專利名稱：長鏈二元酸的分離純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長鏈二元酸的分離純化方法。
背景技術(shù)：
長碳鏈二元酸通常指的是含8個(gè)碳原子以上的正長鏈二元羧酸。長鏈二元酸是一系列特種合成材料的基礎(chǔ)單體原料。長碳鏈二元酸及其衍生物可以生產(chǎn)特種尼龍樹脂、聚碳酸酯、粉末涂料、香料、熱溶膠、特種潤滑劑等，是合成工程塑料、香料、耐寒增塑劑、金屬加工的防銹劑以及高分子材料加工中的增塑劑等。其中作為生產(chǎn)特種尼龍的原料，長碳鏈二元酸有著其他原料無法替代的性能。長鏈二元酸在自然界中并不存在，可以用化學(xué)法合成某些種類的長鏈二元酸，例如癸二酸和十二碳二元酸。此外，還可用生物法生產(chǎn)長碳鏈二元酸。生物法生產(chǎn)是70年代興起的微生物發(fā)酵技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用，在國內(nèi)外受到普遍重視。生物法可提供從 C9到C18的系列長碳鏈二元酸單體。不管是化學(xué)法還是生物法，在二元酸的分離純化方面都存在雜酸與目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)近似，難以用簡單低成本的方式進(jìn)行分離的問題。以生物法生產(chǎn)為例，在以烷烴為底物的二元酸發(fā)酵液中，除了由于原料純度不夠造成的發(fā)酵液中存在其他二元酸，由于代謝途徑的不同也會(huì)產(chǎn)生除目標(biāo)產(chǎn)物之外的一元羧酸或二元羧酸；在以脂肪酸或其衍生物發(fā)酵的發(fā)酵液中會(huì)存在底物利用不充分而殘留的脂肪酸或其衍生物底物。而長鏈二元酸的應(yīng)用又要求二元酸的純度，色素含量，熱穩(wěn)定性等指標(biāo)非常高。作為合成高檔尼龍尼龍612、尼龍1212的原料，十二碳二元酸中的一元羧酸的含量要很低，因?yàn)橐辉人岬拇嬖跁?huì)起到終止聚合的作用。而色素等在高溫下易顯色的物質(zhì)含量也要求很低， 否則會(huì)影響尼龍的色澤和性能。作為合成香料的原料，十三碳二元酸中雜酸和雜質(zhì)的存在會(huì)影響香料的香味。日本專利申請(qǐng)JP62-285794A公開了將該發(fā)酵液堿化后，1)往該發(fā)酵液中加入硫酸或其他無機(jī)酸等，將其PH降低至酸性區(qū)域，使長鏈二元酸析出、分離幻將發(fā)酵液中的二元酸形成為鈣鹽之類的不溶于水的鹽，使其析出、分離(參見例如日本專利申請(qǐng) JP58193694A)；幻往發(fā)酵液中添加無機(jī)鹽，使二元酸以堿金屬鹽的形式析出、分離。另外， 中國專利申請(qǐng)CN1394842A公開了一種通過加入常用的螯合劑和凝聚劑來除去發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)和重金屬離子的方法。日本專利申請(qǐng)JP58-193694A等還公開了用溶劑直接抽提含長鏈二元酸的生物發(fā)酵液的方法。日本專利申請(qǐng)JP57-105193A和美國專利US6087527A還公開了用醇和催化劑將長鏈二元酸酯化來得到高純度長鏈二元酸的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在以往的對(duì)含長鏈二元酸的溶液的處理中，迄今未見利用色譜的方式分離長鏈二元酸與雜質(zhì)和分離不同長鏈二元酸的報(bào)道。本發(fā)明者經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)，將長鏈二元酸在色譜柱中用分離介質(zhì)進(jìn)行色譜分離，利用不同溶質(zhì)與分離介質(zhì)的作用力不同，在各流出時(shí)間段收集所含物質(zhì)、含量不同的洗脫液。利用這一原理可以達(dá)到將長鏈二元酸與其他成分以及不同碳鏈二元酸有效分離的目的。本發(fā)明是在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成的。S卩，本發(fā)明的目的在于提供一種適于工業(yè)上使用的簡便有效的長鏈二元酸的分離純化方法。本發(fā)明的長鏈二元酸的分離純化方法的特征在于，將長鏈二元酸在分離柱中用分離介質(zhì)進(jìn)行色譜分離。在本發(fā)明的長鏈二元酸的分離純化方法中，所述分離介質(zhì)選自大孔吸附樹脂、活性炭、活性白土、硅藻土和硅膠。在本發(fā)明中，大孔吸附樹脂因其理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機(jī)溶劑，對(duì)有機(jī)物選擇性好，不受無機(jī)鹽類及強(qiáng)離子、低分子化合物存在的影響，適合用水性溶液或水與有機(jī)溶劑的混合液進(jìn)行洗脫而成為優(yōu)選。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述大孔吸附樹脂為非極性大孔吸附樹脂。在本發(fā)明中，所述大孔吸附樹脂還可以為極性大孔吸附樹脂。在本發(fā)明中，作為所述分離介質(zhì)，還可以使用活性炭、及活性白土與活性炭之組
