um lactídeo de grau polimérico para uso em polímeros polilactídeos não relacionados a medicamentos, adequados para substituir polímeros baseados em petroquímicos.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção proporciona um processo contínuo para a produção de polímeros de lactídeo a partir de uma fonte de alimentação de ácido láctico bruto. A alimentação de ácido lático bruto pode ser qualquer combinação dos enantiômeros óticos ácido D-lático e ácido L-lático disponível em solução com um meio hidróxico tal como água ou outro solvente tal como metanol, etanol, propanol butanol, isopropanol, isobutanol ou semelhantes, ou suas misturas. O ácido lático bruto ou fonte de ácido lático também pode ser um éster de ácido láctico, tal como lactato de metilo, lactato de etilo, lactato de propilo, lactato de butilo, lactato de isopropilo, lactato de isobutil ou semelhantes, ou suas misturas. O ácido láctico bruto também pode ser uma mistura de ácido lático e ésteres de ácido láctico. Um éster de ácido láctico adequado para utilização na presente invenção pode geralmente ser definido pela fórmula: 
em que R é um alquilo C1-C8 linear ou ramificado.
Quando um éster de ácido lático é utilizado como a fonte de um ácido lático bruto para o processo da presente invenção, a reação de polimerização juntamente com a reação de despolimerização e o equilíbrio entre os dois compostos são alterados. O grupo éster, ou mais particularmente, o grupo alcóxi linear ou ramificado sai durante a reação de polimerização a partir de uma extremidade da molécula de lactato enquanto um hidrogênio é clivado do grupo hidroxi na molécula oposta de outra molécula de lactato. Assim, um subproduto da reação de condensação da fórmula ROH é formado. A reação geral de polimerização é representada por:
Enquanto o passo “n” da referida reação de polimerização é representado por:
À medida que a cadeia de poliácido lático aumenta, a taxa de reação de polimerização desacelera a reação de despolimerização para formar o lactídeo acelera até que o equilíbrio seja atingido. Este equilíbrio é representado por:
	
Como indicado pelas reações anteriores, as cadeias poliméricas podem ser contidas como um polímero de éster polilático. Por uma questão de clareza, os requerentes aqui definem moléculas de ácido poliláctico ou de ácido poliláctico de modo a incluir as cadeias poliméricas descritas acima com um grupo terminal éster ou tampa terminal formado a partir da polimerização de um éster de ácido lático. Além disso, os subprodutos da reação de condensação incluem tanto água como compostos químicos da fórmula geral ROH, em que R é C1-C8 linear ou ramificado. 
É, no entanto, reconhecido que a composição da fonte de alimentação de ácido láctico bruto e a concepção de funcionamento e as condições do processo aqui divulgadas irão afetar a pureza ótica do produto polimérico de polilactídeo final. O processo aqui descrito proporciona o controle da racemização para produzir vantajosamente um lactídeo de grau polimérico de composição ótica selecionada.
Referindo agora brevemente a FIG. 1 (diagrama de blocos), que fornece o fluxograma preferido do processo global aqui descrito, o ácido láctico bruto é primeiro alimentado a um evaporador, continuamente. Dentro do evaporador, uma porção da água ou solvente ou qualquer subproduto(R-oh) da reação de condensação é removido do ácido láctico bruto. A água ou solvente ou qualquer subproduto da reação de condensação é removido como vapor do evaporador e descartado ou reciclado. O evaporador concentra assim o ácido láctico na alimentação bruta. Acredita-se que ocorra alguma reação de condensação e o ácido lático pode começar a formar oligômeros e polímeros de baixo peso molecular durante a etapa de evaporação, produzindo um subproduto da reação de condensação. Uma pequena quantidade de lactídeo também pode se formar. Este ácido láctico concentrado é em seguida alimentado a um reator pré-polímero, que na realidade é um evaporador adicional. 
 É bem conhecido na arte que, quando a água ou o solvente são removidos de uma solução de ácido láctico, o ácido láctico restante começará a polimerizar. No reator pré-polímero, água suficiente ou solvente e subprodutos de condensação, como água, etanol, metanol, propanol, butanol, isopropanol, isobutanol e similares são removidos para causar polimerização do ácido láctico para formar polímeros de ácido láctico com um peso molecular médio de menos de cerca de 5000, preferencialmente de cerca de 200 a cerca de 3000, e mais preferivelmente de cerca de 400 a cerca de 2500. A água ou o solvente removido é reciclado ou descartado. Em formas de realização preferidas, a água ou solvente é reciclado de volta para o processo de evaporação, porque pode estar contaminado com ácido láctico. Nesta forma de realização preferida, a perda de material de alimentação é evitada e o rendimento global é aumentado.
O produto pré-polimérico do reator de pré-polímero, ácido poliláctico ou PLA, é alimentado a um reator de lactídeo. O reator de lactídeo pode ser de qualquer tipo adequado que é projetado para materiais sensíveis ao calor, um reator que pode manter uma espessura de filme uniforme, como um evaporador é o mais preferido, porque a formação de filme aumenta a taxa de transferência de massa. Quando a taxa de transferência de massa é aumentada, o lactídeo pode rapidamente se formar e vaporizar, e à medida que o lactídeo vaporiza, mais lactídeo é produzido como ditado pela reação de equilíbrio poliácido lático/ láctídeo. (é um evaporador)
De um modo preferido, utiliza-se um evaporador que pode manter uma espessura de película na zona de reação ou de transferência de massa de pelo menos cerca de 0,5 mm e não superior a cerca de 15 mm. Um evaporador que pode manter uma espessura de película na zona de transferência de massa do reator de pelo menos cerca de 0,5 mm e não superior a cerca de 8 mm é o mais preferido. Numa forma de realização preferida, o reator de lactídeo opera a uma pressão reduzida. De preferência, a pressão do ambiente dentrodo reator é pelo menos cerca de 1 mmHg e não superior a cerca de 100 mmHg, e mais preferivelmente pelo menos cerca de 2 mmHg e não superior a cerca de 60 mmHg. 
De acordo com a presente invenção, o tempo de residência do poliácido lático no reator de lactídeo é tão baixo quanto razoavelmente possível. De um modo preferido, o tempo de residência médio do reator é de pelo menos cerca de 1 minuto e não superior a cerca de 45 minutos e, de um modo mais preferido, pelo menos cerca de 2 minutos e não superior a cerca de 20 minutos. Mais preferencialmente, o tempo de residência médio do reator de lactídeo é de pelo menos cerca de 2,5 minutos e não superior a cerca de 10 minutos. Um processo de acordo com a presente invenção, pode acomodar uma grande variedade de taxas de fluxo de massa através do reator. Normalmente, as taxas de fluxo de alimentação do reator de 1 lb a 30.000 lb / h podem ser mantidas.
Um catalisador é simultânea e continuamente alimentado ao reator de lactídeo. São conhecidos muitos catalisadores adequados, tais como óxidos metálicos, halogenetos metálicos, pós metálicos e compostos metálicos orgânicos derivados de ácidos carboxílicos ou semelhantes. Acredita-se que qualquer desses catalisadores pode ser utilizado no processo aqui descrito. As propriedades dos polímeros, no entanto, variam. Numa forma de realização preferida, o pré-polímero e o catalisador são misturados num misturador estático para facilitar uma distribuição uniforme do catalisador no pré-polímero, e o catalisador compreenderia pelo menos cerca de 0,05% e não mais do que cerca de 10% em peso do catalisador da solução de poliácido lático catalisada. A solução dentro do reator de lactídeo chegaria rapidamente a uma distribuição de equilíbrio de lactídeo e poliácido lático com a temperatura e catalisador empregados. Numa forma de realização preferida, os estabilizadores do processo podem também ser adicionados ao poliácido lático catalisado antes da entrada da alimentação no reator de lactídeo. Uma variedade de estabilizadores de processo pode ser usada. De um modo preferido, compostos contendo fosfito, compostos fenólicos impedidos ou outros compostos fenólicos utilizados como antioxidantes estabilizadores do processo. Mais preferencialmente, são utilizados compostos contendo fosfito. A quantidade de estabilizador de processo usada pode variar. Preferencialmente, pelo menos cerca de 0,01% em peso e não mais que cerca de 1% em peso é usado. Mais preferencialmente, pelo menos cerca de 0,025% em peso e não mais do que cerca de 0,3% em peso é usado.
