從發(fā)酵液中純化琥珀酸的方法技術(shù)

通過將含琥珀酸的液體與Ｈ－型強酸性陽離子交換樹脂進行接觸，所述樹脂的量等于或大于含琥珀酸的液體中包含的除氫離子之外的陽離子的量，并從得到的經(jīng)離子交換處理的液體中沉淀琥珀酸的晶體以得到純化的琥珀酸來產(chǎn)生琥珀酸，所述含琥珀酸的液體中含有琥珀酸和通過發(fā)酵或酶法獲得的陽離子。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及從積累琥珀酸的鹽的發(fā)酵液中純化琥珀酸的技術(shù)。
技術(shù)介紹
近年來，琥珀酸作為生物可降解聚合物的原料而引起人們的注意。而且，琥珀酸作為4-碳中間體被廣泛用作特殊化學(xué)產(chǎn)品的原料。為了使用琥珀酸作為生物可降解聚合物和特殊化學(xué)產(chǎn)品的原料，需要以低成本產(chǎn)生高純度的琥珀酸。這是因為原料琥珀酸中含有的雜質(zhì)可抑制由琥珀酸產(chǎn)生最終產(chǎn)品的反應(yīng)或降低所述最終產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，為了通過發(fā)酵或酶法產(chǎn)生琥珀酸用作聚合物或特殊化學(xué)產(chǎn)品的原料，需要有效地從含有大量雜質(zhì)的發(fā)酵液或酶反應(yīng)混合物中除去雜質(zhì)并以低成本產(chǎn)生琥珀酸。在通過發(fā)酵或酶法產(chǎn)生琥珀酸的過程中，通常將反荷離子(counter ion)加入培養(yǎng)基或酶反應(yīng)溶液以保持最適pH。因此，琥珀酸常常以鹽的形式存在于積累琥珀酸的培養(yǎng)液或酶反應(yīng)混合物中。因此，為了產(chǎn)生高純度的琥珀酸，必須除去加入所述發(fā)酵培養(yǎng)基或酶反應(yīng)溶液的反荷離子。此外，所述發(fā)酵液含有大量的雜質(zhì)如其他有機酸和氨基酸，而這些雜質(zhì)也需要被有效地去除。作為產(chǎn)生高純度琥珀酸的方法，到目前為止已經(jīng)報道了使用離子交換樹脂的方法，使用琥珀酸的難溶鹽的方法，使用電滲析(electrodialysis)的方法等等。使用離子交換樹脂的方法概略地分類為使用陰離子交換樹脂的方法和使用弱酸性陽離子交換樹脂的方法。作為使用陰離子交換樹脂的方法，已經(jīng)報道了包括將含有琥珀酸的鹽的原料液體與陰離子交換樹脂進行接觸以允許所述樹脂吸附琥珀酸，然后用有機溶劑，氨水等洗脫琥珀酸的方法(參考專利文獻1和2)。然而，在此方法中，必須除去并收集所述洗脫物中包含的有機溶劑或堿如氨，而這使所述過程變得復(fù)雜。此外，已經(jīng)報道了包括使陽離子交換樹脂吸附琥珀酸的反荷離子并收集琥珀酸作為通流溶液(through-flow solution)的方法(參考專利文獻3)。然而，此方法遇到這樣的問題，由于所使用的離子交換樹脂是弱酸性的陽離子交換樹脂，所述原料液體中琥珀酸的反荷離子限制為氨，該方法不能應(yīng)用于具有其他反荷離子的琥珀酸的鹽。作為使用琥珀酸的難溶鹽的方法，已知包括將鈣離子加入含有琥珀酸的鹽的原料液體和收集琥珀酸鈣作為沉淀的方法(專利文獻4)。然而，此方法遇到這樣的問題，在從所述沉淀中除去鈣時產(chǎn)生的副-產(chǎn)物鈣鹽的去除是復(fù)雜的。專利文獻5和6公開了使用電滲析的方法。然而，這些方法遇到這樣的問題，難以除去所述原料液體中包含的其他有機酸(乙酸)，因為它顯示與琥珀酸相同的行為。同時，作為從含有有機酸的水溶液中收集有機酸如琥珀酸的方法，已經(jīng)報道了通過使用H-型離子交換樹脂將水溶液中氫離子濃度調(diào)節(jié)到結(jié)合有機酸的陰離子所需的水平或更高的方法(專利文獻7)。該文獻描述了在此方法中，當將氫離子的濃度調(diào)節(jié)到結(jié)合有機酸的陰離子所需的水平時，優(yōu)選比所述相當物濃度高1％至大約10％的濃度。然而，即使將氫離子的濃度調(diào)節(jié)到這樣的濃度，也難以基本上完全地除去發(fā)酵液中含有的作為琥珀酸的反荷離子的陽離子，并因此出現(xiàn)琥珀酸純度降低的問題。JP 62-238231A美國專利No.5,132,456JP 62-238232AJP 62-294090AJP 02-283289AJP 03-151884AWO01/66508
