Procedimiento para la preparación de dilactida del ácido láctico o poliésteres que puedan prepararse a partir de la misma.

Procedimiento para la preparación o purificación de un diéster cíclico de un ácido alfa-hidroxicarboxílico intermolecularbiodegradable de fórmula I,

oligómeros o polímeros del diéster de fórmula I que puedan prepararse a partir del 5 mismo por polimerización con aperturadel anillo; un ácido de fórmula general II

y/o oligómeros o polímeros del ácido de fórmula II que puedan prepararse a partir del mismo por policondensación, en lasque R está seleccionado de hidrógeno o restos de hidrocarburo alifáticos, lineales o ramificados, con 1 a 6 átomos decarbono, y/o mezclas de los mismos, en un dispositivo, caracterizado porque al menos las superficies del dispositivo queentran en contacto con la mezcla de reacción y/o los productos de partida y/o los vapores del proceso están compuestasparcialmente o totalmente de al menos una clase de acero que contiene tanto una fase ferrítica como también unaaustenítica, conteniendo la clase de acero

Procedimiento para la preparación de dilactida del ácido láctico o poliésteres que puedan prepararse a partir de la misma La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación o purificación de ésteres cíclicos de ácidos alfahidroxicarboxílicos intramoleculares biodegradables, ácidos alfa-hidroxicarboxílicos biodegradables u oligómeros o polímeros de los mismos, así como poliésteres biodegradables que puedan prepararse a partir de los compuestos anteriormente mencionados.

Teniendo en cuenta el constante aumento de los precios de las materias primas así como la disminución de las fuentes de petróleo, las polilactidas representan como plásticos biodegradables y por consiguiente ecológicamente neutros una alternativa a los plásticos convencionales que se hace cada vez más atractiva. Entretanto, mediante múltiples posibilidades de ajuste del peso molecular o de la pureza óptica de las lactidas se han hecho accesibles diversas posibilidades de aplicación, por ejemplo en la industria del envasado o para aplicaciones médicas.

Por lo tanto, existe un interés constantemente creciente por procedimientos como la preparación o la purificación de productos de partida, como por ejemplo ácido láctico, ácido lactoilláctico o dilactida, para la preparación de polilactidas. Como durante toda la cadena de procedimiento de la preparación de polilactida siempre está presente el ácido láctico, esto conlleva exigencias crecientes a los materiales de los reactores, pues el ácido láctico es un ácido de fuerza media con un valor del pKa de 3, 86, y por lo tanto, sobre todo a temperaturas elevadas, como las que se presentan normalmente en la ejecución del proceso, los materiales normales, como por ejemplo el hierro, son susceptibles de corrosión. El documento WO 2006/124899 da a conocer un procedimiento para la preparación de la lactida a partir de ácido láctico.

En el procedimiento del estado de la técnica ha sido siempre un inconveniente que al usar materiales convencionales para los reactores se produzca una corrosión de los componentes que entran en contacto con la mezcla de reacción. Esto conduce al mal funcionamiento o al acortamiento de la vida útil de reactores, conducciones, bombas, válvulas o accesorios. De este modo aumentan los tiempos de parada de las instalaciones, el coste de reparaciones, el coste de control y la rentabilidad del procedimiento. Además, los productos se contaminan con los componentes metálicos disueltos, lo que conduce a propiedades de los productos perjudiciales. En determinadas circunstancias puede producirse de nuevo una descomposición catalítica del producto formado por las sales metálicas contenidas. Por consiguiente es objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento en el que puedan obtenerse las substancias anteriormente mencionadas con elevada pureza. Por ejemplo, la polilactida que se forma en un proceso de polimerización no debería presentar para el uso como polímero de hilatura ninguna coloración, pues de lo contrario sería prácticamente imposible la fabricación de hilos o tejidos blancos y el ajuste selectivo de colores por adición de colorantes o pigmentos.

Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1. A este respecto las reivindicaciones subordinadas representan variantes ventajosas. Con las reivindicaciones 11 y 12 se indican posibilidades de uso del procedimiento.