É adicionado calor para vaporizar o lactídeo bruto que é continuamente removido do reator de lactídeo, conduzindo assim a reação de despolimerização, resultando na produção líquida de lactídeo à medida que o conteúdo do reator de lactídeo se equilibra. Acredita-se que as concentrações de poliácido lático de alta ebulição não reativo e outras impurezas não voláteis, resíduos de catalisador, resíduos de antioxidantes (se forem usados ​​estabilizadores de processo, como antioxidantes), metais acumulados na alimentação de ácido lático e lixiviação do reator, corpos coloridos, e os produtos de degradação do ácido lático irão concentrar-se na solução dentro do reator de lactídeo. Acredita-se que isso exigirá um fluxo de purga para remover tais impurezas.
Numa forma de realização preferida da presente invenção, uma porção da corrente de purga de poliácido lático de alto ponto de ebulição ou outras impurezas não voláteis na solução dentro do reator de lactídeo pode ser reciclada até um ponto antes do sistema do reator de lactídeo ou alimentada à polimerização. Com base em dados experimentais que se seguirão a seguir, acredita-se que quaisquer polímeros de ácido lático de cadeia longa sofrerão transesterificação para formar poliácidos láticos de menor peso molecular que podem ser utilizados como fonte de alimentação para o reator de lactídeo. O tratamento da corrente de purga pode ser usado para remover muitas das impurezas, tais como resíduos antioxidantes de resíduos de catalisador, corpos coloridos, metais e produtos de degradação. Isso permite maior maximização do rendimento devido à perda reduzida de material de alimentação valioso.
O vapor de lactídeo bruto é composto de uma mistura de todos os três lactídeos possíveis: L-lactídeo, D-lactídeo e mesolactídeo, em várias combinações. Junto com o láctídeo, há subprodutos residuais da água, do ácido láctico e da reação de condensação. Numa forma de realização preferida, este lactídeo bruto é alimentado diretamente a um sistema de destilação como vapor para purificação. Alternativamente, esta corrente pode ser alimentada a um condensador no qual o lactídeo condensa e a maioria da água e outras impurezas permanecem como vapores e são recicladas de volta para o reator de lactídeo ou outro equipamento de processamento a montante tal como o reator evaporador ou pré-polímero. De um modo preferido, o lactídeo bruto é alimentado diretamente para um sistema de destilação para purificação. Dentro deste sistema de destilação, a água residual e o ácido lático são preferencialmente removidos como um produto destilado e reciclados de volta para o reator de lactídeo ou outro equipamento de processo a montante, tal como o parcial do evaporador ou o reator de pré-polímero. Adicionalmente, pode ser providenciado remover aligômeros de baixo peso molecular que podem estar presentes no lactídeo bruto ou que podem ser formados durante a destilação. O lactídeo purificado é preferencialmente alimentado a um reator de polimerização de desenho convencional.
O processo geral preferido aqui descrito permite a fabricação contínua de polímeros de lactídeo bruto com pouco ou nenhum desperdício de matéria prima de alimentação de ácido lático ou éster de alimentação de ácido lático. Isto é conseguido mantendo o lactídeo bruto que foi gerado na perda de rendimento associada ao passo de recristalização tradicionalmente utilizado para purificar o lactídeo. O lactídeo purificado que deixa o sistema de destilação é ainda mantido como um reator de lactídeo líquido e alimentado como um líquido ou vapor e evita um processo de polimerização.
Em particular, o sistema permite a recuperação de qualquer mesolactídeo que possa estar presente ou formado dentro do processo divulgado e que é normalmente perdido num processo de recristalização. Além disso, os problemas associados ao manuseio de materiais sólidos são eliminados. Os problemas são bem documentados por D. D. Deane e E. G. Hammond em "Coagulation of Milk for Making Cheese" por Ester Hydrolysis ", J. Dairy Science, v. 43, pp. 1421-1429 (1960) e Nieuwenhuis et al. (Patente U.S. 5,053,485) que são aqui incorporadas por referência. Os problemas de armazenar tais sólidos para qualquer período de tempo são também divulgados por Deprospero et al. (Pat US 3. 597.449) e F. E. Kohn et al. em J. of Applied Polymer Science, vol. 29, 4265-4277 (1984) que são aqui incorporados por referência. Estes problemas incluem contaminação por vapor de água, o que levaria a reações laterais de abertura do anel, fazendo com que o lactídeo se convertesse em ácido lático. A presença de ácido láctico na alimentação para o passo final de polimerização resultará em polímeros de peso molecular limitado.
Os requerentes acreditam que não se iria utilizar a destilação devido às diferenças estreitas entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição dos fluxos de lactídeo, o que potencialmente poderia causar problemas sólidos de entupimento dentro de um sistema de destilação. Além disso, reações colaterais em que o anel de lactato é aberto e polímeros de ácido láctico são formados podem ocorrer durante a destilação. Acredita-se que a presença de tais produtos de reação colaterais levaria a limitações de peso molecular indesejáveis ​​no produto final do polímero. Os requerentes descobriram que a concepção e controle adequados de um sistema de destilação acoplado com alimentação direta de uma corrente de vapor de lactídeo bruto ouuma corrente de lactídeo líquido bruto após condensação parcial para remover água e vapor de ácido láctico permite a purificação de lactídeo bruto num sistema de destilação convencional. Anterior a esta divulgação, os requerentes acreditam que qualquer polímero feito a partir de lactídeo não óticamente puro dependia da mistura dos vários componentes de lactídeo, cada um dos quais tinham sido purificados separadamente utilizando recristalização de um lactídeo bruto produzido por outras técnicas.
Estas e várias outras vantagens e características da novidade que caracterizam a presente invenção são destacadas com particularidade nas reivindicações anexas e formando uma parte dela. No entanto, para uma melhor compreensão da invenção, suas vantagens e os objetos alcançados por seu uso, deve-se fazer referência aos desenhos que formam uma parte adicional deste, e à matéria descritiva que o acompanha, na qual são ilustradas e descritas as preferidas formas de realização da presente invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Nos desenhos, em que números referenciados semelhantes indicam partes ou elementos correspondentes de concretizações preferidas do presente invento ao longo das várias vistas; 
FIG. 1 é um fluxograma dos passos gerais preferidos do processo da presente invenção; 
FIG. 2 é uma representação esquemática detalhada de um sistema de produção de polímero de polilactídeo preferido de acordo com a presente invenção; 
FIG. 3 é um gráfico que mostra o efeito das impurezas de hidroxilo no peso molecular do polímero a diferentes temperaturas;
FIG. 4 é um gráfico que mostra o efeito das impurezas de hidroxilo no peso molecular do polímero a diferentes concentrações de catalisador; 
FIG. 5 é um gráfico que mostra a concentração de lactídeo de equilíbrio em função da temperatura; 
FIG. 6 é uma representação esquemática de um sistema de reator tubular horizontal; 
FIG. 7 é uma representação esquemática de um sistema de reator de película descendente preferido.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS
Conforme requerido, as formas de realização pormenorizadas da presente invenção estão aqui divulgadas. No entanto, é para ser entendido que as formas de realização divulgadas são meramente exemplificativas da presente invenção, as quais podem ser incorporadas em vários sistemas. Por conseguinte, os pormenores específicos aqui revelados não devem ser interpretados como limitativos, mas antes como base para as reivindicações e como uma base representativa para ensinar aos especialistas na matéria a prática variada da presente invenção. Referindo agora as figuras, a FIG. 2 representa um fluxograma isquêmico global abrangendo o processo preferido aqui descrito. Uma alimentação de ácido láctico bruto (2) é fornecida. A alimentação de ácido láctico bruto pode ser de vários graus. Isso pode incluir USP, grau alimentício ou qualquer outra solução em meio hidroxílico. Um meio hidroxílico é um meio que contém moléculas com um grupo hidroxila, como água, metanol, etanol, propanol, butanol, isopropanol, isobutanol e similares, de preferência com um número de átomos de carbono variando de 0 a 4, mais preferivelmente em um intervalo de 0-2. O ácido láctico bruto pode incluir desde cerca de 1% a cerca de 99% em peso de ácido lático, de um modo preferido, desde cerca de 1% a cerca de 85%, de um modo mais preferido, desde cerca de 5% a cerca de 50%. Numa forma de realização preferida, a carga de ácido láctico puro é uma solução de cerca de 15% de ácido láctico e cerca de 85% de água que é produzida comercialmente. Muitos processos de fabrico para produzir ácido láctico em bruto são conhecidos na técnica, tais como Glassner et ai. (Pedido de Patente Europeia, EP 393818, 24 de outubro de 1990); G.Machell, "Produção e Aplicações de Ácido Láctico", Químico Industrial e Fabricante Químico v35, pp. 283-90 (1959) e Kirk Othmer, Enciclopédia de Tecnologia Química "Ácido Láctico", v. 12, pp. 177-78 (2a ed. 1963), que são aqui incorporados por referência. Numa forma de realização alternativa, a fonte de ácido láctico bruto (2) pode estar na forma do éster de ácido láctico da fórmula 
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em que R é um alquilo C-C linear ou ramificado. O lactato de metilo preferido, lactato de etilo, lactato de propilo, lactato de isobutilo, lactado de butílico ou ésteres de misturas disso. Estes ésteres são produtos intermediários conhecidos do processo do ácido láctico revelado acima e aqui incorporados por referência. O ácido láctico bruto pode ser uma mistura destes ésteres de ácido láctico ou uma mistura de um ou mais ésteres de ácido láctico com ácido láctico. Um mecanismo de transferência de fluido (4) na FIG. 2 é provida para transportar a alimentação de ácido láctico bruto (2) através de misturador em linha (6) numa conduta (8) (22) O sistema de vaporizador (22) é utilizado para concentrar sistema de evaporador opcional para uma alimentação de ácido láctico bruta (2) para remover água ou qualquer outro solvente ou meio hidróxido que utilizado como transportador para o ácido lactico, tal como metanol, etanol ou semelhantes e quaisquer subprodutos da reação de condensado. O sistema de evaporação (22) pode ser de qualquer tipo convencional conhecido na técnica, tal como um evaporador de efeito múltiplo, um evaporador de filme fino agitado, um evaporador de película descendente ou qualquer outro sistema convencional. Entende que tais sistemas podem ser operados a pressões abaixo da pressão atmosférica, pressão atmosférica ou acima da pressão atmosférica com alterações comutáveis ​​na carga de calor e temperaturas de funcionamento. Numa forma de realização preferida, a evaporação a vácuo é utilizada para reduzir a racemização. Vapor de água ou vapor de solvente, em referência ao meio hidróxido ou subproduto de reação de condensação, é removido do evaporador através de uma linha de transferência (18), e condensado em um condensador (16). O líquido condensado é transferido numa tubulação (14) para um mecanismo de transferência de fluido (12), tal como uma bomba ou semelhante. O mecanismo de transferência de fluidos (12) transporta a água condensada ou solvente via tubulação (10) como fluxo de resíduos e é descartado. O ácido láctico pode ser concentrado para um percentual em peso de ácido láctico de 50% a 99%, preferencialmente entre 75% e 99% e mais preferencialmente entre cerca de 85% a cerca de 99%. Numa forma de realização preferida, o sistema de evaporação (22) é utilizado para concentrar a alimentação de ácido lácticobruto de cerca de 15% ácido láctico até cerca de 85% ácido láctico.
