Procedimiento para la preparación de una mezcla de derivados de lactidas.

Procedimiento para la preparación de una mezcla equimolar a base de los dos enantiómeros de la dilactida del ácido láctico, D,D-dilactida y L,L-dilactida, en el que

a) ácido L-láctico se hace reaccionar con trioctilamina para formar lactato de trioctilamonio,

b) el lactato de trioctilamonio se destila en presencia de un catalizador, obteniéndose una fracción que está compuesta esencialmente por los dos enantiómeros de la dilactida del ácido láctico, D,D-dilactida y L,L-dilactida y puede contener, además, D,L-lactida

(meso-lactida),

c) en donde la fracción antes mencionada se mezcla con acetona y, con ello, se recristaliza, y se obtienen cristales incoloros con un punto de fusión de 112 a 119ºC que están compuestos de manera equimolar a base de D,D-dilactida y L,L-dilactida

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11004941.

Solicitante: UHDE INVENTA-FISCHER GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HOLZHAUSER STRASSE 157-159 13509 BERLIN ALEMANIA.

Inventor/es: HAGEN, RAINER, SCHULZE, JOACHIM, MÜHLBAUER,Udo , TIETZ,Wolfgang, VERWEIJ,ADAM BASTIAAN, GÖHLER,KLAUS-DIETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares... > Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos de... > C07D319/12 (no condensados con otros ciclos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > C07B55/00 (Racemización; Inversión completa o parcial)

PDF original: ES-2527180_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de una mezcla de derivados de lactidas

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un racemato de dilactida. En este caso se parte de ácido L-láctico. Tiene lugar una racemización del átomo de carbono quiral del precursor.

El ácido poliláctico es un biopolímero muy prometedor. Un problema para su irrupción como polímero al por mayor es su escasa estabilidad de forma al calor. Para el caso de que fuese posible alcanzar mejores propiedades térmicas, aumentarían grandemente las posibles aplicaciones.

Con el fin de poder preparar PLLA con propiedades térmicas óptimas, se requiere L-lactida (L-LA) (ópticamente) muy pura. El método más habitualmente utilizado para la preparación de L-lactida comprende una policondensación en dos etapas de ácido láctico para formar un oligómero, a la cual se une una despolimerización. Debido a las elevadas temperaturas reinantes que se requieren para un transcurso rápido de la reacción, así como de impurezas catiónicas del ácido láctico o de los recipientes de reacción (p. ej. debido a la corrosión), existe el problema de la racemización, formándose meso-lactida como producto secundario. Este producto debe ser separado del producto principal, dado que meso-lactida (M-LA) posee una influencia negativa sobre las propiedades del polímero que resulta en la polimerización de L-lactida. En este caso se produce una disminución notoria del punto de fusión, así como de la temperatura de transición vitrea, al tiempo que asimismo se modifican las propiedades mecánicas.

Tabla 1

PLLA

PRLA

PMLA (a/s)

sc-PLA

sbc-PLA

Tg °C

55-60

50-55

40-45/34

80-90

50-55

Tm °C

140-170

-/153

210-230

185-195

Tg:

temperatura de transición vitrea

Tm:

punto de fusión

PLLA:

ácido L-polilácico

PRLA:

ácido poliláctico racémico

PMLA:

ácido meso-poliláctico

a:

amorfo

s:

sindiotáctico

se:

complejo estéreo

sbc:

copolímero de bloques estéreo

Meso-lactida es, al igual que L-lactida, un diéster cíclico con dos átomos de carbono ópticamente activos en el anillo. Posee un centro R y un centro S óptico y, por lo tanto, es ópticamente inactiva. La polimerización de meso-lactida conduce a un polímero amorfo; utilizando un catalizador estéreo-selectivo se puede preparar un polímero sindiotáctico (Tina M. Quitt y Geoffrey W. Coates, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4072-4073), cuyas propiedades térmicas son, sin embargo, peores que las de PLLA.

Estéreo-complejos del ácido poliláctico (PLA) pueden resolver el problema de la escasa estabilidad térmica, pero para la preparación de estéreo-complejos se requiere la parte opuesta óptica de ácido L-poliláctico (PLLA). Ácido D- poliláctico (PDLA) está sólo disponible en pequeñas cantidades y es muy costoso.

Rac-lactida se obtiene hasta ahora a partir de cantidades iguales de D,D- y L,L-lactida mediante fusión. Dado que D,D-lactida es relativamente costosa en virtud de la elevada complejidad para la preparación del ácido D-láctico, el aprovechamiento como un monómero para la preparación del ácido poliláctico ha sido hasta ahora más de interés teórico. En este caso, las propiedades de polímeros D,D-L,L-estéreo son altamente interesantes, dado que presentan estabilidades térmicas claramente mejores y, con ello, podrían eliminar uno de los inconvenientes del ácido poliláctico.

