純化1,4-二氨基丁烷的方法、由所述方法純化的1,4-二氨基丁烷和由其制備的聚酰胺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及純化1,4-二氨基丁烷的方法、使用該方法純化的1,4-二氨基丁烷和 使用該1,4-二氨基丁烷制備的聚酰胺。
【背景技術(shù)】
[0002] 1,4-二氨基丁烷(也稱作腐胺)可通過(guò)由氰化氫和丙烯腈制備的琥珀腈的加氫和 蒸餾而制備。1,4-二氨基丁烷也可通過(guò)向1,4-二硼丁烷或1,4-二氯丁烷中添加堿金屬酞 亞胺催化劑和肼之后蒸餾而制備。這些1,4-二氨基丁烷的化學(xué)合成方法使用有毒化合物 (例如氰化氫)或者需要昂貴的反應(yīng)催化劑。
[0003] 近來(lái),已有對(duì)通過(guò)發(fā)酵而不使用任何有毒化合物和/或昂貴催化劑制備1,4-二氨 基丁烷的方法的研宄。然而,通過(guò)發(fā)酵得到的1,4-二氨基丁烷常規(guī)地是在發(fā)酵溶液中以低 的濃度與鹽組合提供的。
[0004] 因此,需要從發(fā)酵溶液中純化1,4-二氨基丁烷的有效方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 技術(shù)問(wèn)題
[0006] 本公開(kāi)內(nèi)容提供了純化1,4-二氨基丁烷的新方法。
[0007] 本公開(kāi)內(nèi)容還提供了使用該新的純化方法純化的1,4-二氨基丁烷。
[0008] 本公開(kāi)內(nèi)容還提供了使用該純化的1,4-二氨基丁烷制備的聚酰胺。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 依照本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面,純化1,4-二氨基丁烷的方法包括:濃縮包括1,4-二 氨基丁烷及其鹽的至少一種的發(fā)酵溶液以得到濃縮物;向該發(fā)酵溶液的濃縮物中添加堿以 制備具有12或更高的pH的堿性組合物;和從該堿性組合物收?。ɑ厥眨瑀ecover) 1,4-二 氨基丁烷。
[0011] 依照本公開(kāi)內(nèi)容的另一方面,提供了通過(guò)上述方法純化的1,4-二氨基丁烷。
[0012] 依照本公開(kāi)內(nèi)容的另一方面,提供了使用該1,4-二氨基丁烷制備的聚酰胺。
[0013] 有益效果
[0014] 如上所述,通過(guò)向包括1,4-二氨基丁烷的發(fā)酵溶液中添加堿可以高產(chǎn)率得到高 純度的1,4-二氨基丁烷。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是在實(shí)施例1中純化1,4-二氨基丁烷的方法的流程圖;和
[0016] 圖2是在實(shí)施例2中純化1,4-二氨基丁烷的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 在下文中,將更詳細(xì)地描述純化1,4 _二氨基丁烷的方法、使用該方法純化的 1,4-二氨基丁燒和使用該1,4-二氨基丁燒制備的聚酰胺。
[0018] 依照本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面,純化1,4-二氨基丁烷的方法包括:濃縮包括1,4-二 氨基丁烷及其鹽的至少一種的發(fā)酵溶液以得到濃縮物;向該發(fā)酵溶液的濃縮物中添加堿以 制備具有12或更高的pH的堿性組合物;和從該堿性組合物收取1,4-二氨基丁烷。
[0019] 在所述純化方法的一些實(shí)施方式中,通過(guò)如下可容易地以高產(chǎn)率得到高純度的 1,4-二氨基丁烷:濃縮包含1,4-二氨基丁烷的鹽的中性發(fā)酵溶液;向其中添加堿以將 1,4-二氨基丁烷從1,4-二氨基丁烷的鹽中分離出來(lái);然后選擇性收取1,4-二氨基丁烷。
[0020] 發(fā)酵溶液可為中性的。在該發(fā)酵溶液的濃縮(第一濃縮步驟)中,可除去該發(fā)酵 溶液中溶劑的至少一部分。隨著溶劑的至少一部分被除去,可提高1,4-二氨基丁烷在發(fā)酵 溶液中的濃度。所述溶劑可為水。例如,在發(fā)酵溶液的濃縮過(guò)程中除去的溶劑的量可為在 濃縮之前的發(fā)酵溶液中的溶劑的量的約50%或更多,和在一些實(shí)施方式中為約60%或更 多,和在一些其他實(shí)施方式中為約70%或更多,和在進(jìn)一步的其他實(shí)施方式中為約80%或 更多。
[0021] 發(fā)酵溶液的濃縮可在低溫和減壓環(huán)境中進(jìn)行以防止在該發(fā)酵溶液中通常包含的 細(xì)菌細(xì)胞的破壞。
[0022] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,發(fā)酵溶液的濃縮可在約100°C或更低的蒸氣溫度 (即在其中從發(fā)酵溶液蒸發(fā)的蒸氣的溫度為約l〇〇°C或更低的條件下)進(jìn)行。例如,發(fā)酵溶 液的濃縮可在約10°c -約100°C、和在一些實(shí)施方式中約30°C -約80°C、和在一些其他實(shí) 施方式中約45°C -約67°C的蒸氣溫度進(jìn)行。在這些條件中可更容易地除去發(fā)酵溶液的溶 劑。