O ácido láctico concentrado é transferido através de um mecanismo de transferência de fluido (24) através de uma tubulação (26) para um reator pré-polímero (38). O reator de pré-polímero (38) é essencialmente um segundo sistema de evaporação de qualquer tipo convencional que é utilizado para remover ainda mais água ou solvente da alimentação de ácido láctico bruto. Uma porção da água ou vapor de solvente inclui agora também essa água ou solvente produzido a partir da reação de polimerização de ácido láctico anteriormente divulgada, o subproduto da reação de condensação. A água ou vapor de solvente sai do reator pré-polímero (38) via linha (32) e é- condensada em um condensador (30). O líquido condensado é transferido através da conduta (36) para um mecanismo de transferência (34), com o líquido transferido compreendendo água ou solvente com pequenas quantidades de ácido láctico e outras impurezas presentes. Este líquido pode ser descartado através da linha (28) ou pode ser reciclado através da linha (29) de volta para um misturador estático ou outro mecanismo de mistura e alimentado novamente através da linha (8) para o evaporador (22) O líquido remanescente no reator pré-polímero é continuamente transferido através do mecanismo de transferência (40) através da linha (42) para um tanque de espera (44). (vaso com camisa?)
 Como anteriormente divulgado, é bem reconhecido na técnica que o ácido lácticosofre uma reação de condensação para formar ácido poliláctico, o polimetato de ácido láctico. Como a água é removida. Numa forma de realização preferida do presente sistema, o reactor pré-polimerização (38) é utilizado para remover água adequada ou solvente e o produto secundário da reação de condensação do ácido láctico para causar polimerização até um peso menor do que 5 (00, preferencialmente) cerca de 200 a cerca de 3000, e mais preferivelmente cerca de 400 a cerca de 2500 Como será detalhado no exemlo 2, em que as concretizações preferidas do peso molecular do ácido poliláctico que deixa o reactor de pré-polímero afeta a pureza química assim como a pureza teológica da terra. O lactídeo, por sua vez, afetará a destilação e as propriedades do produto polimérico 
Os requerentes reconhecem que o sistema de evaporação (22) e o reator de pré-polímero (38) poderiam ser combinados num único sistema que proporcionava a remoção de água ou solvente suficiente para concentrar a alimentação de ácido láctico e também para polimerização.
merecer esse ácido láctico. Na forma de realização preferida, como discutido acima, os sistemas separam a vantagem das diferenças reconhecidas na composição do vapor que sai do evaporador (22) na linha (18) e o vapor que sai do reator de pré-polimero (38) na linha (32). O primeiro passo de concentrar o ácido lático bruto no evaporador (22) de 15% de ácido láctico a 85% de ácido láctico resulta em água puramente aquosa ou solvente evacuando o evaporador na linha (18), que pode ser facilmente dissociado sem tratamento, O vapor na linha (32) que sai do reator pré-polímero (38) conterá necessariamente ácido láctico e outras impurezas que são carreadas no processo de evaporação. Estas impurezas deverão, de preferência, ser recicladas ou tratadas antes de serem descartadas. Assim, na concretização preferida, os Requerentes tiram vantagem dos benefícios económicos da remoção de água quase pura (ou solvente) no evaporador (22) e redução do recíclico ou tratamento de resíduos do vapor que sai do reator de pré-polímero (38).
Os requerentes também reconhecem que o sistema evaporador (22) e o reator pré-polimérico (38) podem ser substituidos por uma série de evaporadores descontínuos que concentram o ácido lático e produzem o pré-polimero. A série de sistemas de lotes pode ser operada para fornecer um fornecimento contínuo líquido de pré-polímero. O tanque de retenção (44) é mantido a uma temperatura suficiente para manter o ácido polilático em um estado líquido fluido. O tanque de retenção (44) é, no entanto, apenas uma característica da modalidade preferida, reconhecendo os problemas de controle que podem resultar da alimentação direta ao reator de lactídeo (60). Este líquido é transferido através do mecanismo de transferência (46) através de uma tubulação(48) para um misturador em linha estático ou outro mecanismo de mistura (50). Dentro do mecanismo de mistura (50), um catalisador é adicionado ao ácido polilático. Os requerentes reconhecem que qualquer meio de adicionar o catalisador ao ácido poliláctico seria apropriado, no entanto, o misturador estático (50) utilizado na forma de realização preferida permite uma maior distribuição do catalisador dentro do líquido. O ácido catalítico é transferido através de linha de transferência (54) para o reator lactico (60). É bem reconhecido na arte que o ácido poliláctico mantém um equilíbrio dinâmico com o seu produto de despolimerização. lactídeo, representado pela reação abaixo
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É ainda reconhecido que esta reação é catalisada por compostos tais como pó de estanho, haleto de estanho, óxido de estanho e compostos de estanho orgânicos derivados de ácidos carboxílicos C-C, como divulgado por Muller na Pat. No. 5053,522, que é aqui incorporado por referência. Outros metais, como o zinco e seus halogenetos, óxidos e compostos orgânicos. foram reconhecidos pela técnica como possíveis catalisadores para a reação de lactídeo. Crê-se que quaisquer metais dos Grupos IV, V ou VIII da Tabela Periódica e seus compostos, são possíveis catalisadores para a geração de lactídeo. Em uma preferida forma de realização um catalisador contendo estanho, tal como estanho (IV) butil-. tris de estanho (2-ctilhexanoafe) (disponível como FASCATO 9102 da Atochem North America Inc., Filadélfia, Pensilvânia). A quantidade de catalisador necessária para facilitar a produção de lactídeo pode variar com a composição e o peso molecular da alimentação do ácido polilático transferido pela tubulação (48). No entanto, acredita-se que a corrente de ácido polilático catalisada transferida através da conduta (54) deve ser pelo menos cerca de O.054 e não mais do que 107, em peso, caloria e preferencialmente pelo menos cerca de 0,19 e não mais do que cerca de 5% por peso.
