長鏈二元酸提純精制的方法及產品技術

本發明專利技術涉及一種不使用有機溶劑而純化和精制長鏈二元酸及其鹽的方法。本發明專利技術避免了現有技術中在提取過程中使用有機溶劑的問題。本發明專利技術的方法有效地降低了產品中諸如蛋白質和色素物質等雜質含量。結晶化的長鏈二元酸產品的純度大于99wt％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種長鏈二元酸的提純精制的方法和產品，特別是指一種不使用有機溶劑而提純精制長鏈二元酸的方法和產品。
技術介紹
長鏈二元酸是合成尼龍、高級香料、增塑劑、潤滑劑和高級熱熔膠等產品的重要原料。目前各種類型的長鏈二元酸是主要利用如熱帶假絲酵母等的微生物以正烷烴為底物進行發酵生產，但是熱帶假絲酵母的發酵液的成分比較復雜，其中含有未反應的正構烷烴、未利用的培養基、微生物細胞及內含物等，尤其是其中含有大量蛋白質、色素等雜質，嚴重影響產品的純度和外觀質量。目前精制長鏈二元酸的方法一般分為溶劑法和水相法兩大類。溶劑法雖能解決上述問題，但由于溶劑法存在投資大、產品殘留烷烴和溶劑以及生產安全性等問題，使該方法的使用受到了很大限制。水相法克服了溶劑法的缺陷，但使用該方法的產品的純度不能達到聚合用的高水平。例如日本礦業公司在JP56-26193、JP56-26194中提出了水相法分離二元酸的方法，其操作過程是將終止發酵液經堿化靜置、離心除菌、加硅藻土吸附未反應物和反應副產物后過濾，濾液經酸析結晶，最后經過濾和干燥操作得到二元酸產品。上述方法存在的主要問題是一元羧酸鈉鹽會與二元羧酸單鈉鹽或雙鈉鹽共結晶，因此很難將二元酸與其類似的單羧酸鹽分離開。CN1255483A提出了一種精制長鏈二元酸的方法，使用長鏈二元酸單鈉鹽結晶技術。該技術需要比較精確地調節加入的堿量，使二元酸只生成一鈉鹽而避免生成二鈉鹽，在不能準確確定二元酸摩爾產率的情況下，有一定難度。這一缺點直接導致在不回收處理單鹽濾液中的二元酸的情況下，產品的收率在90wt%以下，產品的收率較低；而在回收處理單鹽濾液中的二元酸的情況下，雖然產品的收率可達到92wt %，但這樣增加了回收處理單鹽濾液中的二元酸這一步 ，從而增加了處理成本。而且單鈉鹽的水相結晶不夠純，反應殘留的少量一元酸單鈉鹽無法除去。CN1219530A提出了一種精制長鏈二元酸的方法，通過雙鹽鹽析處理，但產品的收率較低，而且，鹽析母液還需要回收處理二元酸，增加了處理成本。CN1552687A公開了一種將加熱至熔點后加水降溫精制二元酸的方法。達到熔點后，在開放環境下分離漂浮在水相表面上的二元酸。由于大多數的偶數碳二元酸的熔點均超過110攝氏度，該專利技術公開了一種使用高濃度的鹽提高水的沸點的特殊的方法。但是這種方法限制了其應用范圍。另外，已證明分離熔融態的二元酸很困難。C10，C12，C13并不形成明顯的漂浮層。此外，加水結晶引起單元酸與二元酸同時沉淀。而且結晶與無定形沉淀相混合，其會使得分離結晶比較困難。該技術有可能解決C5，C7, C9和C11的純化，但其他偶數碳的長鏈二元酸的純化則非常困難。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供一種使用溶液結晶的方法純化和精制所有二元酸的方法，無需加入任何類型的鹽溶液或有機溶劑，也無需從溶液表面上分離二元酸層，具體地，本專利技術的精制長鏈二元酸的方法，包括以下步驟I).發酵完畢后，將發酵液除菌體并酸化沉淀二元酸，可以是無定型沉淀或結晶，獲得二元酸粗品；2).將酸化析出的粗品二元酸加入堿溶液中，加熱溶解，過濾除去不溶物后，使用脫色劑進行脫色；3).重新酸化使發酵液的pH至1-2. 5，離心收集二元酸沉淀；4)用水洗滌二元酸沉淀至中性后，加入3倍 20倍于二元酸質量的水重懸二元酸，再次加熱至60 100°C，過濾，洗滌，干燥得到二元酸濾餅； 5)將得到的濾餅重懸于水中，在高壓下加熱水與二元酸的混合物至大于100°C的高溫，并保持該溫度在二元酸的熔點之上20-30min ；6)緩慢降溫至室溫，過濾分離得到長鏈二元酸晶體。優選地，本專利技術的步驟I)酸化結晶的pH為I 2. 5，溫度為60 100°C。優選地，本專利技術的步驟2)加熱溶解二元酸的堿溶液為5M NaOH，處理條件為80°C保持一個小時。優選地，本專利技術的步驟2)過濾不溶物的方法中使用的過濾介質包括紗布，尼龍膜，陶瓷膜，金屬膜，玻璃纖維的一種或幾種。優選地，本專利技術的步驟2)的脫色中使用的脫色劑為0.2%質量的活性炭或者0.5%質量的娃藻土。優選地，本專利技術的步驟4)用水洗滌二元酸沉淀至pH值為6. 5 8. 5。優選地,本專利技術的步驟4)重懸用水的質量為二元酸質量的5倍。優選地，本專利技術的步驟4)過濾后洗滌二元酸的水為85°C，pH為中性的水，洗滌次數為I 10次。優選地，本專利技術的步驟5)加熱的溫度為要提純的二元酸的熔點溫度，維持時間為IOmin 60mino優選地，本專利技術的步驟6)溫度降低的速度為每小時降10 15°C。本專利技術的另一目的在于提供如權利要求1-11任一項制備獲得的長鏈二元酸，其中，提純精制中沒有使用有機溶劑。本專利技術的上述方法還可以用于含二元酸和/或其鹽的有機溶劑溶液和固體粗產品上。