精煉喹啉酸的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及精煉喹啉酸的方法。
【背景技術】
[0002] 喹啉酸是廣泛地用作藥物、染料、農(nóng)藥等的中間體的化合物。通常，喹啉酸是從起 始原料，例如石油化工過程中得到的喹啉、2, 3-二甲基吡啶或8-羥基喹啉，經(jīng)化學方法制 備的。例如，喹啉酸的化學合成方法包括從硫酸鹽（例如硫酸銅）得到喹啉酸的銅鹽；并以 氧化銅沉淀的形式從該銅鹽中除去銅離子。在該喹啉酸的合成方法中，從喹啉酸的銅鹽中 除去銅的額外過程可能會導致大量不產(chǎn)物的生成以及較低的收率。該合成方法還可能形成 大量的雜質(zhì)，因此，使用該合成方法，即使是通過再循環(huán)由分離喹啉酸晶體而獲得的母液， 也可能很難以高收率得到喹啉酸。
[0003] 近期，研究出了通過發(fā)酵方法生成喹啉酸的方法。通過發(fā)酵方法制備喹啉酸簡單 且形成少量的副產(chǎn)物。但是通常，通過該發(fā)酵方法得到的發(fā)酵溶液可能包含較低濃度的喹 啉酸，其以與鹽的組合存在。
[0004] 因此，需要一種經(jīng)濟的精煉方法，用于以高回收率和低成本從該發(fā)酵溶液中獲得 高純度的喹啉酸晶體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術問題
[0006] 本發(fā)明提供了一種從發(fā)酵溶液中提純喹啉酸的新型、經(jīng)濟的方法。
[0007] 技術方案
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種精煉喹啉酸的方法，該方法包括：制備包含喹 啉酸及其鹽的至少一種的發(fā)酵溶液；將微生物細胞從該發(fā)酵溶液中除去；通過將酸加至該 除去微生物細胞的發(fā)酵溶液中來制備酸性組合物，其包含至飽和濃度以上的喹啉酸及其鹽 的至少一種；且從該酸性組合物中回收所述喹啉酸及其鹽的至少一種的晶體。
[0009] 根據(jù)一個或多個實施方案，喹啉酸可經(jīng)由相對簡單的方法，通過將酸加至包含喹 啉酸的發(fā)酵溶液中進行精煉。通過將由酸處理后的晶體分離所產(chǎn)生的母液再循環(huán)，可以高 收率獲得高純度的喹啉酸。
[0010] 附圖描述
[0011] 圖1是喹啉酸的溶解度相對于pH的曲線圖。
[0012] 圖2是根據(jù)示例性的實施方案精煉喹啉酸的方法的流程圖，其不包括重結(jié)晶步 驟。
[0013]圖3是根據(jù)另一示例性的實施方案精煉喹啉酸的方法的流程圖，其包括重結(jié)晶步 驟。
[0014] 最佳方式
[0015] 在下文中，精煉喹啉酸方法的示例性實施方案將更詳盡地進行描述。
[0016] 根據(jù)本公開的一個實施方案，精煉喹啉酸的方法包括：制備包含喹啉酸及其鹽的 至少一種的發(fā)酵溶液；將微生物細胞從該發(fā)酵溶液中除去；通過將酸加至該除去微生物細 胞的發(fā)酵溶液中來制備酸性組合物，其包含飽和濃度以上的喹啉酸及其鹽的至少一種；并 從該酸性組合物中回收所述喹啉酸及其鹽的至少一種的晶體。
[0017] 根據(jù)該精煉方法，可通過簡單的方法得到高收率的高純度喹啉酸，其通過將酸加 至該包含喹啉酸的鹽的發(fā)酵溶液中形成喹啉酸晶體，然后回收該喹啉酸晶體。由于該酸性 組合物包含飽和濃度以上的喹啉酸及其鹽的至少一種，因此所述喹啉酸及其鹽的至少一種 中至少一部分可作為晶體析出。
[0018] 在該精煉方法中所用的發(fā)酵溶液可以是用能產(chǎn)生喹啉酸的改性微生物培養(yǎng)的 發(fā)酵溶液。能制備該發(fā)酵溶液的微生物類型并沒有特別限定，且可包括能產(chǎn)生本領域 可用的喹啉酸的任意微生物。例如，在該精煉方法中可用的微生物可以是隸屬于埃希 氏菌屬（Escherichia)、腸桿菌屬（Enterobacter)、歐文氏菌屬（Erwinia)、克雷伯菌屬 (Klebsiella)、泛菌屬（Pantoea)、沙雷氏菌屬（Serratia)、棒桿菌屬（Corynebacterium) 等的微生物。
[0019] 在一些實施方案中，所述發(fā)酵溶液除了喹啉酸還可包含：有機酸，例如乳酸、琥珀 酸、甲酸或乙酸；陽離子，例如Na+、Mg2+、NH4+和K+;陰離子，例如C0 32 404和50 42 ;氨基酸， 例如繳氨酸、精氨酸和甲硫氨酸；非消耗性（non-consumable)碳源、具有產(chǎn)生喹啉酸能力 的用于發(fā)酵的微生物，等。
