專利名稱：使用陰離子交換層析法提純有機(jī)酸的制作方法
背景技術(shù)：
工業(yè)發(fā)酵肉湯、水解產(chǎn)物和廢棄液是羧酸包括有機(jī)酸如琥珀酸和氨基酸的大量來源。這些羧酸可用于許多重要的商業(yè)應(yīng)用。
例如，琥珀酸是一種四碳二羧酸，很可能成為重要的化學(xué)日用品。琥珀酸在合成許多重要的中間體時(shí)可作為中間體，并可用作消費(fèi)品工業(yè)的特殊化學(xué)品。作為日用化學(xué)品，琥珀酸可代替許多苯類日用品和石油化學(xué)中間制品，可導(dǎo)致大幅度減少生產(chǎn)和消耗250多種苯衍生化學(xué)品時(shí)造成的污染。琥珀酸可用作食品添加劑、植物生長(zhǎng)刺激劑、作為藥品生產(chǎn)的中間體、以及生產(chǎn)清漆、染料和香料的聚合物和樹脂。
目前，石油化學(xué)中通過處理丁烷經(jīng)馬來酸酐制備琥珀酸。幾乎美國消耗的所有琥珀酸都從海外進(jìn)口。目前，世界琥珀酸市場(chǎng)為100百萬磅／年。
濕磨法乙醇生產(chǎn)中，在玉米發(fā)酵期間聯(lián)產(chǎn)少量的琥珀酸。也可以從各種農(nóng)業(yè)和林業(yè)原材料如淀粉作物和纖維素糖制得。對(duì)提純這一重要化合物的成本-效益方法的發(fā)展，僅對(duì)玉米而言可提供100百萬蒲式耳以上增加了附加值的日用品銷路。
有許多方法可用于從發(fā)酵肉湯獲得高純度羧酸。然而，這些方法涉及很多操作，加工成本高，妨礙了其商品化。
從其它化合物如糖中分離羧酸的一種方法是通過陰離子交換層析。未質(zhì)子化時(shí)，羧基具有負(fù)電荷，從而使其離子與離子交換樹脂上的正電荷部分結(jié)合，并用水洗滌樹脂除去其它物質(zhì)。通常，用堿溶液如氫氧化鈉液洗滌柱，可從陰離子交換樹脂上釋放出需要的陰離子。然而，這種方法會(huì)使需要的分子以其鹽的形式釋放，而不是酸的形式釋放。所以，如果要求酸形式的分子，所用方法必須包括酸化步驟和另外的提純步驟，這些步驟會(huì)明顯增加提純酸的成本。使用工業(yè)發(fā)酵物、水解物和廢棄液作為羧酸來源的商業(yè)生存力取決于從這些來源回收提純的羧酸的成本-效益方法。
本領(lǐng)域需要提純羧酸的有效的成本-效益的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種從含羧酸的溶液中提純羧酸的方法，所述方法包括下列步驟(a)將此溶液加到陰離子交換樹脂上；(b)在可除去中性分子、陽離子、大分子量化合物和細(xì)胞碎片的條件下洗滌樹脂，使羧酸根陰離子保留在樹脂上；(c)用一定量能有效置換幾乎所有羧酸的更強(qiáng)的陰離子(溶液)洗滌，從樹脂上置換出羧酸；和(d)收集洗脫液中的羧酸。在一個(gè)較好的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法包括在羧酸置換步驟之后，用強(qiáng)堿處理樹脂來再生樹脂的步驟，強(qiáng)堿用量應(yīng)足以使結(jié)合在樹脂上的無機(jī)陰離子與氫氧離子進(jìn)行大量交換。
根據(jù)采用本發(fā)明方法回收的羧酸的特定性質(zhì)，可以采用任何合適的方法，包括但不限于結(jié)晶或蒸發(fā)蒸餾，進(jìn)一步提純或濃縮這些化合物。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法是用于從相應(yīng)羧酸生產(chǎn)純化酯的方法，系采用包含有合適強(qiáng)酸的醇從陰離子交換樹脂上洗脫羧酸根陰離子來制得酯。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供從溶液中回收和提純羧酸的具有成本-效益的方法。