Os estabilizantes do processo também podem ser adicionados ao misturador estático (50) para facilitar a formação de lactídeo e desencorajar reações degenerativas de ácido láctico e lactato. Os estabilizadores de processo, como os antioxidantes, podem ser usados ​​para reduzir o número de reações de degradação que ocorrem durante o processo de produção de ácido polilático e lactídeo. Os estabilizadores de processo podem também, infelizmente, reduzir a taxa de formação de lactídeo durante este processo. Portanto, a produção eficiente de lactídeo requer um projeto adequado do reator para uma severidade térmica mínima e um equilíbrio adequado entre o catalisador e qualquer uso de estabilizadores de processo. Uma variedade de estabilizadores de processo pode ser usada. O agente estabilizante pode incluir antioxidantes primários e / ou antioxidantes secundários. Antioxidantes primários são aqueles que inibem reações de propagação de radicais livres, tais como bisfenóis de alquilideno, alquilfenóis, aminas aromáticas, compostos nitro e nitroso aromáticos e quinonas. Antioxidantes auxiliares (ou preventivos) que degradam hidroperóxidos para prevenir a formação de radicais livres. Alguns exemplos de antioxidantes secundários incluem: fosfatos, sulfuretos orgânicos, tioéteres. ditiocarbamatos e ditiofosfatos. Antioxidantes, quando adicionados ao ácido lático no misturador estático (50), podem reduzir a extensão da racemização durante a produção de lactideo. Esta redução indica que a adição de antioxidantes é um meio adicional para controlar a pureza óptica. Antioxidantes incluem compostos tais como trialquil fosfitos, alquil aril fosfitos mistos, alquil aril fosfatos, aril fosfitos estericamente derivados, fosfatos espirocíclicos alifáticos espirociclos fenilicamente impedidos estereoquimicamente, bisfosfonitos estericamente impedidos, propionatos de hidroxifenilo, hidroxibenzilos, alquilideno bisfenóis, alquilfenóis, aminas aromáticas, tioéres, aminas impedidas, hidroquinonas e misturas derivadas. De preferência, compostos contendo fosfito, compostos fenólicos impedidos ou outros compostos fenólicos são utilizados como antioxidantes estabilizadores do processo. Mais preferencialmente, são utilizados compostos contendo fosfito. A quantidade de estabilizador de processo utilizada pode variar dependendo da pureza desejada do ácido resultante, da quantidade e tipo de catalisador utilizado e das -condiciones no interior do reator de lactídeo (60). Preferencialmente alimentação ao reator de lactídeo (60) compreende em libertaçao de cerca de 0,01% em peso de estabilizadores de processo e não superior a cerca de 1% em peso e mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,025% de peso e não superior a cerca de 0,3% em peso. O reator de lactídeo (60) pode ser qualquer tipo de reator que seja adequado para produzir lactídeo. Um evaporador é preferido, porque uma vez que o lactídeo é formado no reator, ele pode ser vaporizado e transferido para o sistema de destilação (80) para purificação. Alguns exemplos de evaporadores conhecidos. Algumas das quais são divulgadas na FIG. 11-21 de Perryis lilin, agitafed thin-film, e tdisk evaporators Chemical Engineer's Handboak, 6ª ed. (1984) que éaqui incorporada por referência, que são utilizáveis ​​na presente invenção incluem: circulação forçada, caminho curto ou tubo curto, tubo longo vertical, tubo longo horizontal, caindo Por exemplo, a FIG. 6 fornece uma representação esquemática de um evaporador de tubo horizontal (400): Nesta configuração, a alimentação de ácido polilatico catalisada transferida através da linha de tubo (54) compreende o fluido (401) que é alimentado no sistema. Esta alimentação de ácido polilático catalisada (401) pulverizada sobre os tubos horizontais (407), enquanto um fluido de transferência de calor, tal como vapor (403) alimentado para os tubos horizontais (407), condensa e sai como condensado (405). Uma ventilação (404) é fornecida para o sistema. a alimentação de ácido polilático (401) pulverizada sobre os tubos horizontais aquecidos (407), o calor transferido para o fluido, o lactídeo formado vaporiza e sai do sistema do reator como vapor (402) com quaisquer outros materiais relativamente volteis, tais como água ou solvente, A porção da alimentação de ácido polilático catalisada (401) que não vaporiza e sai do sistema como vapor (402), Prende os tubos horizontais (407) e sai do sistema como líquido (406). Este líquido (406) pode ser reciclado de volta para o sistema de reator ou descartado Para facilitar a transferência de vapor de lactídeo para fora do reator de lactídeo (60), o reator (60), em um ambiente preferido, é operado em vácuo parcial A pressão de, pelo menos, 1 mm e não superior a 100 mm, de preferência, o sistema repressor é operado a uma pressão que seja, pelo menos, 2 mmHg e não superior a 60 mmHg. Em primeiro lugar, o vapor de ácido láctico que sai do sistema (6) via linha (78), a temperatura da alimentação do ácido polilaclílico que é transferida através da tubulção (54) para o reator deve ser tal que o lactídeo possa ser prontamente formado. De preferência, uma vez dentro do reator (60). Por último, a alimentação deve ser, pelo menos, superior a 80 ° (e não superior a cerca de 300). De um modo mais preferido, a taxa é de cerca de pelo menos 150C e não superior a 250C durante a operação de estado normal.
É um objetivo da presente invenção manter o tempo médio de residência do reator de lactideo (60) tão baixo quanto razoavelmente possível. Portanto, os evaporadores que podem diminuir o tempo de residência do reator, tanto quanto possível, são preferidos. De preferência, na operação em estado estacionário, o reator de lactideo (60) pode durar pelo menos cerca de 1 minuto e não mais do que cerca de 45 minutos e mais preferivelmente pelo menos cerca de 2 minutos e não mais do que cerca de 20 minutos tempo médio de residência do reator é de pelo menos cerca de 2,0 minutos e não superior a cerca de 10 minutos No presente pedido, o tempo de permanência médio do reator de lactídeo (60) considerando tempo como a relação entre a retenção de líquido no reator e a taxa de lactideo bruto produzido. O tempo de residência médio do reator de lactideo (60) pode ser medido ou calculado por métodos bem conhecidos na técnica. Uma concordância com a presente invenção pode acomodar uma grande variedade de taxas de fluxo através do reator de lactídeo (60). Tipicamente, taxas de fluxo de cerca de 1 lb / h a cerca de 30.000 lb / h podem ser acomodados em reatores de lactídeo de vários tamanhos. Os evaporadores geradores de filmes são preferidos porque o ácido poli-láctico e o lactídeo são materiais sensíveis ao calor. À medida que a quantidade de calor à qual estes materiais são expostos aumenta, é provável que o número de reacções degenerativas de ácido poliláctico e de lactídeo aumente e o rendimento de lactideo diminua mais do que provavelmente. Em geral, os evaporadores geradores de filmes têm tempos de espera relativamente baixos e altos coeficientes de transferência de calor, ambos diminuem o número de reações colaterais degenerativas que ocorrem durante a produção de lactídeo.
Filmes de queda e evaporadores de película fina agitados são os mais preferidos. Nos quais uma película com menos de cerca de 15 mm na reação ou na zona de transferência de calor são evaporadores agitados de película fina preferidos. Os mais preferidos são os evaporadores de película descendente ou película de menos de cerca de 8 mm na zona de reação ou de transferência de calor. Os evaporadores de filmes finos agitados incluem todos os evaporadores de filmes finos agitados nos quais evaporadores de filmes mecanicamente agitados, incluindo aqueles que usam roletes, limpadores ou rotores sem contato na parede. FIG. 7 proporciona uma representação esquemática de uma configuração preferida de um evaporador de película descendente (420). Na FIG. 7, s a alimentação de ácido polilático (430) entra no topo do evaporador, flui pelos tubos verticais longos (436) que compreendem a zona de transferência ou reação de calor e sai no fundo dos tubos onde o vapor contendo lactídeo (433) sai do sistema. O vapor (ou outro fluido de transferência de calor) (431) entra no sistema, condensa e sai como líquido (434). O vapor (ou outro fluido de transferência de calor) que não se condensa durante a transferência de calor pode sair como vapor (432). As porções menos voláteis e não convertidas do ácido poli láctico fecham do fundo dos canais para o tanque de líquido e saem do sistema como líquido (435). Em geral, o filme é espesso em uma taxa na qual o líquido flui pelos tubos. Se o evaporador de filme é determinado que o líquido é relativamente vítreo, então o filme será mais espesso porque o líquido fluirá mais lentamente. Se o líquido não for m 2 relativamente viscoso, o filme ficará mais fino porque o líquido fluirá mais rápido. Uma espessura de filme mais fina é preferível porque, em geral, os movimentos lentos rapidamente atinjam um filme mais fino (por exemplo, 0,5 mm a 15 mm), e mais moléculas de tato podem vaporizar em um período de tempo mais curto. Quando o calor se move mais rapidamente para o til, evaporando mais moléculas de lactídeo, o tempo de reação pode ser minimizado, pois ele terá um menor Radiômetro de temperatura menor do que a probabilidade de ocorrência de incrustação na superfície. Superfície para uma dada média de temperatura.