Conforme a la invención se proporciona un procedimiento para la preparación o purificación de un diéster cíclico de un ácido alfa-hidroxicarboxílico intramolecular biodegradable de fórmula I,

Fórmula I

oligómeros o polímeros del diéster de fórmula I que puedan prepararse a partir del mismo por polimerización con apertura del anillo; un ácido de fórmula general II

Fórmula II

y/o oligómeros o polímeros del ácido de fórmula II que puedan prepararse a partir del mismo por policondensación, en las que R está seleccionado de hidrógeno o restos de hidrocarburo alifáticos, lineales o ramificados, con 1 a 6 átomos de carbono, y/o mezclas de los mismos, en un dispositivo, en el que al menos las superficies del dispositivo que entran en contacto con la mezcla de reacción, con los productos de partida y/o con los vapores del proceso están compuestas parcialmente o totalmente de al menos una clase de acero que contiene tanto una fase ferrítica como también una austenítica, conteniendo la clase de acero a) 20 a 30% en peso de cromo,

b) 3 a 10% en peso de níquel,

c) 0, 1 a 5%% en peso de molibdeno,

d) 0 a 0, 5% en peso de nitrógeno, así como e) 0 a 0, 1% en peso de carbono.

Ventajosamente, la proporción de cromo se encuentra aquí entre el 20 y el 26% en peso, la proporción de molibdeno entre el 2, 0 y el 4, 5% en peso, la proporción de nitrógeno entre el 0, 08 y el 0, 5% en peso, y la proporción de carbono en un máximo del 0, 05% en peso.

En otra forma de realización ventajosa se adiciona por aleación al menos otro elemento seleccionado del grupo compuesto por Cu, Mn, Ti, W, Ta, Si y/o mezclas de los mismos. A este respecto el contenido del al menos un elemento asciende en especial a entre 0, 1 y 8, 0% en peso.

Es muy especialmente ventajoso que la clase de acero esté seleccionada del grupo compuesto por materiales de acero con el número de material 1.4462 (acero Standard Duplex X2CrNiMoN22-5-3) , 1.4410 (acero Superduplex X2CrNiMoN257-4) y/o 1.4593 (acero ferrítico-austenítico G-X3 CrNiMoCuN24-6) .

El procedimiento descrito anteriormente puede realizarse con una multiplicidad de dispositivos, en especial con un dispositivo seleccionado del grupo compuesto por dispositivo de condensación, tanque agitado funcionando en continuo o discontinuo, reactor tubular, condensador de fase sólida, columna de rectificación, columna de pared divisoria, elementos de mezcla estáticos y o elementos para influir en la corriente, como discos perforados, cuerpos de desplazamiento y/o ranuras anulares concéntricas, bombas, así como componentes y conexiones pertenecientes a estos, como conducciones tubulares, tornillos, juntas, bridas, piezas sobrepuestas, válvulas, accesorios, tubuladuras, agitadores, evaporadores moleculares por gravedad, evaporadores de película, evaporadores de recirculación y/o combinaciones de los mismos.

Preferiblemente el diéster de fórmula I es la 3, 6-dimetil-1, 4-dioxan-2, 5-diona (dilactida) y el ácido de fórmula II el ácido láctico.

Conforme a la invención el procedimiento encuentra fines de aplicación en la preparación o purificación de diésteres cíclicos intermoleculares biodegradables de fórmula I, preferiblemente dilactida, con especial preferencia L, L-dilactida e igualmente en la preparación de polímeros de diésteres cíclicos de fórmula I, preferiblemente polilactida (PLA) , con especial preferencia L-polilactida (PLLA) .

El campo de aplicación de la siguiente invención se explica más detalladamente con ayuda de la siguiente Fig. 1, sin que la invención esté limitada a los pasos de proceso y aparatos representados en la Fig. 1 así como a la conducción del procedimiento descrita.

La Fig. 1 muestra un diagrama general de un proceso de polimerización en el que se produce polilactida partiendo de ácido láctico. Conforme a la invención está previsto aquí que al menos las superficies de los reactores o dispositivos que toman parte en el proceso que entran en contacto con la mezcla de reacción o sus vapores o también las conducciones que los unen estén parcialmente o totalmente compuestas de una clase de acero descrita anteriormente.