本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通用性，可用于諸多不同的羧酸，包括氨基酸。
由下面的說明書部分能更好地理解本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是用陰離子交換層析提純羧酸所涉及步驟的示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明是一種從含羧酸的溶液中提純羧酸的方法，所述方法包括下列步驟(a)將此溶液加到陰離子交換樹脂上；(b)在可除去溶液中除羧酸根陰離子以外的其它物質(zhì)的條件下洗滌樹脂，(c)用一定量能有效置換羧酸的更強(qiáng)的陰離子(溶液)洗滌樹脂，從樹脂上置換出羧酸；和(d)收集洗脫液中的羧酸。
本發(fā)明的方法基于膨脹床離子交換技術(shù)，代表了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法的改進(jìn)，所述方法由于采用的主要單元操作較少，能在顯著節(jié)約成本下，從發(fā)酵肉湯回收純的琥珀酸結(jié)晶。
在一個(gè)較好的實(shí)施方案中，建議的操作法使陰離子交換樹脂可以再循環(huán)使用。首先，通過在羧酸分子與樹脂上的交換位點(diǎn)之間形成離子鍵，將羧酸根陰離子吸附到強(qiáng)陰離子交換樹脂上。此階段，大多數(shù)中性或陽離子物質(zhì)、或大分子或細(xì)胞碎片通過樹脂。隨后，用液體如水洗滌樹脂，除去被離子交換樹脂捕獲的未結(jié)合污染物。洗滌步驟后，以更強(qiáng)的無機(jī)離子交換吸附的羧酸離子，從樹脂上置換下羧酸，從而釋放羧酸。通過再生樹脂的陰離子交換位點(diǎn)，準(zhǔn)備好陰離子交換樹脂，用于羧酸陰離子吸附的下一次(使用)。這可通過用強(qiáng)堿如氫氧化鈉處理樹脂來完成，使無機(jī)陰離子交換成氫氧離子。最終結(jié)果是酸化的、純化羧酸產(chǎn)品。
陰離子交換樹脂以鹽或堿形式存在。為了從有機(jī)鹽混合物中吸附有機(jī)陰離子，在用氫氧化鈉再生時(shí)，該樹脂必須由鹽形式轉(zhuǎn)換為堿形式。純化過程的步驟如下1)樹脂交換位點(diǎn)的再生
(RZ=樹脂)2)羧酸根陰離子吸附至樹脂
(RC=羧酸離子；X-=無機(jī))3)置換和釋放為羧酸的羧酸離子
(HRI=無機(jī)酸；HRC=羧酸)4)釋放無機(jī)陰離子和再生樹脂下面的實(shí)施例中，發(fā)現(xiàn)Rohm and Haas Amberlite IRA 900，400，458或440陰離子交換樹脂或Dow Chemical陰離子交換樹脂對(duì)采用本發(fā)明方法提純羧酸有效。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，任何強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂都可用于本發(fā)明的方法。選擇強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂是因?yàn)檫@種類型的樹脂能優(yōu)先吸附陰離子(如琥珀酸根或乙酸根)，同時(shí)使大部分糖通過。選擇時(shí)考慮的樹脂性能包括樹脂對(duì)目標(biāo)有機(jī)酸離子或氨基酸離子與其它雜質(zhì)的相對(duì)親和力，吸附羧酸離子的能力，置換時(shí)的釋放能力。
下面的實(shí)施例中，在洗滌步驟中使用水從樹脂上除去未結(jié)合的物質(zhì)。然而證明適合于洗滌件的任何液體都可用于該洗滌步驟合適的洗滌條件為能除去中性或陽離子分子、大分子、細(xì)胞碎片和細(xì)胞，同時(shí)使大部分結(jié)合的羧酸根陰離子保留在樹脂上。其它合適的洗滌液例子包括一些緩沖溶液和溶劑。用作本發(fā)明洗滌液的溶液應(yīng)具備類似于水的特性，應(yīng)能除去幾乎所有不需要的物質(zhì)，同時(shí)使大部分陰離子保持與樹脂結(jié)合。