Opcionalmente, um reator de filme, pode ser orientado horizontalmente e / ou conter um sistema de agitação que distribui uniformemente o líquido dentro da zona de reação e transferência de calor. Além disso, o sistema de agitação pode atualizar continuamente o filme líquido na superfície de transferência de calor, a fim de maximizar a transferência de massa e minimizar os tempos de permanência do reator e do reator. Um reator de filme fino agitado horizontalmente ou verticalmente orientado é o mais preferido para maximizar a produção de lactídeo e minimizar o tempo de residência do reator de láctido. Além disso, para um sistema de agitação, um sistema de reator de filme, de acordo com a presente invenção, também pode conter um condensador interno, que condensaria o vapor contendo lactídeo antes de sair do sistema de reator. Assim, a corrente saindo do sistema de reator (60) via linha (78) seria um líquido em vez de um vapor. Os requerentes também reconhecem que mais de um reator pode ser utilizado no sistema de reator de acordo com a presente invenção. Como o lactídeo é gerado dentro do reator de lactídeo (60), ele é removido como um vapor continuamente através da linha (58). A remoção do lactídeo impulsiona ainda mais a reação de despolimerização. Acredita-se que alguns contaminantes de alto ponto de ebulição ou não voláteis presentes na alimentação de todo o sistema se concentrem no reator de lactídeo e necessitem da inclusão de uma corrente de purga (62). A corrente de purga que flui do reator de lactídeo (60) através da tubulação (62) conterá ácido láctico polimerizado, resíduos catalíticos, resíduos antioxidantes (se estabilizadores de processo como antioxidantes são usados) e metais acumulados a partir da alimentação e reator de ácido láctico. O tratamentoda corrente de purga pode ser usado para remover muitas das impurezas, tais resíduos antioxidantes, corpos coloridos, metais e produtos de degradação. A corrente de purga é hidrolisada em qualquer reator adequado a uma temperatura de cerca de 100 ° C a cerca de 200 ° C com um tempo de residência médio de cerca de 0,5 a cerca de 4h Preferencialmente, são usados ​​um ou mais reatores misturados de volta Filtrado Centrifugado, ou separado por qualquer outro meio bem conhecido em resíduos de catalisador, como a arte num sobrenadante límpido e num precipitado sólido. O precipitado sólido, que contém a maior parte dos metais presentes na corrente de purga, pode ser tratado para recuperar os metais por qualquer meio bem conhecido. O sobrenadante é tratado, por exemplo, com carbono e / ou com uma resina de troca iônica, para remover impurezas residuais, tais como corpos coloridos, produtos de degradação do ácido láctico e metais residuais. O ácido lático purificado pode ser reciclado para uma porção a montante do processo, tal como o reator de pré-polímero (38), o misturador opcional (24) ou o evaporador de ácido láctico (22), se for necessário tratamento adicional. O exemplo 7 descreve os efeitos prejudiciais da concentração de íons metálicos no reator de lactídeo (60). É imputada que outras impurezas teriam um efeito similar e necessitariam da corrente de purga (62). Uma porção dessa corrente de purga (56) pode ser reciclada de volta ao misturador estático (50) e recatizada e alimentada ao reator de lactídeo (60). Alternativamente, a corrente de purga pode ser alimentada ao reator de polimerização (110) via linha (68), se tal polímero for desejado. Um mecanismo de transferência (64) é fornecido para transportar a corrente de purga opcionalmente para um ponto antes do evaporador (22), como o misturador estático (6) ou para a linha de alimentação (26) para o reator de pré-polímero (38). ) ou para o desperdício através da linha (66) ou para um misturador estático (104) para polimerização num reator de polimerização (110). O vapor de lactídeo que sai do reator de lactídeo (60) na linha (78) consiste em ácido láctico residual e água ou solvente, juntamente com algum lactídeo. Este fluxo de vapor deixa o sistema através da linha (78) e entra diretamente no sistema de destilação. Noutra concretização, o vapor de lactídeo pode ser parcialmente condensado num condensador, a partir do qual o lactídeo líquido pode ser alimentado ao sistema de destilação, e os vapores resultantes podem ser descartados ou revertidos de novo para o misturador estático de ácido láctico bruto (6). De preferência, este fluxo seria reciclado de modo a recuperar e utilizar qualquer ácido láctico ou lactato que tivesse sido condensado.
O vapor de lactídeo bruto que sai do reator de lactídeo (60) via linha 35 (78) é transferido para um sistema de destilação (80) para purificação do lactídeo. O destilado que sai do sistema de destilação (80) na linha (82) é composto de água ou solvente, algum ácido láctico residual e alguma carga de lactídeo. Este fluxo é condensado no condensador (84) e 40 transferido através do mecanismo de transferência de fluido (88), na linha (86), e pode ser descartado ou reciclado de volta a um ponto anterior ao evaporador (22), como o misturador estático ( 6) ou a linha de alimentação (26) ao reator de pré-polímero (38) através da linha (71), ou mais preferivelmente reciclada na linha (70) de volta ao misturador estático (50) para ser recatalizado e alimentado no reator de lactídeo (60). Esta forma de realização preferida permite minimizar o desperdício evitando a perda de ácido láctico ou ácido láctico convertido em lactídeo da matéria-prima. O lactídeo refinado é removido do sistema de destilação (80) via mecanismo de transferência (100) na linha (102) e alimentado polimerização reator (110). Os requerentes reconhecem que o sistema de destilação (80) pode incluir mais do que uma coluna de destilação ou um tambor instantâneo, pode ser necessário sujeitar o lactídeo substancialmente purificado a purificação adicional num segundo sistema de destilação antes da polimerização. Um perito na arte tomaria esta decisão com base no desenho e operação do primeiro sistema de destilação à luz das propriedades finais desejadas do polímero. Por exemplo, a fim de obter os efeitos apropriados do polímero final, pode ser necessário que o meso láctideo seja separado em L e D lactídeo. Por conseguinte, o lactídeo substancialmente purificado iria ser ainda destilado para formar pelo menos correntes de lactídeo purificadas, um meso-lactico curichado e um meso-lactio esgotado. Esta destilação pode ser usada para produzir polímeros de diferentes composições.
O processo de polimerização pode ser de qualquer concepção convencional conhecida na técnica, tal como a descrita por J. Leenslag e A. Pennings, "Síntese de Poliéster de Elevado Peso Molecular (L-láctido) Iniciada com 2-Etil-hexanoato de Estanho", Makromol s Chem, v. 188, pp. 1809-14 (1987) e F. Kohn et al., "A polimerização de abertura do anel de DL-Lactide no Melt r S. Iniciada com Tetraphenyltin, J. Applied Polymer Science, v 29, págs. 4265-77 (1984), que são aqui incorporadas por referência.) se Os requerentes reconhecem que numa forma de realização preferida pode-se optar por adicionar um monómero não-láctido ao lactídeo purificado que deixa o sistema de destilação (80) Este co-monômero pode ser adicionado via linha (101). Os co-monômeros são alimentados ao reator de polimerização (110) e polimerizados para formar um co-polímero.Muitos co-polímeros de polilactídeo são e Conhecidos na tecnica, Estes incluem P. Dave, N. Ashar, R.Gross S. McCarthy,? Pesquisa de Misturas Polimicas Contendo Poli- a- (3-hidroxibutirato-co-hidroxi de 16%). taxa), Polymer n- Preparação American Chemical Society, v. 31 (1), pp. e 20442-3 (1990); B. Riedl e R. Prud'homme, "Estudo termico ou namico de misturas de Poli (cloreto de vinilo) -Poliéster por 4) Cromatograf ia de Fase Gasosa Inversa", J. Polymer Science Part B. vol. 24 (11), pp. 2565-82 (1986); H. Younes e D. Cohn, "Separação de fases em poli (etilenoglicol) Poly (ácido láctico) Blends, European Polymer J., v. 24 (8), pp. Ne 765-73 (1988); Smith et al. (Pedido de Patente Europeia, EP 209371, 21 de Janeiro de 1987), Pines e outros (Pedido de Patente Europeia EP 109197, 23 de Maio de 1984), J. Zhu, Y. Shao, W id Sui, S. Zhang. H. Xiao e X. Tao, "Homopolymers and the Copolymers of Glycolide and Lactide", C-MRS Int Symp data da Proc. 1990, v. 3. pp. 387-90 (1990), Jarretl et al. Pat No. 4.788.979), e T. Nakamura et al tic "Aplicação Cirúrgica de Filmes Biodegradáveis ​​Preparados de Copolímeros Actide-Epsilon-Caprolactona, Biomateriais Avançados. 7 (Biomater Clin Appl) pp 759-64 (1987), cujas divulgações são incorporadas por referência. Os requerentes acreditam que qualquer os copolímeros de polilactídeo podem ser produzidos a partir do processo aqui descrito. Os mecanismos de transferência de fluidos divulgados ao longo desta descrição detalhada seriam normalmente uma bomba. No entanto, os Requerentes reconhecem que, através de escolhas de design, outros mecanismos para transferência, tais como fluxo gravitacional, também podem ser utilizados. Os requerentes reconhecem ainda que o sistema geral preferido aqui descrito é uma combinação complexa de muitas operações unitárias de engenharia química conhecidas. Para que o benefício da combinação global possa ser reconhecido, os Requerentes aqui divulgam em mais detalhes a seleção, operação e benefícios da seleção de tais operações unitárias, juntamente com os resultados experimentais laboratoriais reais, exemplificando as vantagens divulgadas.
