Proceso para la preparación de ésteres alquílicos puros a partir de sal de metal alcalino de ácido carboxílico.

Un proceso de etapa individual para la preparación de ésteres alquílicos ópticamente puros por medio deesterificación de sales de metal alcalino de ácido carboxílico usando un alcohol y CO2 y comprendiendo dichoproceso las etapas de:

i. mezclar un polvo deshidratado de sal de carboxilato de metal con alcohol durante un período dentro delintervalo de minutos a 30 minutos con agitación dentro del intervalo de 500 a 1000 rpm para obtener un 5-30% en peso de disolución de sal de carboxilato de metal en alcohol;

ii. presurizar la disolución obtenida en la etapa (i) con dióxido de carbono dentro del intervalo de 5-60,4 kg/cm2 auna temperatura dentro del intervalo de 145 a 210 ºC durante un período dentro del intervalo de 15 minutos a 1horas para obtener un éster alquílico y subproductos seleccionados entre el grupo que consiste en bi-carbonatode o carbonato de metal alcalino como precipitado;

iii. separar los precipitados obtenidos en la etapa (ii) por medio de filtración que se reciclan en la sección defermentación para obtener una sal de metal alcalino a partir de una fuente de glucosa;

iv. repetir las etapas (i) (ii) y (iii) de 3 a 4 veces;

v. recuperar el éster alquílico por medio de destilación con una pureza dentro del intervalo de un 99,50 a un 99,8% en peso, recuperándose aproximadamente un 0,03-0,1 % en peso de humedad a partir del alcohol filtrado queno ha reaccionado y reciclándose en la etapa iv.

Proceso para la preparación de ésteres alquílicos puros a partir de sal de metal alcalino de ácido carboxílico

Campo de la invención La presente invención proporciona un proceso para la preparación de ésteres alquílicos puros a partir de las correspondientes sales de metal alcalino de ácido carboxílico usando dióxido de carbono y alcohol. Las sales de carboxilato de metal alcalino se preparan a partir de fuentes naturales por medio de un proceso de fermentación o por medio de síntesis.

Antecedentes de la invención El lactato de S- (-) -metilo altamente puro constituye un producto importante que tiene posibilidades interesantes de aplicación a nivel industrial. Se puede usar en sustancias farmacéuticas y en la producción de ácido láctico de alta pureza. De este modo, el ácido láctico producto se puede usar en la preparación de productos lácteos, como agente acidulante en el campo alimentario, como intermedio para la producción de agentes plastificantes, adhesivos, productos farmacéuticos, en la producción de lactatos, como mordente en el teñido de madera y muchos otros. Similarmente, el ácido láctico de alta pureza preparado a partir de lactato de metilo de alta pureza tiene indicaciones industriales en el campo de la producción de polímeros biocompatibles y biodegradables que son útiles para la fabricación de bolsas, películas de aplicación, en el campo de aplicaciones sanitarias y médicas y similares.

El método de fabricación de lactatos de metilo tal y como se conoce a partir de la técnica anterior, en general, comprende dos etapas. En la etapa 1, se hace reaccionar lactato de metal alcalino con ácido sulfúrico concentrado o diluido. Se produce sulfato de metal alcalino como producto secundario junto con la disolución acuosa diluida de ácido láctico. En la etapa 2, se concentra la disolución diluida de ácido láctico y se esterifica con metanol usando un catalizador. La mezcla resultante de lactato de metilo, metanol y agua se purifica de forma adicional para dar un producto, es decir, lactato de metilo. Se han sugerido varios métodos de fabricación de lactato de metilo basados en el método general anterior en el pasado como se cita en las siguiente bibliografía patentada: Se puede hacer referencia a las patentes de EE.UU. 2290926, 2406648, 2390140, 2334524, 2350370 y 2434300, donde se ha divulgado un método de fabricación de lactato de metilo, pero presenta varios inconvenientes tal como producto impuro, necesidad de procesos costosos y que consumen mucha energía para la separación del producto, residuo de sulfato de sodio, corrosividad y varios otros.

En el documento WO 9730964, se condensa una disolución concentrada de lactato de metal alcalino procedente de la fermentación con alcohol bajo presión de CO2.