El proceso completo continuo de la preparación de polilactida (proceso de PLA) partiendo de ácido láctico representado se subdivide a este respecto en los siguientes pasos parciales:

1. Concentración de ácido láctico El material de partida para el proceso es el ácido láctico. En este el contenido de ácido láctico debe ser mayor del 80% en peso. Preferiblemente a este respecto la concentración del ácido láctico asciende a más del 90%, ya que el agua debe retirarse antes de la polimerización. La separación del agua y del ácido láctico se lleva a cabo aquí en una columna de rectificación 101. A este respecto se aplica vacío a través de una tubuladura de aspiración 103, el agua que se forma como vapor se condensa y se retira a través de otra tubuladura 104 por la parte de cabeza. La alimentación del ácido láctico se realiza aquí de forma continua a través de otra tubuladura 102. El destilado es agua pura, el producto que se forma en la parte de caldera es ácido láctico con una concentración de más del 99% en peso.

Además de la separación del agua del material de partida... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación o purificación de un diéster cíclico de un ácido alfa-hidroxicarboxílico intermolecular biodegradable de fórmula I,

Fórmula I

oligómeros o polímeros del diéster de fórmula I que puedan prepararse a partir del mismo por polimerización con apertura del anillo; un ácido de fórmula general II

Fórmula II

y/o oligómeros o polímeros del ácido de fórmula II que puedan prepararse a partir del mismo por policondensación, en las que R está seleccionado de hidrógeno o restos de hidrocarburo alifáticos, lineales o ramificados, con 1 a 6 átomos de carbono, y/o mezclas de los mismos, en un dispositivo, caracterizado porque al menos las superficies del dispositivo que entran en contacto con la mezcla de reacción y/o los productos de partida y/o los vapores del proceso están compuestas parcialmente o totalmente de al menos una clase de acero que contiene tanto una fase ferrítica como también una austenítica, conteniendo la clase de acero a) 20 a 30% en peso de cromo,

b) 3 a 10% en peso de níquel,

c) 0, 1 a 5%% en peso de molibdeno,

d) 0 a 0, 5% en peso de nitrógeno, así como e) 0 a 0, 1% en peso de carbono.

2. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción de cromo se encuentra entre el 20 y el 26% en peso.

3. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción de molibdeno se encuentra entre el 2, 0 y el 4, 5% en peso.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción de nitrógeno se encuentra entre el 0, 08 y el 0, 5% en peso.

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción de carbono asciende como máximo al 0, 05% en peso.

6. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se adiciona por aleación al menos otro elemento seleccionado del grupo compuesto por Cu, Mn, Ti, W, Ta, Si y/o mezclas de los mismos.

7. Procedimiento conforme a la reivindicación anterior, caracterizado porque el contenido del al menos un elemento asciende a entre 0, 1 y 8, 0% en peso.

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la clase de acero esté seleccionada del grupo compuesto por materiales de acero con el número de material 1.4462 (acero Standard Duplex X2CrNiMoN22-5-3) , 1.4410 (acero Superduplex X2CrNiMoN25-7-4) y/o 1.4593 (acero ferrítico-austenítico G-X3 CrNiMoCuN24-6) .

9. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo está seleccionado del grupo compuesto por dispositivo de condensación, tanque agitado funcionando en continuo o discontinuo, reactor tubular, condensador de fase sólida, columna de rectificación, columna de pared divisoria, elementos de mezcla estáticos y o elementos para influir en la corriente, como discos perforados, cuerpos de desplazamiento y/o ranuras anulares concéntricas, bombas, así como componentes y conexiones pertenecientes a estos, como conducciones tubulares, tornillos, juntas, bridas, válvulas, accesorios, piezas sobrepuestas, tubuladuras, agitadores, evaporadores moleculares por

gravedad, evaporadores de película, evaporadores de recirculación y/o combinaciones de los mismos.

10. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diéster de fórmula I es la 3, 6-dimetil-1, 4-dioxan-2, 5-diona (dilactida) y el ácido de fórmula II el ácido láctico.

11. Uso de un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriores en la preparación o purificación de diésteres cíclicos intermoleculares biodegradables de fórmula I, preferiblemente dilactida, con especial preferencia L, Ldilactida.

12. Uso del procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 10 en la preparación de polímeros de diésteres cíclicos de fórmula I, preferiblemente polilactida (PLA) , con especial preferencia L-polilactida (PLLA) .