Como previamente afirmado, os ácidos lácticos brutos alimentados a este processo (2) podem ser constituídos por ácido L-láctico ou ácido D-láctico ou suas combinações. A composição da alimentação no entanto, não se traduz diretamente atraves de todo o processo para definir a composição do produto polimico que sai do reatorde polimerizaçãeo (110) atraves da linha (108). Os requerentes reconhecem que a racemização, um enantiómero óptico para o outro, pode ocorrer. Acredita-se que tal racemização seja conduzida por fatores tais como temperatura, pressão, tempo a uma dada temperatura ou pressão, a presença de catalisadores ou impurezas e concentrações relativas dos dois enantiómeros em qualquer momento. O grau de racemização é aqui definido pela percentagem ou conversão de conversão do enantiómero óptico que está presente em excesso de 50%. Como uma equação, esse cálculo seria definido como: 
grau de racemização(%) =
Assim, uma composição inicial de 75% L e 25% D, que resulta após racemização para uma mistura de 50% L, 50% D, equivaleria a um grau de racemização de 100%. Em todos os casos, não importa qual composição inicial, um grau de racemização de 100% coincide com uma composição de 50% de cada enantiômero, ou inatividade óptica. Isto reconhece a tendência para o equilíbrio a uma concentração de 50% de cada enantiômero, correspondendo à inatividade óptica. Na forma de realização mais preferida do sistema, cada operação unitária é controlada a um grau que permite a produção de uma mistura de lactídeo purificado com uma composição química e óptica selecionada. A composição óptica da mistura de lactídeo é determinada pela abundância relativa das subunidades de ácido D e L-láctico no ácido poliláctico no interior do reator de lactídeo. Conforme reconhecido por Nieuwenhuis et al. na Pat. U.S. No. 5.053.485, cuja descrição é aqui incorporada por referência, a mistura de isômeros de lactídeo utilizados para produzir o polímero afeta as propriedades físicas do polímero, incluindo a biodegradabilidade. Numa forma de realização preferida, o evaporador (22) é operado para minimizar o tempo de permanência de modo que haja pouco ou nenhum efeito na pureza óptica. O reator pré-polímero (38) também é operado para minimizar a racemização. Isso inclui reduzir o tempo de residência dentro do reator.
O lactídeo em bruto produzido no reator de lactídeo (60) será uma mistura dos três lactídeos possíveis que podem ser gerados a partir de ácido L e D-láctico. Estes incluem L-láctico, D-lactídeo e mesolactídeo. Os requerentes descobriram, e detalham no Exemplo 8, que a qualidade do lactídeo bruto carregado no sistema de destilação tem um efeito significativo no funcionamento do referido sistema. Em particular, impurezas ácidas, tais como ácido láctico e oligômeros de baixo peso molecular, que são formados por reações de abertura do anel de ácido láctico ou água com lactídeo, podem causar polimerização prematura no sistema de destilação. Numa forma de realização preferida, os requerentes acreditam que estas reações secundárias podem ser controladas condensando parcialmente o vapor bruto antes da alimentação para destilação para remover impurezas. O sistema de destilação (80) também pode ser operado para controlar a racemização do lactídeo e outras reações secundárias. Numa forma de realização preferida, este sistema foi concebido para minimizar a racemização utilizando um sistema de destilação de coluna com enchimento que minimiza a retenção de líquidos, juntamente com um rebocador de sifão térmico que limita o tempo de permanência dos líquidos de fundo e utilizando uma taxa de refluxo mínima para reduzir mais o tempo de espera na coluna. É, no entanto, reconhecido que outros sistemas de destilação podem ser utilizados com impacto variável na pureza óptica do lactídeo purificado e do produto polimérico resultante.
Numa forma de realização preferida, o sistema de destilação (80) utilizado como passo de purificação para o lactídeo, de modo que a cristalização do lactídeo bruto desnecessária de modo a produzir um produto láctico de pureza adequada para polimerização. O reator de lactídeo (60) também é projetado em uma modalidade preferida, maximizando a área de superfície entre líquido e vapor de modo que o lactídeo líquido possa vaporizar mais facilmente. Isso permite a remoção rápida do lactídeo gerado, o que, por sua vez, impulsiona ainda mais a reação. Além disso, como reconhecido por DeVries na Pat. U.S. No. 4.797.468, que é aqui incorporada por referência, um sistema que utiliza etapas de purificação diferentes da cristalização aumenta o rendimento. A utilização da destilação como passo de purificação também evita a necessidade de manusear sólidos com os problemas de equipamento e contaminação inerentes a tais operações. Os requerentes descobriram que a utilização de um éster de ácido láctico, seja sozinho ou em meio hidroxílico, requer modificações no processo global para acomodar esses alimentos. Assim, numa forma de realização preferida, quando se utiliza um éster de ácido láctico como material de alimentação, um catalisador com funcionalidade ácida seja em termos de um ácido verdadeiro que é uma fonte de protões, ou um ácido de Lewis que é uma fonte de densidade de carga positiva, é usado para facilitar a reação de condensação. A presença do catalisador com funcionalidade ácida torna o lactídeo bruto relativamente instável durante a purificação por destilação. Numa forma de realização preferida, a decomposição do lactídeo durante a purificação é evitada utilizando um catalisador sólido suportado, insolúvel. Alternativamente, pode ser utilizado um catalisador homogêneo solúvel na formação do lactídeo bruto, no entanto, o lactídeo em bruto é então submetido a uma destilação instantânea com o catalisador a ser removido no fluxo de alto ponto de ebulição dos fundos.
Em todas as formas de realização da presente invenção, os requerentes utilizam a destilação como meio de purificação final para produzir um lactídeo de grau polimérico. Vários processos possíveis de destilação são divulgados acima. Os requerentes acreditam que cada um destes sistemas pode ser utilizado num processo global que utiliza ácido láctico num meio aquoso ou hidroxílico, um éster de ácido láctico, um éster de ácido láctico num meio hidroxílico, misturas de ésteres de ácido láctico, um éster de ácido láctico em mistura com ácido láctico ou uma mistura de ésteres de ácido láctico com ácido láctico como material de alimentação para a produção do lactídeo bruto a ser destilado. Um especialista na técnica que utiliza princípios de concepção e operação do sistema iria, desse modo, ajustar tais variáveis com base na composição de alimentação e pureza resultante requerida. Os exemplos seguintes apresentam mais vantagens detalhadas do sistema aqui divulgado:
EXEMPLO 1
Técnica de polimerização 
O lactídeo é uma mistura de 80% de L e 20% de D, L-lactídeo, recristalizado com elevada pureza. 40 g de lactídeo são carregados para um frasco com agitação magnética. Uma solução THE (Tetra-hidrofurano, Burdick e Jackson, de alta pureza, não espectral) contendo ácido L-láctico, água ou ambos é adicionada ao lactídeo. O frasco é baixado para um banho de óleo a 140460 ° C para derreter e misturar o monómero. Isto é mantido durante cinco minutos após a fusão completa (cerca de 15 minutos no total). Uma amostra inicial é puxada para análise de GC e / ou água. Uma solução de catalisador de 10 ppm. Adiciona-se 2-etil-hexanoato de estanho (II) (Johnson Mathey Electronics, Tech Grade) em tolueno e deixa-se reagir durante 1 minuto. As amostras de cinco gramas são então pipetadas para frascos de 20 ml, silanizados e com nitrogênio. Estes são rapidamente colocados em um banho de óleo com temperatura controlada. Os frascos são puxados e congelados em vários intervalos de tempo até 4 horas.