[0023] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,發(fā)酵溶液的濃縮可在約760mmHg或更低的減壓 (即在其中與發(fā)酵溶液處于平衡的蒸氣的壓力為約760mmHg或更低的條件下)進(jìn)行。例如, 發(fā)酵溶液的濃縮可在約lOmmHg-約760mmHg、和在一些實(shí)施方式中約40mmHg-約500mmHg、 和在一些其他實(shí)施方式中約70mmHg-約200mmHg的壓力進(jìn)行。在這些條件中可更容易地除 去發(fā)酵溶液的溶劑。
[0024] 在一些實(shí)施方式中,純化方法可進(jìn)一步包括在發(fā)酵溶液的濃縮之前從該發(fā)酵溶液 中除去細(xì)菌細(xì)胞。在發(fā)酵溶液的濃縮之前從該發(fā)酵溶液中除去細(xì)菌細(xì)胞可提高通過(guò)純化得 到的1,4_二氨基丁烷的純度。除去的細(xì)菌細(xì)胞可用作副產(chǎn)物,例如,在干燥之后用作動(dòng)物 飼料。
[0025] 從發(fā)酵溶液中除去細(xì)菌細(xì)胞可使用本領(lǐng)域中可用的任何方法進(jìn)行,沒(méi)有具體限 制,例如使用離心、壓濾、娃藻土過(guò)濾、旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾、膜過(guò)濾或凝聚(凝結(jié),coagulating)/ 浮選(floating)。
[0026] 由發(fā)酵溶液的濃縮得到的濃縮物(即濃縮產(chǎn)物)中的溶劑的量,基于該濃縮物的 總重量計(jì),可在約l〇wt% -約50wt%的范圍內(nèi)。例如,基于該濃縮物的總重量計(jì),該濃縮物 中的溶劑的量可在約15wt% -約45%、和在一些實(shí)施方式中約20wt% -約40wt%的范圍 內(nèi)。當(dāng)濃縮物中的溶劑的量太小時(shí),在堿性組合物的制備中可沉淀出過(guò)量的鹽。當(dāng)濃縮物 中的溶劑的量太大時(shí),從堿性組合物中移除1,4-二氨基丁烷可能花費(fèi)長(zhǎng)的時(shí)間,由此可導(dǎo) 致1,4-二氨基丁烷的碳酸鹽。所述溶劑可為水。
[0027] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,發(fā)酵溶液可通過(guò)發(fā)酵制備。該發(fā)酵溶液可通過(guò)培 養(yǎng)微生物(例如突變的微生物)而制備。微生物的培養(yǎng)可通過(guò)本領(lǐng)域中可用的任何方法由, 例如,分批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)或補(bǔ)料分批培養(yǎng)進(jìn)行,但不限于此。
[0028] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,用于制備堿性組合物的堿可為選自氫氧化鈉、氫 氧化媽、氫氧化鎂、氫氧化鉀、氫氧化鋇和氫氧化按的至少一種,但不限于此。該堿可為本領(lǐng) 域中可用于將組合物的pH調(diào)節(jié)到堿性pH的任何堿。
[0029] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,堿性組合物可具有約12或更高的pH、和在一些實(shí) 施方式中約12. 0-約14. 0的pH。當(dāng)該堿性組合物具有小于12. 0的pH時(shí),1,4-二氨基丁 烷可部分地與鹽組合存在,因此可能難以通過(guò)蒸餾分離1,4-二氨基丁烷,從而導(dǎo)致1,4-二 氨基丁燒降低的收取率(recovery)。
[0030] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,1,4-二氨基丁烷的收取可在于堿性組合物中形成 1,4-二氨基丁烷的碳酸鹽之前進(jìn)行。當(dāng)堿性溶液中的1,4-二氨基丁烷與空氣中的氧隨時(shí) 間而結(jié)合時(shí),可形成1,4-二氨基丁烷的碳酸鹽,這可減少通過(guò)蒸餾收取的1,4-二氨基丁烷 的量。由于此原因,可在堿性溶液的制備之后立即或與堿性溶液的制備同時(shí)進(jìn)行1,4-二氨 基丁燒的收取。
[0031] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,從堿性組合物收取1,4-二氨基丁烷可包括通過(guò) 蒸餾從該堿性組合物分離包括1,4-二氨基丁烷的組合物(第二濃縮步驟)和通過(guò)分餾從 該包括1,4-二氨基丁烷的組合物分離1,4-二氨基丁烷。
[0032] 例如,包括1,4-二氨基丁烷的組合物可在從堿性組合物分離之后儲(chǔ)存,并且從該 包括1,4-二氨基丁烷的組合物收取1,4-二氨基丁烷可在需要時(shí)進(jìn)行。該包括1,4-二氨 基丁烷的組合物可為包含比堿性組合物中的多且比最終純化產(chǎn)物中的少的1,4-二氨基丁 烷的組合物。
[0033] 在純化方法的一些實(shí)施方式中,包括1,4-二氨基丁烷的組合物可處于氣態(tài)、液態(tài) 或其混合態(tài)。該包括1,4-二氨基丁烷的組合物的狀態(tài)可取決于所需的純化條件而改變。
[0034] 在一些實(shí)施方式中,通過(guò)蒸餾可從堿性組合物分離處于氣態(tài)和/或冷凝態(tài)的包括 1,4-二氨基丁烷的組合物。通過(guò)蒸餾分離包括1,4-二氨基丁烷的組合物可使用雙夾套反 應(yīng)