I=I O在本發(fā)明的長鏈二元酸的分離純化方法中，所述分離柱可以是單柱形式，也可以是多柱連續(xù)的形式。在本發(fā)明的長鏈二元酸的分離純化方法中，用分離柱進(jìn)行的色譜分離使用選自水、有機(jī)溶劑或水與有機(jī)溶劑的混合溶劑的洗脫液。在本發(fā)明的多個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述長鏈二元酸為生物法生產(chǎn)的或化學(xué)法合成的含長鏈二元酸的溶液。在本發(fā)明的長鏈二元酸的分離純化方法中，用于分離純化的所述長鏈二元酸的優(yōu)選例子為以C9-C18的烷烴或脂肪酸或其衍生物為底物進(jìn)行發(fā)酵而得到的含長鏈二元酸的發(fā)酵液或經(jīng)處理后的發(fā)酵液；化學(xué)合成法生產(chǎn)過程中的含長鏈二元酸的溶液；生物法或化學(xué)合成法生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含長鏈二元酸的廢液。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種適于工業(yè)上使用的將長鏈二元酸用色譜的方式進(jìn)行分離純化的方法。在本發(fā)明中，所述長鏈二元酸是主鏈在8個(gè)碳原子以上的α，ω-脂族二元酸， 尤其優(yōu)選碳原子數(shù)為9-18的烷烴二酸、烯烴二酸，例如可以是十碳二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸、十六碳二酸、十七碳二酸、十八碳二酸、十八碳-9-烯二酸等。在本發(fā)明中，“長鏈二元酸”一詞可以是指該化合物或混合物本身，也可以是含該長鏈二元酸的溶液或其他形式。在本發(fā)明中，所述“適于工業(yè)上使用的” 一詞是指本發(fā)明的分離純化方法適于以符合商業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模、較高的樣品與分離介質(zhì)之比及較低廉的分離大量分離和純化長鏈二元酸，并且能夠?qū)嶋H用于工業(yè)化生產(chǎn)。在本發(fā)明中，“分離介質(zhì)”一詞是指大孔吸附樹脂、活性炭、活性白土、硅藻土和硅膠。
在本發(fā)明中，所用活性炭作為分離介質(zhì)時(shí)，優(yōu)選使用顆?；钚蕴俊Ｔ诒景l(fā)明中，還可使用硅藻土或活性白土作為分離介質(zhì)。硅藻土或活性白土可各自單獨(dú)使用，但優(yōu)選與活性炭等一起用于從生物發(fā)酵液中純化長鏈二元酸。所述色譜分離柱可以是單柱形式，也可以是多柱連續(xù)的形式。采用多柱連續(xù)形式時(shí)，多個(gè)分離柱中使用的分離介質(zhì)可以是同一種類的，也可以是不同種類的。在用色譜分離柱進(jìn)行分離時(shí)，使用的洗脫液可以是水、有機(jī)溶劑或水與有機(jī)溶劑的混合溶劑的洗脫液。在本發(fā)明中，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)洗脫液的PH使二元酸不會(huì)在分離柱中析出。在以大孔吸附樹脂為分離介質(zhì)的情況下，洗脫液的pH需調(diào)節(jié)至不會(huì)使長鏈二元酸析出，較好地為弱堿性。另外，在以大孔吸附樹脂為分離介質(zhì)的情況下，進(jìn)料溶液的pH宜調(diào)節(jié)至不會(huì)使長鏈二元酸析出，較好地調(diào)節(jié)為堿性。在本發(fā)明中，所述長鏈二元酸是以酸或其無機(jī)鹽的形式存在。本發(fā)明的含長鏈二元酸的分離純化方法適用于多種長鏈二元酸的分離純化過程， 例如化學(xué)法合成的二元酸的純化過程；從以烷烴或脂肪酸或其衍生物為底物生物發(fā)酵所得發(fā)酵液中提取純化二元酸；并且，還可以用于從結(jié)晶后的母液或生物、化學(xué)廢液中回收分離長鏈二元酸的過程。在本發(fā)明中，所述生物發(fā)酵是指用熱帶假絲酵母菌(Candida. Tropicalis)以 C8-18的烷烴、脂肪酸或其衍生物(如脂肪酸酯)為底物，生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生相應(yīng)的長鏈二元酸。所述生物發(fā)酵液中，除長鏈二元酸、菌體、水之外，通常還含有未反應(yīng)的烷烴、低級(jí)羧酸、 羥基一元酸、二元羧酸、無機(jī)離子等。在本發(fā)明中，長鏈二元酸宜占發(fā)酵液總量的0. 1-25質(zhì)量％。在本發(fā)明中，所述生物發(fā)酵液優(yōu)選經(jīng)過預(yù)處理。在本發(fā)明中，所述“預(yù)處理” 一詞是指通過離心、過濾或pH調(diào)節(jié)等手段或這些手段之組合，除去生物發(fā)酵液中菌體等不溶物和其他雜質(zhì)。優(yōu)選的預(yù)處理包括、但不限于將生物發(fā)酵液堿化后進(jìn)行板框過濾或膜過濾，優(yōu)選膜過濾。本發(fā)明尤其適用于不同鏈長的長鏈二元酸的混合物分離、純化。下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。