Se puede hacer referencia a la patente de EE.UU. 6.342.626, donde se describe un método de fabricación de lactato de metilo de un 73 % de ácido láctico en dos etapas a temperatura elevada de 200 ºC y presión elevada de 20 kg/cm2. El proceso se lleva a cabo en dos etapas; la conversión de equilibrio de la primera etapa de ácido láctico presentada es de aproximadamente un 80 % y tras aislar los subproductos de la primera etapa, la segunda etapa proporciona la conversión restante de ácido láctico. Los inconvenientes son que el uso de presión y temperatura más elevadas y la naturaleza corrosiva del ácido láctico aumentan el coste del sistema de fabricación comercial. Otro inconveniente es que, los ácidos lácticos pueden experimentar racemización a dicha temperatura elevada (C.H.

Holtan, Lactic Acid, properties and chemistr y of lactic acid derivatives, Printer Oswald Schmidt KG Leipzig, 1971, página 149) . Además, no se presentan la pureza óptica de lactato de metilo y la pureza química de lactato de metilo producido.

Se pueden hacer referencia a la patente US 5453365, donde se divulga un proceso continuo para la preparación de lactatos por medio de fermentación de mezclas que contienen azúcares, conversión de ácido láctico obtenido durante la fermentación en sus sales, seguido de esterificación, donde:

a) se añade un bicarbonato o carbonato de metal alcalino térreo al licor de fermentación para neutralizar el ácido láctico resultante en una cantidad de al menos un 90 % en moles,

b) se ajusta el licor de fermentación resultante a pH de 7 a 13 por medio de la adición de NH3 y CO2 y se separan los precipitados resultantes, y c) se esterifica la disolución resultante de lactato de amonio purificado con un alcohol.

El método general de preparación de lactato de metilo presentado en la técnica anterior es por medio de acidificación de lactato de metal alcalino para generar ácido láctico bruto y sulfato de metal alcalino como subproducto, seguido de esterificación de ácido láctico bruto por medio del método en co-corriente de destilación reactiva donde, el lactato de metilo de producto, el agua de subproducto y el alcohol en exceso se sacan fuera del calderín de destilación reactiva manteniendo el calderín a temperatura elevada. Esto conduce a la acumulación de la acidez en el calderín de destilación reactiva y da lugar a subproductos no deseados como hidroxil metil furfural, 265 penten-1-ol, etc. Se sabe que en la mezcla producto de alcohol, agua y lactato de metilo obtenida a partir de la destilación reactiva en co-corriente, lactato de metilo forma un azeótropo con agua, siendo difícil el aislamiento de lactato de metilo en forma anhidra pura a partir de la mezcla de alcohol, agua y lactato de metilo. En la técnica anterior presentada, no se hace mención del perfil de impurezas del producto y su pureza óptica. Además de ello, los métodos presentados usan lactatos de metales alcalinos para producir ácido láctico bruto y producir sulfato de metal alcalino residual. Otro inconveniente de los métodos presentados es el ácido láctico bruto generado tras la reacción de lactato de metal alcalino con ácido sulfúrico y mantenido a un valor de pH muy bajo, ya que este ácido láctico bruto es de naturaleza muy corrosiva y la temperatura elevada lo hace de naturaleza más corrosiva, por lo que es necesario seleccionar el sistema de fabricación y su material de construcción con precaución lo que es de naturaleza muy costosa en cuanto a capital. Otro inconveniente de estos métodos presentados es que el metal alcalino se desperdicia como sulfato de metal alcalino y no se puede reciclar el álcali hasta la sección de fermentación en la que se producen los lactatos de metal alcalino.

Objetivo de la invención El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un proceso para la preparación de ésteres alquílicos puros por medio de esterificación directa de sales de carboxilato de metal alcalino de calcio, sodio, o potasio usando un alcohol tal como metanol o etanol y dióxido de carbono. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para la preparación de ésteres alquílicos sin usar un ácido mineral.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar lactato de metilo puro por medio de esterificación directa de lactato de calcio o lactato de sodio o lactato de potasio y reciclar el subproducto de la reacción, concretamente bicarbonato de calcio o bi-carbonato de sodio o bi-carbonato de potasio, en un proceso de fermentación de guarapo de caña de azúcar para preparar el correspondiente lactato de metal alcalino.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso exento de contaminación para la producción de lactato de metilo puro y ácido láctico puro evitando la formación de sulfato de calcio o sulfato de sodio o sulfato de potasio.