[0020] 該精煉方法中的酸性組合物是指通過將酸加至該發(fā)酵溶液中得到的pH小于7的 組合物且其包含該發(fā)酵溶液。
[0021] 該精煉方法中的酸性組合物可具有約3. 5或更低的pH。當將該酸性組合物的pH 控制在約3. 5或更低時，則喹啉酸和/或其鹽的溶解度可能會降低，從而可析出喹啉酸晶體 和/或其鹽的晶體。例如，所述酸性組合物可具有3. 0或更低的pH，且在一些實施方案中， pH約2. 5或更低，且在一些其他實施方案中，pH約1. 0至約2. 5。
[0022] 加入酸之前的所述發(fā)酵溶液可能具有約4至約9的pH。當加入酸之前的所述發(fā)酵 溶液具有這個范圍內(nèi)的pH時，則該喹啉酸可結(jié)合包含在培養(yǎng)基中的陽離子，例如Na+、Mg' NH4+、K+等，并因此以其鹽存在，例如喹啉酸鈉、喹啉酸鎂、喹啉酸銨或喹啉酸鉀，該鹽在水中 具有相當高的溶解度，約l〇〇g/L或更高。當所述發(fā)酵溶液具有高pH時，所析出的喹啉酸晶 體會與喹啉酸鹽晶體混合。因此，具有pH3. 5或更低的pH的酸性組合物可通過將酸加至 該發(fā)酵溶液中進行制備。
[0023] 在該精煉方法的一些實施方案中，在制備該酸性組合物中，所述酸性組合物可具 有約60°C或更低的溫度，且在一些實施方案中，約50°C或更低，且在一些其他實施方案中， 約40°C或更低，且在一些其他實施方案中，約0°C至約40°C。當該酸性組合物的溫度在這些 范圍內(nèi)，則該喹啉酸晶體可以改進的收率獲得。
[0024] 在該精煉方法的一些實施方案中，加至該培養(yǎng)基的酸可包括至少一種選自以下的 酸：硫酸、鹽酸、硝酸、溴酸（HBr)、磷酸（H3P04)、高氯酸（HC104)及其混合物，但不限于此。可 使用本領域可用的任何酸來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH。所加入的酸的濃度并未特別限定。
[0025] 該精煉方法可包括在制備酸性組合物前，將微生物細胞從該發(fā)酵溶液中除去。
[0026] 除去微生物細胞可通過以下進行，但并不限于，使用離心機、壓濾機、硅藻土濾器、 旋轉(zhuǎn)真空過濾器或薄膜分離器或加入促凝劑、浮選劑等。可使用本領域可用的任意方法來 分離微生物細胞。
[0027] 所述發(fā)酵溶液通?？删哂屑s4至約9的pH。在所述精煉方法的一些實施方案中，所 述發(fā)酵溶液的pH可通過以下方法降低：加入酸以凝聚微生物細胞，從而有效地將其除去。 能夠使微生物細胞凝聚從而被有效除去的發(fā)酵溶液的pH的范圍為約3至約7,且在一些實 施方案中，約3. 5至約6. 0。但是，該發(fā)酵溶液的pH并不限于此，且可在一定范圍內(nèi)，其中通 過加入酸可發(fā)生微生物細胞的凝聚。例如，加至該發(fā)酵溶液的酸可以是硫酸、鹽酸、硝酸或 其混合物，但不限于此。可使用本領域可用的任何酸來調(diào)節(jié)該發(fā)酵溶液的pH。可將從該發(fā) 酵溶液中除去的微生物細胞干燥，用作動物飼料或肥料。
[0028] 在一些實施方案中，該精煉方法還可包括，在制備該酸性組合物前，從發(fā)酵溶液中 除去雜質(zhì)。喹啉酸的純度可通過除去雜質(zhì)提高。
[0029] 從該發(fā)酵溶液中除去雜質(zhì)可包括將過濾劑加至該發(fā)酵溶液中以除去雜質(zhì)和/或 不溶性材料。該過濾劑可以是，例如，活性炭、硅藻土、膨潤土、酸性白土、滑石等，但不限于 此。可使用本領域可用的任意過濾劑。通過使用過濾器，可將吸附有雜質(zhì)和不溶性材料的 過濾劑從該發(fā)酵溶液中除去。例如，所述雜質(zhì)可包括金屬離子。所述不溶性材料可包括，例 如，微生物細胞。
[0030] 在一些實施方案中，所述精煉方法還可包括，在制備所述酸性組合物前濃縮該發(fā) 酵溶液。喹啉酸晶體的收率可通過進一步濃縮該發(fā)酵溶液來提高。濃縮該發(fā)酵溶液可包括 除去水以增加喹啉酸在該發(fā)酵溶液中的濃度，并因此提高后續(xù)步驟中析出的喹啉酸晶體的 量。
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