任選地，當(dāng)稀釋的發(fā)酵肉湯用作羧酸來源時(shí)，流穿通過樹脂的任何細(xì)胞或培養(yǎng)液可以返回發(fā)酵罐或廢物處理罐中。
使用強(qiáng)無機(jī)酸進(jìn)行釋放步驟，酸的濃度應(yīng)使其加到樹脂上的當(dāng)量數(shù)等于或更好是大于結(jié)合于樹脂上的羧酸根陰離子的當(dāng)量數(shù)。為了說明，在實(shí)施例中，用2M的H2SO4(4當(dāng)量／升)可洗脫2．55當(dāng)量結(jié)合于陰離子交換樹脂上的琥珀酸根。其它實(shí)施例中，用HCl釋放作為羧酸的羧酸陰離子。預(yù)期其它強(qiáng)酸也可用于釋放作為羧酸的羧酸陰離子，包括但不限于硝酸、磷酸和某些極性胺。
從樹脂除去羧酸后。產(chǎn)品物流可進(jìn)一步提純。下面的實(shí)施例中，采用蒸發(fā)結(jié)晶，制得純的琥珀酸結(jié)晶。然而，用于純化羧酸的任何合適的提純法均可用于本發(fā)明。例如，可采用蒸餾、萃取、電解和其它純化方法，以獲得純化的有機(jī)酸或氨基酸。
除了純化羧酸外，本發(fā)明的方法可用于生產(chǎn)純的相應(yīng)的酯。通過適當(dāng)選擇離子交換樹脂，可以先吸附有機(jī)陰離子，然后用醇類洗脫，可制得純的相應(yīng)酯。選擇樹脂時(shí)考慮的因素包括其在所用溶劑中的穩(wěn)定性，升高溫度時(shí)的穩(wěn)定性、以及用所選溶劑處理時(shí)釋放陰離子的能力。選出的離子交換樹脂和無機(jī)酸也可用作酯化催化劑。
下面的實(shí)施例證明采用本發(fā)明的方法可以提純琥珀酸和乙酸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，采用這種方法可以提純?nèi)魏昔人?，包括有機(jī)酸和氨基酸。下面的實(shí)施例中，證明這種方法能有效地從發(fā)酵肉湯、生物量(biomass)水解液和稀釋的廢液中提純羧酸。
下面的非限制性實(shí)施例目的是僅用于說明。
實(shí)施例從發(fā)酵肉湯中取得琥珀酸鹽離子交換前發(fā)酵肉湯中琥珀酸總量=4千克離子交換前琥珀酸肉湯的體積=4升由HPLC測(cè)定的琥珀酸根濃度 =58．14克／升由HPLC測(cè)定的乳酸根濃度=5．05克／升由HPLC測(cè)定的乙酸根濃度=3．89克／升發(fā)酵肉湯pH=離子交換后琥珀酸根(留存液)量 =19．2千克離子交換后琥珀酸根溶液(留存液)體積=19．2升由HPLC測(cè)定的琥珀酸根濃度 =4．28克／升乳酸根濃度=0．23克／升乙酸根濃度=0．34克／升留存液pH =9．3離子交換柱床體積 =7升離子交換柱直徑=4″流速 =21．6升／小時(shí)=3BV／hr吸附在離子交換柱上的琥珀酸根總量 =58．14×4-4．28×19．2=150．38克吸附在離子交換柱上的總當(dāng)量數(shù) =150．38／59=2．55當(dāng)量該次操作中離子交換柱吸附容量 =0．36當(dāng)量／升吸附在柱上的乳酸根量 =5．05×4-0．23×19．2吸附在柱上的乙酸根量 =3．89×4-0．34×19．4=8．96克從陰離子交換樹脂上置換下琥珀酸用約4升H2SO4(2M)洗脫吸附了琥珀酸根的離子交換樹脂，再用約20升水洗滌。收集兩組分洗脫液作為琥珀酸產(chǎn)物。分析這些產(chǎn)物的酸濃度。