Otro objeto de la presente invención es obtener lactato de metilo puro que se pueda hidrolizar con o sin el uso de un catalizador para obtener ácido láctico puro.

Sumario de la invención Por consiguiente, la presente invención proporciona un proceso de etapa individual para la preparación de ésteres alquílicos ópticamente puros por medio de esterificación de sales de metales alcalinos de ácido carboxílico usando un alcohol y CO2, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

i. mezclar un polvo deshidratado de sal de carboxilato de metal con metanol durante un período dentro del intervalo de 15 minutos a 30 minutos con agitación dentro del intervalo de 500 a 1000 rpm para obtener un 5-30 % en peso de disolución de sal de carboxilato de metal en metanol;

ii. presurizar la disolución obtenida en la etapa (i) con dióxido de carbono en el intervalo de 20-60, 4 kg/cm2 a una temperatura dentro del intervalo de 145 a 165 ºC durante un período dentro del intervalo de 15 minutos a 1 hora para obtener éster alquílico y subproductos como precipitado;... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de etapa individual para la preparación de ésteres alquílicos ópticamente puros por medio de esterificación de sales de metal alcalino de ácido carboxílico usando un alcohol y CO2 y comprendiendo dicho 5 proceso las etapas de:

i. mezclar un polvo deshidratado de sal de carboxilato de metal con alcohol durante un período dentro del intervalo de 15 minutos a 30 minutos con agitación dentro del intervalo de 500 a 1000 rpm para obtener un 5-30 % en peso de disolución de sal de carboxilato de metal en alcohol;

ii. presurizar la disolución obtenida en la etapa (i) con dióxido de carbono dentro del intervalo de 5-60, 4 kg/cm2 a una temperatura dentro del intervalo de 145 a 210 ºC durante un período dentro del intervalo de 15 minutos a 1 horas para obtener un éster alquílico y subproductos seleccionados entre el grupo que consiste en bi-carbonato de o carbonato de metal alcalino como precipitado;

iii. separar los precipitados obtenidos en la etapa (ii) por medio de filtración que se reciclan en la sección de 15 fermentación para obtener una sal de metal alcalino a partir de una fuente de glucosa;

iv. repetir las etapas (i) (ii) y (iii) de 3 a 4 veces;

v. recuperar el éster alquílico por medio de destilación con una pureza dentro del intervalo de un 99, 50 a un 99, 8 % en peso, recuperándose aproximadamente un 0, 03-0, 1 % en peso de humedad a partir del alcohol filtrado que no ha reaccionado y reciclándose en la etapa iv.

2. Un proceso como se reivindica en la etapa (i) de la reivindicación 1, donde el alcohol usado está seleccionado entre el grupo que consiste en metanol, etanol y butanol.

3. Un proceso como se reivindica en la etapa (i) de la reivindicación 1, donde los metales están seleccionados entre 25 el grupo que consiste en sodio, potasio o calcio.

4. Un proceso como se reivindica en la etapa (i) de la reivindicación 1, donde la sal de carboxilato de metales está seleccionada entre el grupo que consiste en acetatos, lactatos, salicilatos o benzoatos.

5. Un proceso como el de la reivindicación 1, donde la pureza óptica de los ésteres alquílicos varía entre un 98 y un 99 %.

6. Un proceso como el de la reivindicación 1, donde el proceso se lleva a cabo en modos continuo o discontinuo en ausencia de ácido mineral. 35

7. Un proceso como se reivindica en la etapa (v) de la reivindicación 1, donde el alcohol reciclado usado para el proceso en la etapa (iv) está en proporción molar de 2, 8:1 a 4:1, preferentemente de 2, 8 a 1 con sal de metal alcalino.

8. Un proceso como el de la reivindicación 1, donde el porcentaje de conversión de la sal de carboxilato de metal en ésteres alquílicos está dentro del intervalo de un 95 a un 99 %.

9. Un proceso con el de la reivindicación 1, donde el rendimiento de la reacción varía entre un 90 y un 99, 0 % y la selectividad de la reacción hasta ésteres alquílicos es mayor de 99, 0 %. 45