對于有機溶劑溶液，去除任意的有機溶劑然后進行上述步驟I);對于固體粗產品，自上述步驟2)開始進行。對于含有含二元酸和/或其鹽的水溶液，自上述步驟I)開始即可。技術效果本專利技術比目前應用的使用如醋酸的有機溶劑的專利技術更加簡單。因此，本專利技術的收率更高。此外，本專利技術的結晶后的水可用作洗滌濾餅，循環使用；而且由于不使用醋酸，沒有刺激的醋酸排出，更加環保，精制車間的工作環境也得到顯著改善。最后，本專利技術使用了水溶液降溫析出的方法，不僅可以獲得純度更高的長鏈二元酸，可達98. 6%以上；而且可以獲得一種不同以往精制方法制備的高純度長鏈二元酸的有特定形態的結晶，特別適合于長鏈二元酸在下游產品中如合成高級香料、高級熱熔膠中應用。附圖說明圖1a為本專利技術方法制備的十二碳二元酸晶體；圖1b為專利文獻CN102061316A的方法制備的十二碳二元酸晶體與無定形粉末的混合物(目前為商品化產品)。圖2A為使用本專利技術方法制備的二元酸晶體的HPLC色譜圖；圖2B為使用專利文獻CN102061316A的方法制備的二元酸晶體(目前為商品化產品)的HPLC色譜圖。具體實施例方式·本專利技術實施例的菌種采用熱帶假絲酵母Candida tropicalis UH-2-48 (depositnumber CGMCC 0239，公開于CN 1130685A)其他菌株發酵獲得的粗品二元酸，或使用化學合成等方法獲得的粗品二元酸也可以使用本專利技術的方法精制。二元酸的生產原材料可以選自不同鏈長的烷烴、多種脂肪酸或其酯。本專利技術實施例中使用了十二碳烷烴和十六碳棕櫚酸鈉鹽?？梢允褂枚喾N原材料生產具有不同鏈長的二元酸。加熱二元酸混合物的最終溫度可以參考下面的表I。表I不同二元酸和水的混合物的建議加熱溫度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種純化與精制長鏈二元酸或其鹽的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將含有長鏈二元酸或其鹽的原材料進行酸化并收集固態的二元酸的沉淀粗品，并進行步驟2)2)將上述粗品使用堿溶液加熱溶解，過濾除去不溶物后，使用脫色劑進行脫色；3)重新酸化濾液使得pH為1?2.5，離心收集二元酸沉淀；4)用水洗滌二元酸沉淀至pH值為中性后，加入3倍～20倍于二元酸質量的水重懸二元酸，再次加熱至60～100℃，過濾，洗滌，干燥得到二元酸濾餅；5)將得到的二元酸濾餅重懸于水中，在高壓下加熱混合物至大于100℃的高溫，并保持該溫度在二元酸的熔點之上20?30min；6)緩慢降溫至室溫，過濾分離得到長鏈二元酸晶體。

【技術特征摘要】
1.一種純化與精制長鏈二元酸或其鹽的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將含有長鏈二元酸或其鹽的原材料進行酸化并收集固態的二元酸的沉淀粗品，并進行步驟2) 2)將上述粗品使用堿溶液加熱溶解，過濾除去不溶物后，使用脫色劑進行脫色； 3)重新酸化濾液使得pH為1-2.5，離心收集二元酸沉淀； 4)用水洗滌二元酸沉淀至PH值為中性后，加入3倍 20倍于二元酸質量的水重懸二元酸，再次加熱至60 100°C，過濾，洗滌，干燥得到二元酸濾餅； 5)將得到的二元酸濾餅重懸于水中，在高壓下加熱混合物至大于100°C的高溫，并保持該溫度在二元酸的熔點之上20-30min ； 6)緩慢降溫至室溫，過濾分離得到長鏈二元酸晶體。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟I)的酸化和沉淀濾液過程中的pH為I 2. 5，溫度為60 100°C。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2)加熱和溶解二元酸的堿溶液為5M NaOH，處理條件為80°C保持一個小時。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2)中使用了過濾介質，其包括紗布，尼龍膜，陶瓷膜，金屬膜，玻璃纖維膜的一種或幾種。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2)的脫色中使用的脫色劑為0.2%質量的活性炭或者0. 5%質量的娃藻土。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟4)用水洗滌二元酸沉淀至pH值為6. 5 7. O。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟4)重懸用水的質量為二元酸質量的5倍。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟4)過濾后洗滌二元酸的水為85°C，pH為中性的水，洗滌次數為I 10次。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：晏禮明，楊勇，傅深展，陳遠童，王志州，曹務波，
申請(專利權)人：中國科學院微生物研究所，山東瀚霖生物技術有限公司，
類型：發明
國別省市：