組分1洗脫液量 =5．2千克組分1的體積=5．2升琥珀酸濃度 =8．47克／升乳酸濃度 =0．14克／升乙酸濃度 =0．12克／升溶液pH =3．2從離子交換樹脂置換下的第一組分中琥珀酸量 =5．2×8．47=44．04克組分2洗脫液量 =12．4千克組分2洗脫液體積=12．4升琥珀酸濃度 =3．49克／升乳酸濃度 =0克／升乙酸濃度 =0．02克／升從離子交換樹脂置換下的第二組分中琥珀酸量 =12．4×3．49=42．16克從離子交換樹脂置換的琥珀酸總量 =44．04+42．16=86．2克由離子置換法洗脫的琥珀酸百分?jǐn)?shù) =86．2／150．38×100=57．3％該方法洗脫的乙酸百分?jǐn)?shù) =5．2×0．12／8．96×100=7．2％該方法洗脫的乳酸百分?jǐn)?shù) =5．2×0．14／15．78×100=4．6％上面的試驗(yàn)表明用另一種具有較低pKm值的酸選擇性置換，琥珀酸可作為酸被洗脫，或以強(qiáng)堿陰離子交換弱堿陰離子。這種方法對(duì)琥珀酸的選擇回收超過乙酸和乳酸。通過結(jié)晶制得純的琥珀酸。通過蒸發(fā)結(jié)晶可達(dá)到進(jìn)一步提純琥珀酸，制得的琥珀酸晶體純度大于99％。結(jié)晶過程中，乙酸可以用蒸氣回收，乳酸則留在母液中。
從含乙酸根和糖的生物量水解液中取得乙酸根離子離子交換前乙酸鹽糖溶液量 =81．6千克離子交換前乙酸鹽糖溶液的體積 =81．6升由HPLC測(cè)定的乙酸根濃度 =4．53克／升離子交換后乙酸鹽(留存液)量 =96．2千克離子交換后乙酸鹽(留存液)體積 =96．2升離子交換柱床體積 =8．13升離子交換柱直徑 =4＂流速 =21升／小時(shí)=2．58BV／hrHPLC測(cè)定的乙酸鹽濃度 =1．73克／升吸附在離子交換柱上的乙酸根總量=4．53×81．6-1．7×96．2=203．22克吸附在離子交換柱上的總當(dāng)量數(shù) =203．22／60=3．38當(dāng)量離子交換樹脂的交換容量=3．38當(dāng)量／8．13升=0．42當(dāng)量／升從陰離子交換樹脂上置換下乙酸用4升4當(dāng)量的硫酸洗脫吸附了乙酸根的離子交換樹脂，再用水洗滌。收集兩組分洗脫液作為乙酸產(chǎn)物。由HPLC分析這兩組分產(chǎn)物的酸濃度。
組分1產(chǎn)物量=4．0千克組分1產(chǎn)物體積 =4．0升HPLC測(cè)定的乙酸濃度 =9．65克／升組分1中置換下的乙酸量 =38．4克組分2產(chǎn)物量=3．8千克組分2產(chǎn)物體積 =3．8升乙酸濃度 =39．8克／升組分2中置換下的乙酸量 =151．2克從離子交換樹脂洗脫下的乙酸總量 =38．4+151．2=189．64克該方法洗脫的乙酸百分?jǐn)?shù) =189．64／203．22=93．3％上面實(shí)施例表明用較強(qiáng)的陰離子選擇性置換乙酸根離子，可以從鹽溶液回收乙酸。此實(shí)施例中，弱堿性陰離子乙酸根被強(qiáng)堿性陰離子硫酸根取代。通過蒸發(fā)蒸餾，進(jìn)一步濃縮和提純了乙酸。
在含乙酸鹽、糖和硫酸鹽的離子交換過程中，從高pH值廢液中取得乙酸鹽離子交換前乙酸鹽溶液量 =49．0千克比重 =1．012離子交換前溶液的體積 =49．0×1．012=49．59升由HPLC測(cè)定的乙酸根濃度 =1．99克／升由HPLC測(cè)定的硫酸根濃度 =5．19克／升由HPLC測(cè)定的葡萄糖濃度 =2．75克／升溶液最初的pH =9．33離子交換柱床體積 =7升離子交換柱直徑 =4＂流速 =21．6升／小時(shí)=3BV／hr離子交換法后乙酸鹽(留存液)量 =60．6千克比重 =1．005留存液體積 =60．90升溶液最終pH =11．5離子交換后乙酸鹽濃度 =0．38克／升離子交換后硫酸鹽濃度 =1．44克／升離子交換后糖濃度 =2．19克／升吸附在離子交換柱上的乙酸根總量 =49．59×1．99-60．9×0．38=75．54克吸附在離子交換柱上的硫酸根總量 =49．59×5．19-60．9×1．44=169．68克吸附在離子交換柱上的當(dāng)量數(shù) =75．54／60+169．68／49=4．72當(dāng)量從陰離子交換樹脂上置換下乙酸用4升2當(dāng)量硫酸洗脫吸附了乙酸根的離子交換樹脂，再用水洗滌。收集兩組分洗脫液作為乙酸產(chǎn)物。由HPLC分析這兩組分產(chǎn)物的乙酸濃度。