As amostras são preparadas para análise quebrando o polímero dos frascos e dissolvendo em THF à temperatura ambiente num agitador orbital (cerca de 1-6 horas para 5 gramas de polímero em 125 ml de THF). A mistura é então diluída para 1% em THF e analisada utilizando análise de GPC para determinar o peso molecular e a percentagem de conversão.
EXEMPLO 2
O Peso Molecular do Polímero é Controlado pelo Nível de Impureza e é Independente da Temperatura. As experiências foram conduzidas em três diferentes temperaturascom dois níveis de impurezas, usando a técnica de polimerização do Exemplo 1. Em cada caso, um peso molecular projetado que o polímero alcançaria com a conversão de 100% foi determinada por análise GPC da maior amostra convertida e corrigida para o monômero não convertido. Este método mostrou fornecer valores reproduzíveis e corrige com precisão qualquer efeito de amostragem em diferentes níveis de conversão. Os resultados dos experimentos são tabulados abaixo e mostrados graficamente na FIG. 3.
Uma análise estatística de variação mostrou que o peso molecular do polímero era controlado apenas pelo anel de impurezas, com a temperatura sem efeito. Assim, numa concretização preferida, as impurezas de hidroxilo são controladas até aos níveis desejados para controlar as propriedades físicas do produto polimérico resultante.
EXEMPLO 3
O peso molecular do polímero é controlado pelo nível de impureza e é quase independente da concentração do catalisador.
Os polímeros foram preparados a 160°C utilizando a técnica de polimerização do exemplo 1. Dois níveis de água (H = 5,9-8,8 meq./mol , L = 1,8-3,7 meq./mol.) E dois níveis de ácido láctico (H = 0,9-1,3 meq./mol., L = 0,1-0,2 meq./mol.) Foram usados ​​em um experimento de planejamento fatorial duplicado em cada um dos dois níveis diferentes de catalisador (0,0002 mol/mol; e 0,0004 mol/mol) (oito experiências no total). Pesos moleculares projetados foram calculados como no Exemplo 2. Os resultados são mostrados na forma de tabela abaixo e graficamente na FIG. 4
Uma análise de variância revelou que a alteração no teor de hidroxila representou 91% da variância no peso molecular, enquanto a mudança na concentração do catalisador representou apenas 4% da variância. Ambos os efeitos foram considerados estatisticamente significativos. Estes dados mostram, numa forma de realização preferida, a necessidade crítica de controlar o nível de impurezas contendo hidroxila no lactídeo, de modo a controlar o peso molecular do polímero final.
EXEMPLO 4
A concentração em equilíbrio de lactídeo em PLA poliláctico-acica de 650 MW foi aquecida pressão atmosférica com 0,00, 0,05 ou 0,15% em peso de SnO como catalisador. As misturas foram mantidas a três diferentes temperaturas desejadas durante 20 minutos, altura em que 10% em peso de L-láctido purificado foi adicionado à mistura com agitação. O vaso foi equipado com um condensador para evitar a perda de água ou outros componentes voláteis. As amostras foram removidas do vaso da reação em tempos que variaram de 5 minutos a 450 minutos e foram analisadas usando uma coluna Ultrastyragel® 100A GPC (Waters Chromatography, uma divisão da Millipore Corp.) com THE como a fase móvel para determinar a concentração de lactídeo. Os dados de concentração foram ajustados a um modelo simples de decaimento de primeira ordem usando um pacote de software de regressão não linear (SAS Instituto, Inc.) para determinar os valores de equilíbrio. Os valores projetados resultantes para as concentrações de equilíbrio de lactídeo são mostrados na tabela abaixo e plotados graficamente na FIG. 5. Os resultados mostram o efeito benéfico da remoção rápida de lactídeo do reator de lactídeo em formas de realização preferidas para conduzir adicionalmente a reação de geração de lactídeo.
EXEMPLO 5
Taxas Relativas de Racemização
Amostras de PLA (com e sem SnO como catalisador) e lactídeo foram aquecidas e agitadas durante quatro horas a 200°C à pressão atmosférica num balão de fundo redondo equipado com um condensador para evitar a perda de componentes voláteis. As amostras foram então deixadas a arrefecer e a pureza óptica do PLA foi determinada por saponificação seguida por uma medição da rotação óptica. A amostra de lactídeo foi analisada por GC para determinar o teor de mesolactídeo, que foi depois convertido para uma medição da pureza óptica.
 Os resultados desta experiência demonstram que a racemização ocorre mais rapidamente no PLA que é exposto ao catalisador. Assim, na concretização mais preferida, a racemização é controlada no reator de geração de lactídeo. No entanto, reconhece-se que outra área de controle de racemização serão os evaporadores que são usados ​​para preparar PLA, devido aos longos tempos de residência e a possível inclusão de catalisadores e impurezas catalíticas. Numa forma de realização preferida, o tempo de permanência do lactídeo na coluna de destilação será mantido baixo, minimizando o potencial de racemização.
EXEMPLO 6
Efeito da eficiência da transferência de massa na composição do lactídeo
O lactídeo foi produzido a partir do PLA em vários níveis de catalisador e em duas pressões para determinar o efeito da transferência de massa. O catalisador foi SnO com entrada de calor constante a uma potência na Variação de 75%. A tabela abaixo mostra o efeito da mudança da eficiência da transferência de massa ajustando a pressão (concentração de lactídeo na fase de vapor). Observe que as temperaturas da reação foram semelhantes para cada par de casos.
A eficiência de transferência de massa aumentada a 1 mmHg vs 10 mmHg resulta em taxas de produção de lactídeos líquidas significativamente mais altas e uma menor concentração de mesolactídeo. Numa forma de realização preferida, o reator de lactídeo é operado sob vácuo para facilitar a transferência de massa. A taxa líquida é reportada como uma taxa de rotatividade do reator, com base em gramas de lactídeo / (gramas de ácido poliláctico cobrado * tempo).
EXEMPLO 7
Os efeitos de contaminantes metálicos concentrando-se no reator de lactídeo
O ácido láctico foi concentrado e polimerizado para formar ácido poliláctico de baixo peso molecular (gama de PM de cerca de 600-2200) e alimentado a um reator em escala piloto contínuo para a produção de lactídeo. Ao final de 1 semana de operação, uma amostra do líquido do reator foi coletada e analisada quanto a metais. Os resultados são mostrados abaixo. 
O perfil dos metais mostra claramente a corrosão do sistema de reação do aço inoxidável, seja na formação do pré-polímero ou no reator de geração de lactídeo. O alto teor de metais, que representa a acumulação durante uma semana sem purga no fundo do reator, é prejudicial para o processo de formação de lactídeo. Os dados abaixo demonstram esse efeito. Três corridas de lactídeo foram feitas seguindo o processo laboratorial usual. Um controle usando PLA de 650 MW, o controle com ferro e cromo adicionados (1000 ppm de ferro de FeC13 * 6H20, 1000 ppm de ferro de FeSO4 * 7H20 e 1000 ppm de cromo de CrC13 * 61120) e a amostra de fundo do reator (inicial NW 2000 ). Catalisador fresco, 0,05% em peso de SnO, foi adicionado a cada amostra e o lactídeo foi gerado a 10 mm Hg com uma temperatura do reator de 230-240 ° C.
A taxa líquida é reportada como uma taxa de rotatividade do reator, com base em gramas de lactídeo/(gramas de ácido poliláctico cobrado * tempo). Os ensaios com teor elevado de metais apresentaram menor rendimento e peso molecular médio muito maior ao final da reação, demonstrando os efeitos deletérios de um alto teor de metais. Acredita-se que numa forma de realização preferida, uma purga do fundo do reator irá aliviar este problema.
EXEMPLO 8
O efeito de impurezas ácidas na Destilação
Lactídeo foi produzido em uma planta piloto contínua a taxas de 2-5 kg/h. Os materiais de partida foram o ácido láctico Purac com uma concentração de cerca de 85%. Preparou-se um pré-polímero de PLA com uma gama de pesos moleculares de cerca de 400-2000 PM, em lotes, aquecendo primeiro à pressão atmosférica e depois sob vácuo. O pré-polímero foi utilizado para fornecer a alimentação contínua ao reator de lactídeo. O reator foi operado a uma temperatura de 220-240°C. e pressão de cerca de 35 mmHg. Duas amostras de lactídeo foram destiladas num balão de três tubulações de 2000 ml com agitação mecânica. O lactídeo foi retirado para cima através de uma coluna de vidro de 30 cm de ID por 30 cm com uma embalagem de aço inoxidável. O refluxo não foi controlado, mas a coluna foi isolada. A taxa de destilação variou decerca de 150 a 370 g/h. Depois de extrair aproximadamente 80% da parte aérea, os fundos foram analisados ​​por CG para determinar a concentração de oligômeros e calcular a quantidade de polimerização (com base na alimentação) que havia ocorrido. A tabela abaixo mostra a relação entre a concentração de impurezas ácidas no lactídeo bruto e a extensão da polimerização durante a destilação. Os dados mostram o efeito de impurezas ácidas na molécula do polímero final devido ao aumento do conteúdo de oligômeros no lactídeo purificado.