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供從積累琥珀酸的鹽的發(fā)酵液或酶反應(yīng)混合物中以高收率純化高純度的琥珀酸的方法。為了實現(xiàn)上述的目的，本專利技術(shù)的專利技術(shù)人進行了勤勉的研究。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)含琥珀酸的液體中的雜質(zhì)可通過將使用一定量或更多的H-型強酸性陽離子交換樹脂的離子交換與琥珀酸的結(jié)晶相結(jié)合而有效地去除，并由此能以高純度和良好的收率產(chǎn)生琥珀酸，并由此完成了本專利技術(shù)。即，本專利技術(shù)提供了下列各項。(1)從含琥珀酸的液體中純化琥珀酸的方法，所述含琥珀酸的液體中含有通過發(fā)酵或酶法獲得的陽離子，該方法包括將所述含琥珀酸的液體與H-型強酸性陽離子交換樹脂進行接觸，所述樹脂的量等于或大于含琥珀酸的液體中包含的除氫離子之外的陽離子的量，和從得到的經(jīng)離子交換處理的液體中沉淀琥珀酸的晶體以得到純化的琥珀酸。(2)(1)的方法，其中所述含琥珀酸的液體含有琥珀酸的鹽。(3)(2)的方法，其中所述琥珀酸的鹽選自琥珀酸鈉、琥珀酸鉀、琥珀酸鎂、琥珀酸鈣和琥珀酸銨。(4)(3)的方法，其中所述含琥珀酸的液體含有碳酸的鹽，并將酸加入所述含琥珀酸的液體以調(diào)節(jié)為pH 5.0或更低，然后與所述H-型強酸性陽離子交換樹脂進行接觸。(5)(4)的方法，其中所述經(jīng)離子交換處理的液體用作所述的酸。(6)(4)的方法，其中已經(jīng)去除沉淀的琥珀酸的經(jīng)離子交換處理的液體用作所述的酸。(7)產(chǎn)生琥珀酸的方法，其包括將微生物細胞或經(jīng)過處理的細菌細胞作用于含水反應(yīng)溶液中的有機原料以獲得含琥珀酸的液體，將所述含琥珀酸的液體與H-型強酸性陽離子交換樹脂進行接觸，所述樹脂的量等于或大于含琥珀酸的液體中包含的除氫離子之外的陽離子的量，和從得到的經(jīng)離子交換處理的液體中沉淀琥珀酸的晶體以得到純化的琥珀酸。(8)(7)的方法，其中所述含水反應(yīng)溶液用碳酸鎂或氫氧化鎂進行中和。具體實施例方式本專利技術(shù)的方法是從含琥珀酸的液體中純化琥珀酸的方法，所述含琥珀酸的液體含有通過發(fā)酵或酶法得到的陽離子，所述方法包括使所述含琥珀酸的液體與H-型強酸性陽離子交換樹脂進行接觸，所述樹脂的量等于或大于含琥珀酸的液體中包含的除氫離子之外的陽離子的量，和從得到的經(jīng)離子交換處理的液體中沉淀琥珀酸的晶體以得到純化的琥珀酸。以下，對本專利技術(shù)進行詳細的說明。<1>制備含琥珀酸的液體對本專利技術(shù)應(yīng)用的含琥珀酸的液體無具體的限制，所述含琥珀酸的液體含有通過發(fā)酵或酶法得到的陽離子，只要它含有琥珀酸和除氫離子以外的陽離子。其具體實例包括含琥珀酸的發(fā)酵液和通過使用催化反應(yīng)以由碳源或琥珀酸合成的原料或中間體產(chǎn)生琥珀酸的細菌、經(jīng)過處理的細菌細胞和酶等等得到的反應(yīng)混合物。所述含琥珀酸的液體優(yōu)選含有琥珀酸的鹽，優(yōu)選琥珀酸的中性鹽。所述鹽的具體實例包括琥珀酸鈉、琥珀酸鉀、琥珀酸鎂、琥珀酸鈣、琥珀酸銨等等。對用于產(chǎn)生本專利技術(shù)的含琥珀酸的液體的方法無具體的限制，并例如，可應(yīng)用JP 05-68576A和JP11-196888A中描述的方法。具體地，含琥珀酸的液體可通過使屬于短桿菌屬(Brevibacterium)并具有琥珀酸-產(chǎn)生能力的細菌細胞或經(jīng)過處理的細菌細胞作用于含有有機原料如延胡索酸或其鹽的反應(yīng)水溶液來獲得。上述的微生物的實例包括需氧的棒狀桿菌細菌如黃色短桿菌(Brevibacterium flavum)MJ-233菌株、黃色短桿菌MJ-233-AB-41菌株等等。所述黃色短桿菌MJ-233已于1975年4月28日保藏在國立生命科學(xué)和人體技術(shù)研究所(National Institute of Bioscience and Human-Technology)，工業(yè)科技機構(gòu)(Agency of Industrial Science and Technology)，國際貿(mào)易與工業(yè)部(Ministry of International Trade and Industry)(Central 6，1-1，Higashi 1-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki-ken 305-8566，日本)，并給以登記入藏號本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
從含琥珀酸的液體中純化琥珀酸的方法，所述含琥珀酸的液體含有通過發(fā)酵或酶法獲得的陽離子，該方法包括將所述含琥珀酸的液體與Ｈ－型強酸性陽離子交換樹脂進行接觸，所述樹脂的量等于或大于含琥珀酸的液體中包含的除氫離子之外的陽離子的量，和從得到的經(jīng)離子交換處理的液體中沉淀琥珀酸的晶體以得到純化的琥珀酸。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：櫛來武，藤原憲治，佐藤武，佐野千明，
申請(專利權(quán))人：味之素株式會社，三菱化學(xué)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]