Dilactidas que están compuestas por los enantiómeros del ácido láctico son ya conocidas. El documento WO 1984/04311 A1 describe un procedimiento para la preparación de un polímero a partir de caprolactama y lactida, el cual se emplea para la producción de artículos de uso en medicina y técnica del cuidado. La dilactida se puede adquirir en el comercio y se compone, en una parte predominante, de los dos enantiómeros del ácido láctico, ácido L- y D-láctico. Esta mezcla está asociada a menudo con dilactida, la cual se compone de los mismos enantiómeros del ácido láctico, a saber de ácido D-láctico o ácido L-láctico. No se hace alusión a la preparación de estas dilactidas compuestas por los mismos enantiómeros.

La polimerización de una mezcla a base de meso-lactida y L-lactida conduce a un copolímero, cuyas propiedades térmicas son inferiores a las de PLLA. Meso-lactida puede utilizarse también en la preparación de ácido láctico racémico (D/L-LA) mediante hidrólisis con agua. Sin embargo, estas aplicaciones son sólo de un interés secundario desde un punto de vista comercial, de manera que se aspira a un aumento del valor económico.

El documento EP 0 657 447 se refiere a un método para la preparación de D/L-dilactida racémica, en el que ácido láctico racémico se hace reaccionar con SnO como catalizador para formar una mezcla bruta de dilactida a base de D/L-dilactida y meso-dilactida. A continuación, la dilactida bruta se cristaliza primero en agua para la reducción de la meso-dilactida y luego se recristaliza en acetona.

K. S. Anderson et al. describen en "Macromolecules, 2004, 37, 18 57-1862 la racemización de ácido L-láctico 10 deuterado en la reacción de 2-etilhexanoato de Sn(ll) para formar L,L-dilactida deuterada, mientras que en el caso de la misma reacción de ácido L-láctico no deuterado se obtiene L,L-dilactida pura.

Por consiguiente, partiendo de ello era misión de la presente invención habilitar un procedimiento que posibilitara la preparación de un racemato a base de D,D-dilactida y L,L-dilactida a partir de ácido L-láctico.

Este problema se resuelve mediante las características de la reivindicación 1. Formas de realización preferidas se 15 mencionan en las reivindicaciones dependientes. Se presentan tres variantes para la preparación de una mezcla de los compuestos de las fórmulas generales la, Ib y le representados a continuación.

Conforme a una primera variante, se habilita un procedimiento para la preparación de una mezcla a partir de los compuestos de las fórmulas la, Ib y/o le

**(Ver fórmula)**

la Ib Ic

en el que un ácido a-hidroxicarboxílico de la fórmula lia y/o IIb

O O

hV"'oh "°y^oh

R R

lia Ilb

(en donde en cada caso en los compuestos de las fórmulas I y II R representa un radical alquilo con 1 a 6 átomos de C alifático, lineal o ramificado) se hace reaccionar con un catalizador o una mezcla a base de al menos dos

catalizadores.

Conforme a esta primera variante para la preparación de la mezcla de los compuestos la, Ib y/o le, se parte, por consiguiente, de un ácido a-hidroxicarboxílico de las fórmulas lia y/o Ilb que se hace reaccionar en presencia de varios catalizadores. En este caso, pueden emplearse respectivamente tanto los compuestos lia y Ilb como compuestos esencial o totalmente puros en cuanto a los enantiómeros, pero también se puede partir de una mezcla de los dos compuestos puros en cuanto a los enantiómeros en una relación estequiométrica arbitraria. Por 30 "esencialmente puro en cuanto a los enantiómeros" se entiende una mezcla de los compuestos lia y Ilb con un exceso de enantiómeros (ee) mayor que 99% ee.

Conforme a una segunda variante del procedimiento para la preparación de la mezcla de los compuestos la, Ib y/o le... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de una mezcla equimolar a base de los dos enantiómeros de la dilactida del ácido láctico, D,D-dilactida y L,L-dilactida, en el que

a) ácido L-láctico se hace reaccionar con trioctilamina para formar lactato de trioctilamonio,

b) el lactato de trioctilamonio se destila en presencia de un catalizador, obteniéndose una fracción que está compuesta esencialmente por los dos enantiómeros de la dilactida del ácido láctico, D,D- dilactida y L,L-dilactida y puede contener, además, D,L-lactida (meso-lactida),

c) en donde la fracción antes mencionada se mezcla con acetona y, con ello, se recristaliza, y se obtienen cristales incoloros con un punto de fusión de 112 a 119°C que están compuestos de manera equimolar a base de D,D-dilactida y L,L-dilactida.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que como catalizador se utiliza un compuesto de organo-estaño.

3. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado por que el catalizador es óxido de dibutilestaño, el cual se emplea en una dosificación de 0,1 a 1 por ciento en masa, referido a la mezcla en el fondo de destilación 15 en la disociación destilativa.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el ácido L-láctico se hace reaccionar con tri-n-octilamina para dar lactato de tri-n-octilamonio.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la fracción obtenida en la etapa b) se compone en cada caso de 40 a 50 por ciento en masa de D,D-d¡lactida y L,L-dilactida y como

componente restante puede contener, eventualmente, meso-lactida y/u oligolactidas.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la destilación se lleva a cabo mediante una columna de destilación.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la destilación se lleva a cabo en vacío.