EXEMPLO 9
Destilação de Lactídeo Bruto
A fração superior do Exemplo 8 foi recolhida em três receptores, contendo 14%, 36% e 28% da carga de lactídeo bruto, respectivamente. A primeira fração continha mais de 5% em peso de ácido lático e foi descartada. As frações 2 e 3 foram combinadas e redestiladas, produzindo uma fração de lactídeo com impurezas ácidas totais de 4,4 miliequivalentes/mol de lactídeo. Esta fração foi polimerizada utilizando a técnica de polimerização do Exemplo 1 (temperatura de 180°C, proporção de catalisador/monômero 1:5000), produzindo um polímero com um peso molecular numérica de 42.100 a 100% de conversão e peso molecular de 76.300. A conversão real foi de 84,6% em 2 horas.
Os requerentes também completaram experiências e desenvolvimento experimental para mostrar a viabilidade e vantagens globais do processo divulgado para a produção de polilactídeo começando com um éster de ácido láctico como material de alimentação. Embora, conforme descrito acima, haja muitas semelhanças entre um processo polilactídeo utilizando ácido láctico como fonte de alimentação e tal processo utilizando um éster de ácido lático como material de alimentação, variações nas condições de operação e disposição do equipamento juntamente com o uso do catalisador foram descobertos. Os exemplos seguintes, Exemplos 10-13, documentam o trabalho experimental realizado pelos requerentes na área de produção de polilactídeo a partir do éster desses lactídeos. O Exemplo 10 demonstra a utilização de um catalisador para completar a reação de condensação de um éster de ácido láctico para um pré-polímero de polilactídeo. O Exemplo 11 demonstra alguma purificação dos produtos da reação juntamente com a polimerização do lactídeo. O Exemplo 12 demonstra o controle provável do peso molecular do polímero quando se utiliza um éster de lactídeo através do controle de impurezas como foi anteriormente mostrado acima quando se utiliza ácido láctico e impurezas acompanhantes. O Exemplo 13 demonstra a utilização de catalisadores suportados, heterogêneos ou sólidos, para a produção de lactídeo a partir de um éster de ácido láctico.
Salvo indica o em contrário, utilizaram-se os seguintes materiais experimentais e procedimentos de teste nos Exemplos 10-13: lactídeo de metilo, lactídeo de etilo e lactídeo de butilo foram fornecidos pela PURAC America, Inc. sob o nome comercial PURASOLV e utilizados sem mais purificação. A análise por cromatografia gasosa (GC) para oligômeros de éster de lactídeo foi realizada utilizando um modelo Hewlett Packard 5890 com uma coluna DB-17 (J & W Scientific). A temperatura da porta do injetor foi de 200 ° C. A temperatura da coluna começou a 40 ° C e foi aumentada para 250 ° C a 10 ° C / min, em seguida, mantida por 10 minutos. A detecção de ionização por chama (FID) foi usada. Exceto onde indicado, os resultados da análise de GC para determinar a composição são baseados na porcentagem da área, não corrigidos para recuperação percentual ou fatores de resposta relativos. A cromatografia de permeação em gel foi realizada usando um sistema Waters Chromatography com colônias Ultrastyragel®. Clorofórmio (B & J de alta pureza) foi usado como solvente. Calibração usada padrões de poliestireno fornecidos pela TSK.
EXEMPLO 10
Reações de condensação catalisadas e não catalisadas com ácido láctico e etil lactato
2,65 kg de ácido láctico (grau estável ao calor), fornecido pela PURAC, foram aquecidos à pressão atmosférica sob atmosfera de nitrogênio até uma temperatura de 180°C. 600 gramas de sobrecarga, mais de 99% de água, foram removidos durante esta fase. O material foi deixado esfriando. O aquecimento foi retomado com o frasco a uma pressão de 50 mmHg. Uma leve fervura foi mantida quando o material foi aquecido a 180°C, removendo outros 135 gramas de material. O teor de ácido láctico da segunda sobrecarga é estimado em cerca de 2%, sendo o restante material água.
O tempo total de aquecimento para a fase atmosférica foi de 5,5 horas e para a fase de vácuo foi de 3,5 horas. O material era de cor castanho claro. A titulação do conteúdo do grupo ácido mostrou que o material tinha um peso molecular médio numérico de 650 g/mol, correspondendo a 9 unidades de repetição. Várias amostras feitas seguindo o mesmo procedimento foram testadas e mostraram ter uma concentração de lactídeo inferior a 5% em peso. 250g de lactídeo de metilo foram aquecidos à pressão atmosférica sob uma atmosfera de nitrogênio a uma temperatura de 145°C. O material ferveu a 145°C. Não foi adicionado catalisador. Não se gerou condensado durante 3 horas de aquecimento e o material do recipiente continuou a ferver a 145°C. O material do recipiente era incolor e continha 99% de lactídeo de metilo e 1% de DP2. Nenhuma reação foi aparente. 225g de lactídeo de etilo foram aquecidos com 3,5% de catalisador de etil-hexanoato de estanho (II) à pressão atmosférica sob uma atmosfera de nitrogênio a uma temperatura de 145°C, durante 3 horas. O material inicialmente ferveu a 140°C, devido ao etanol presente. A sobrecarga consistia principalmente de lactídeo de etila e a expectativa de condensação do etanol subproduto. O material do vaso era ligeiramente verde e continha 46,2% de lactídeo de etilo, 32,3% de DP2, 13,3% de DP3, 4,1% de DP4 e 1,0% de D, L-lactídeo.
EXEMPLO 11
Destilação de Lactídeo Gerado a partir de Metil Lactídeo na Presença do Catalisador Fascat® 9100
2,2 kg de lactídeo de metila foi aquecido com 0,6% de catalisador Fascat® 9100 (Atochem North America, Inc.) à pressão atmosférica sob uma atmosfera de nitrogênio a uma temperatura de 165°C, por 5 horas. O material inicialmente ferveu a 125°C. A sobrecarga consistiu principalmente de lactídeo de metila e o metanol resultante de condensação. O peso total do destilado foi de 350g, consistindo em 91% de metanol. O material foi deixado esfriando. O aquecimento foi retomado com o frasco a uma pressão de 50 mmHg. Uma leve fervura foi mantida quando o material foi aquecido a 145°C, removendo mais 165 gramas de material. Estima-se que o teor de lactídeo de metilo da segunda sobrecarga seja de cerca de 83%, sendo o restante material metanol. O tempo total de aquecimento para a fase de vácuo foi de 6,8 horas. O material foi aquecido a 200°C e a pressão reduzida para 10 mmHg. O destilado foi parcialmente condensado para formar uma fração de produto e os restantes vapores foram ainda condensados ​​para formar uma fração aérea. Sobrecarga: 67,3% de lactídeo de metilo, 16,2% de DP2, 1,0% de DP3 e 11,7% de D, L-lactídeo. As concentrações corrigidas dos fatores de resposta foram 64% de lactídeo de metila, 15% de DP2, 1% de DP3 e 10% de D, L-lactídeo. Produto: 3,1% de lactídeo de metilo, 6,9% de DP2, 1,8% de DP3, 0,2% de DP4 e 77,6% de D, L e 9,3% de mesolactídeo. As concentrações corrigidas do valor de resposta foram 3% de lactídeo de metilo, 7% de DP2, 2% de DP3, 76% de D, L-lactídeo e 9% de mesolactídeo. A purificação do material do produto por destilação numa coluna empacotada a 10 mmHg e 150°C resultou numa fração contendo 0,2% de DP2, 8,8% de ácido metílico e 90,3% de D, L-láctido. O lactídeo purificado foi polimerizado com etilhexato de estanho(II) (Aldrich Chemicals) a uma razão molar de 3000:1 e 185°C durante 1,5 horas. O lactídeo polimerizado resultou num peso e no peso molecular médio numérico (Mw e Mn) de 121.500 e 55.000, respectivamente, e de uma conformação de 97,5% de lactídeo.
EXEMPLO 12
Controle de peso molecular de polilactídeo produzido a partir de um éster de fonte