但應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的舉例說明，而非是對(duì)本發(fā)明的范圍限定。實(shí)施例1將含有癸二酸(化學(xué)法生產(chǎn)，CP，純度98.5%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)與十三烷二元酸(山東凱賽生物科技材料有限公司，DC13P，純度97% )各50%的混合物6克， 放入燒杯中，加稀堿溶液并加熱溶解為60ml透明水溶液，pH 8.5。該溶液中，癸二酸濃度為 5%，十三烷二元酸濃度為5%。以速度2BV/h加入到直徑3cm、高60cm、裝填有350mL非極性大孔吸附樹脂(DOW，XAD418)的分離柱中，在30°C的操作溫度下用水(pH 9.0)洗脫，流速2BV/h。收集洗脫液，分析結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種適于工業(yè)上使用的長鏈二元酸的分離純化方法，其特征在于，將長鏈二元酸在分離柱中用分離介質(zhì)進(jìn)行色譜分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離純化方法，其特征在于，所述分離介質(zhì)選自大孔吸附樹脂、活性炭、活性白土、硅藻土和硅膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離純化方法，其特征在于，所述分離介質(zhì)為大孔吸附樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離純化方法，其特征在于，所述大孔吸附樹脂為非極性大孔吸附樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離純化方法，其特征在于，所述分離介質(zhì)為吸附樹脂和其他一種或多種分離介質(zhì)之組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離純化方法，其特征在于，所述色譜分離柱為單柱或多柱連續(xù)的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離純化方法，其特征在于，使用水性溶液或水與有機(jī)溶劑的混合溶劑進(jìn)行洗脫。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離純化方法，其特征在于，使用水性溶液進(jìn)行洗脫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離純化方法，其特征在于，所述長鏈二元酸是以生物法得到的含C9-C18長鏈二元酸的溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分離純化方法，其特征在于，所述長鏈二元酸是含C9-C18長鏈二元酸的生物發(fā)酵液。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分離純化方法，其特征在于，所述生物發(fā)酵液經(jīng)過預(yù)處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分離純化方法，其特征在于，所述長鏈二元酸是生物法生產(chǎn)長鏈二元酸過程中產(chǎn)生的含長鏈二元酸的廢液。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離純化方法，其特征在于，所述長鏈二元酸是用化學(xué)法得到的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的分離純化方法，其特征在于，所述長鏈二元酸是化學(xué)法生產(chǎn)的含C9-C18長鏈二元酸的料液或廢液。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離純化方法，其特征在于，所述長鏈二元酸是不同鏈長的長鏈二元酸的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種長鏈二元酸的分離純化方法，它將長鏈二元酸在分離柱中用分離介質(zhì)進(jìn)行色譜分離。所述分離介質(zhì)選自大孔吸附樹脂、活性炭、活性白土、硅藻土和硅膠。本發(fā)明的長鏈二元酸的分離純化方法可用于從生物發(fā)酵液或化學(xué)合成產(chǎn)品中分離純化長鏈二元酸，也可用于從生物發(fā)酵或化學(xué)合成過程中產(chǎn)生的廢液中分離純化長鏈二元酸。使用本發(fā)明的方法，可以簡便有效地將長鏈二元酸與色素等雜質(zhì)分離出來，并且能夠?qū)Υ嬖谟谕蝗芤褐械牟煌L鏈二元酸進(jìn)行分離。
文檔編號(hào)C07C55/21GK102190572SQ20101010913
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者秦兵兵, 臧慧卿, 雷光 申請(qǐng)人:上海凱賽生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司, 上海凱賽生物科技有限公司, 山東凱賽生物科技材料有限公司