一种聚合3-羟基丁酸制备方法

技术领域

本发明涉及可降解材料领域，尤其涉及一种聚合3-羟基丁酸制备方法。

背景技术

聚合3-羟基丁酸，简称PHB，是一种可完全被微生物降解的新型热塑性塑料，对环境非常友好，可从源头解决白色污染问题，具有生物降解性，生物相容性，光学活性，压电性等优点，在常温下其性能与聚丙烯，聚苯乙烯相当，另外具有与PP相仿的常温力学性能，相近的熔融问题，以及较低的耐溶剂性能，较好的耐紫外光老化性能。

但是由于目前的合成方法主要是微生物发酵法，现有微生物发酵法，产能有限，污染严重，条件苛刻，且不利于大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合3-羟基丁酸制备方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种聚合3-羟基丁酸制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、β—丁内酯的制备：在加氢反应器中加入双乙烯酮溶剂，在金属铑催化剂或铱金属催化剂催化剂作用下，在一定条件下加氢得到β—丁内酯，经过滤、减压蒸馏脱溶剂，得到98％以上含量的β—丁内酯；

S2、聚合物PHB的制备：以酶催化剂和辛酸镁为催化剂，在50-120摄氏度，依靠温度和催化剂比例控制聚合物PHB分子量在20000—300000之间终止反应，经后处理提纯得到聚合物PHB。

优选的，所述双乙烯酮与催化剂的摩尔比为10～100000:1。

优选的，所述双乙烯酮和溶剂加氢反应投量比为1:2-500。

优选的，所述加氢条件为温度-10～50℃，压力0～2MPa，通氢反应。

优选的，所述酶催化剂和辛酸镁催化剂中加入水，所述催化剂：水：β—丁内酯为1：100～500：500～20000：100～20000比例。

本发明的有益效果是：

本发明合成方法简单，收率显著提高，此方法可用于工业化生产，采用加氢，聚合清洁绿色化学合成方法，反应用水可以重复套用，接近零废水排放。

附图说明

图1为本发明的β—丁内酯的制备示意图；

图2为本发明聚合物PHB的制备示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

在加氢反应锅内，加入双乙烯酮84.07克，二氯乙烷160毫升，使用氮气置换3次，然后边通入氢气边升温至50℃，保持压力在2.0MPa，条件下反应，直至不在消耗氢气，终止反应并降温，蒸干乙醇得到β—丁内酯81.8克。

在烧瓶中加入β—丁内酯81.8克，水475克，加入生物酶催化剂0.4克，辛酸镁0.4克，然后升温120℃反应，取样检测反应体系内生成物，合格后终止反应，降温过滤得到聚合3-羟基丁酸77.8克，其中过滤所得滤液472克也已套用至下一批次步骤(2)聚合反应中，两步合计总收率为92.5％。

实施例2

在加氢反应锅内，加入双乙烯酮84.07克，二氯乙烷250毫升，使用氮气置换3次，然后边通入氢气边降温至-10℃，保持压力在0.1MPa，条件下反应，直至不在消耗氢气，终止反应并降温，蒸干乙醇得到β—丁内酯80克。

在烧瓶中加入β—丁内酯80克，加入实施例1中滤液水472克，补入5克新鲜水，加入生物酶催化剂0.5克，辛酸镁0.3克，然后升温至50℃反应，取样检测反应体系内生成物，合格后终止反应，降温过滤得到聚合3-羟基丁酸78.2克，两步合计总收率为93.01％。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。