組分1洗脫液量 =20千克酸置換體積 =20升乙酸濃度 =2．11克／升溶液pH =3．2-5．0取得的乙酸量 =2．11×20=42．4克該方法洗脫的乙酸鹽百分?jǐn)?shù) =42．4／75．54×100=55．86％該方法不洗脫硫酸，洗脫出很少量的糖。通過蒸發(fā)蒸餾或蒸汽提取，乙酸很容易濃縮和提純?？梢詮奶烊粊碓椿蛏锪恐猩a(chǎn)食用級(jí)乙酸，不必從石油合成。
用于提純?nèi)樗?、琥珀酸和檸檬酸的樹脂的再生如?shí)施例中所述，為提純?nèi)樗?、琥珀酸和檸檬酸，使用兩個(gè)直徑為1英寸，高4英尺，約500毫升床體積的柱進(jìn)行離子交換。
起初，用4％NaOH溶液，以2個(gè)床體積／小時(shí)的流速，用2-3個(gè)床體積的氫氧化鈉溶液再生此柱。
再生后的柱用4個(gè)床體積的去離子水，以2BV／hr的流速清洗，再用2個(gè)床體積的去離子水，以更高流速清洗。這些水從柱上基本上洗出所有未吸附的氫氧化鈉溶液。此時(shí)，柱已準(zhǔn)備好用于吸附循環(huán)。
乳酸根離子的吸附和置換用10％(大約)乳酸鹽溶液進(jìn)行首次提純，溶液以1個(gè)床體積／小時(shí)的流速通過柱2小時(shí)。收集缺失了乳酸鹽的溶液，分析該溶液的乳酸濃度。然后用2個(gè)床體積的水清洗柱。用4％HCl溶液，以1個(gè)床體積／小時(shí)的流速置換乳酸根離子。收集置換下來的乳酸溶液，并由HPLC分析其乳酸濃度。洗脫的溶液是從乳酸鹽制得的乳酸溶液。采用蒸發(fā)結(jié)晶，可以從這種稀溶液生產(chǎn)純的乳酸。
下面的計(jì)算顯示通過陰離子交換層析從鹽生產(chǎn)的稀酸量。吸附循環(huán) 操作Ⅰ 操作Ⅱ通過柱的乳酸鹽總量= 721克 865克最初乳酸濃度 = 82克／升82克／升柱底收集的缺失乳酸的溶液的量 = 784克 827克缺失后的溶液中乳酸濃度 = 0克／升 0克／升被柱吸附的乳酸離子量(假設(shè)1毫升溶液=1克)= = 59克 70克置換循環(huán) 操作Ⅰ 操作Ⅱ置換循環(huán)結(jié)束時(shí)收集的稀酸溶液量 = 1383克 1498克置換后溶液的乳酸濃度 = 29克／升 29克／升置換下來的乳酸總量 = = 40克 43克陰離子交換法置換下來的乳酸百分?jǐn)?shù) = = 59％ 61％這些結(jié)果證明陰離子交換層析，可以提純?nèi)樗帷?br> 琥珀酸根離子的吸附和置換計(jì)算采用上述提純?nèi)樗岬姆椒ǎ瑥钠湎←}溶液提純琥珀酸。
下面的計(jì)算顯示用陰離子交換層析從鹽生產(chǎn)稀酸的量。吸附循環(huán) 操作Ⅰ 操作Ⅱ通過柱的琥珀酸鹽總量= 1093克 1334克最初琥珀酸濃度 = 100克／升100克／升柱底收集的缺失琥珀酸的溶液的量 = 1040克 1242克缺失后的溶液中琥珀酸濃度= 0克／升 0克／升被離子交換樹脂吸附的琥珀酸離子量= (假設(shè)1毫升溶液=1克)= 109．3克 133．4克置換循環(huán) 操作Ⅰ操作Ⅱ置換循環(huán)結(jié)束時(shí)收集的稀酸溶液量 = 1357克998克置換后溶液的琥珀酸濃度 = 54．5克／升 53．5克／升置換的琥珀酸總量 == 67．7％ 40％上面的實(shí)施例表明通過陰離子交換層析，可以從琥珀酸鹽溶液生產(chǎn)琥珀酸。通過蒸發(fā)結(jié)晶，可以從該溶液制得純的琥珀酸晶體。
檸檬酸根離子的吸附和置換采用上面所述提純?nèi)樗岬姆椒?，從其稀鹽溶液提純檸檬酸。
下面的計(jì)算顯示用陰離子交換層析從鹽生產(chǎn)稀酸的量。吸附循環(huán) 操作Ⅰ操作Ⅱ通過柱的檸檬酸鹽總量 = 869克954克最初檸檬酸濃度= 64克／升 66克／升柱底收集的缺失檸檬酸的溶液的量= 829克920克缺失后的溶液中檸檬酸濃度 = 0克／升 0克／升被離子交換樹脂吸附的檸檬酸離子量(假設(shè)1毫升溶液=1克) = 55．6克 61克置換循環(huán) 操作Ⅰ 操作Ⅱ置換循環(huán)結(jié)束時(shí)收集的稀酸溶液量= 2077克 1869克置換后溶液的檸檬酸濃度= 23克／升 29克／升置換下來的檸檬酸總量 = 47．7克 54克陰離子交換法置換的檸檬酸百分?jǐn)?shù)= = 86％ 88．5％上面的實(shí)施例表明通過陰離子交換層析，可以從檸檬酸鹽溶液生產(chǎn)檸檬酸。通過蒸發(fā)結(jié)晶或其它方法，可以從該置換后溶液制得純的檸檬酸結(jié)晶。
上面的實(shí)施例證明可以通過陰離子交換層析，從稀的有機(jī)鹽混合物生產(chǎn)有機(jī)酸。
同樣，通過陰離子交換層析，可以從稀的發(fā)酵肉湯、水解溶液或稀的廢液中，吸附、提純和置換有機(jī)酸的未質(zhì)子化陰離子。
可采用這種層析法，通過選擇離子交換樹脂和置換溶液，可以吸附、提純和置換氨基酸和其它帶電荷化合物。
通過選擇合適的離子交換樹脂置換溶液和置換溶液的濃度，可以優(yōu)化這種方法。
上面的實(shí)施例表明通過離子交換層析，可以從發(fā)酵肉湯、生物量水解液或從稀的廢液提純有機(jī)酸(乙酸、琥珀酸、乳酸、檸檬酸等)，并通過強(qiáng)酸或強(qiáng)堿陰離子酸化和置換。產(chǎn)品以純酸形式回收，而不是其鹽的形式回收。通過這種方法，可以從產(chǎn)物中除去非離子性雜質(zhì)。
本發(fā)明可用于從發(fā)酵反應(yīng)物中回收羧酸，發(fā)酵反應(yīng)中，羧酸作為次要副產(chǎn)物生成(如通過玉米發(fā)酵生產(chǎn)乙醇時(shí)，產(chǎn)生琥珀酸)或作為發(fā)酵反應(yīng)的主要產(chǎn)物(一些微生物產(chǎn)生相當(dāng)大量的特定羧酸如琥珀酸、乙酸或丙酮酸)生成。
本領(lǐng)域眾所周知，眾多的細(xì)菌分離物和霉菌在一定的生長(zhǎng)條件下，能產(chǎn)生大量特定的羧酸。采用本發(fā)明的方法，選擇在一定生長(zhǎng)條件下能產(chǎn)生所需羧酸的微生物，在這些條件下培養(yǎng)該微生物，并采用本文中公開的方法，從培養(yǎng)物中回收羧酸，大量提純特定羧酸的原望可以方便地實(shí)現(xiàn)。
通過實(shí)施例，可知通過在含葡萄糖的培養(yǎng)液(pH5．9-6．4)和過量CO2中培養(yǎng)微生物如產(chǎn)琥珀酸的厭氧螺菌(ANS)ATCC 29305，分離琥珀酸鹽的愿望可以實(shí)現(xiàn)。要通過降低乙酸生產(chǎn)的碳損耗來提高琥珀酸鹽產(chǎn)率，可使用乙酸鹽-負(fù)突變株，如ANS53488。本發(fā)明不限于的列舉的實(shí)施方案，然而所有的修改和變化都被為包括在本發(fā)明權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種從含羧酸的溶液中回收羧酸的方法，該方法包括下列步驟(a)使含羧酸溶液與陰離子交換樹脂接觸；(b)在合適的條件下洗滌樹脂，除去羧酸根陰離子以外的物質(zhì)；(c)用無機(jī)陰離子、或比羧酸根陰離子更強(qiáng)的陰離子的酸形式，以能有效置換羧酸根陰離子為相應(yīng)羧酸的量，洗滌樹脂，從樹脂上置換下羧酸根陰離子成為羧酸；和(d)收集含羧酸的組分。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述含羧酸溶液選自發(fā)酵肉湯、生物量水解液、相應(yīng)羧酸根陰離子鹽形式的稀溶液或廢液。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括從步驟(d)的含羧酸組分提純羧酸的步驟。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征還在于所述的提純步驟選自結(jié)晶或蒸餾。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述接觸步驟通過將含羧酸溶液加到固定床陰離子交換樹脂上進(jìn)行。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述接觸步驟通過使流化樹脂床流過含羧酸溶液來進(jìn)行。
7．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述置換洗滌步驟(c)中的陰離子酸形式是比步驟(c)的羧酸根陰離子更強(qiáng)的陰離子。
8．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述置換洗滌步驟(c)包含無機(jī)陰離子的酸形式。
9．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征還在于置換洗滌步驟(c)包含極性胺。
10．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征還在于含羧酸溶液是發(fā)酵肉湯。
11．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征還在于含羧酸溶液是生物量水解液。
12．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征還在于含羧酸溶液是廢液。
13．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征還在于含羧酸溶液是相應(yīng)羧酸根陰離子鹽形式的稀溶液。
14．一種從含羧酸溶液制備酯的方法，該方法包括下列步驟(a)使含羧酸溶液與陰離子交換樹脂接觸；(b)在合適的條件下洗滌樹脂，除去羧酸根陰離子以外的物質(zhì)；(c)用含有無機(jī)陰離子、或比羧酸根陰離子更強(qiáng)的陰離子的酸形式的醇類，以能有效置換羧酸的量，洗滌樹脂，從樹脂上置換下羧酸根陰離子成為羧酸；和(d)收集酯組分。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括提純步驟(d)的酯的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有成本—效益的方法,用于提純和酸化羧酸,包括有機(jī)酸和氨基酸。所述方法涉及使羧酸的陰離子形式結(jié)合于陰離子交換柱并洗滌該柱來除去雜質(zhì)。通過用強(qiáng)的無機(jī)陰離子溶液洗滌樹脂,使羧酸陰離子被置換為羧酸。這種方法能有效地從各種工業(yè)來源包括發(fā)酵肉湯、水解液和廢液中取得有機(jī)羧酸和氨基酸。
文檔編號(hào)C07C53/08GK1292023SQ99803590
公開日2001年4月18日 申請(qǐng)日期1999年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月2日
發(fā)明者E·龐南帕拉馬 申請(qǐng)人:密執(zhí)安生物技術(shù)所