[发明专利]从含有琥珀酸二铵、琥珀酸一铵和/或琥珀酸的发酵液制备琥珀酸一铵的方法及琥珀酸一铵到琥珀酸的转化

说明书

相关申请

本申请要求2010年3月26日递交的第61/317,799号美国临时申请、2010年4月1日递交的第61/320,053号美国临时申请和2010年4月30日递交的第61/329,742号美国临时申请的权益，这些美国临时申请的主题通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及从含有琥珀酸二铵（DAS）、琥珀酸一铵（MAS）和/或琥珀酸（SA）的发酵液直接制备MAS的方法。本发明还涉及将如此获得的MAS转化成SA。

背景技术

糖发酵的某些碳质产物被视为石油衍生材料的替代物，以用作制造含碳化学物质的原料。一种这样的产物为MAS。

SA可通过微生物使用可发酵的碳源（例如糖）作为起始物质制备而成。然而，商业上最可行的并且在文献中描述的产生琥珀酸的微生物对发酵液进行中和以维持适合最大生长、转化和生产率的pH值。通常，通过将氢氧化铵加入至发酵液，来使发酵液的pH值维持为7或接近7，由此将琥珀酸转化成琥珀酸二铵。

可替选地，可通过加入钠碱、钾碱、镁碱或其混合物（包括与铵碱的混合物）使发酵液的pH值维持在所选的值。碱的添加使SA转化成SA的其他盐。例如，其他碱可包括K⁺、Na⁺和Mg²⁺。

Kushiki（公布号为2005-139156的日本公布的专利申请）公开了一种从DAS的水溶液获取MAS的方法，所述DAS的水溶液可以自加入有铵盐作为反离子的发酵液获得。具体地，通过以下步骤自DAS的水溶液结晶出MAS：将乙酸加入到DAS的水溶液以将该溶液的pH值调节至4.6和6.3之间，从而使不纯的MAS从该溶液结晶出。

Masuda（日本未审查的专利公布P2007-254354，2007年10月4日）描述了分子式为H₄NOOCCH₂CH₂COONH₄的“琥珀酸铵”的稀水溶液的部分脱氨。从公开的分子式可以看出，“琥珀酸铵”为琥珀酸二铵。Masuda通过加热琥珀酸铵的溶液来去除水和氨，以产生固态的基于琥珀酸的组合物，该组合物除了含有琥珀酸铵以外，还含有琥珀酸一铵、琥珀酸、琥珀一酰胺、琥珀酰亚胺、琥珀酰胺或琥珀酸酯中的至少一种。因此，可以推测，与Kushiki相似，Masuda也公开了导致产生不纯的MAS的方法。Kushiki和Masuda的方法生成的物质都需要经受多种提纯手段以制备高纯度的MAS。

期望具有一种用于从含有DAS、MAS和/或SA的发酵液直接制备基本上纯的MAS的方法。

发明内容

本发明通过从含有DAS的澄清的发酵液经济地制备高纯度的MAS而提供了这样的方法。从而，本发明提供一种用于从含有DAS的澄清的发酵液制备MAS的方法，其中，DAS优选地构成该发酵液中所包括的全部二羧酸二铵盐的至少90wt%（重量百分比），该方法包括：（a）蒸馏发酵液以形成包含水和氨的顶部馏出物以及包含MAS、至少一些DAS和至少约20wt%的水的液态底部残留物；（b）使底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到所述底部残留物中，以得到足以使所述底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；（c）将所述固态部分从所述液态部分中分离出；以及（d）回收所述固态部分。

本发明还提供了一种用于从含有DAS的发酵液制备SA的方法，该方法包括：（a）蒸馏发酵液以形成包含水和氨的第一顶部馏出物以及包含MAS、至少一些DAS和至少约20wt%的水的第一液态底部残留物；（b）使所述底部残留物冷却和/或蒸发，以及可选地将反溶剂添加到底部残留物中，以得到足以使所述底部残留物分离成含有DAS的液态部分和基本上不含有DAS的含有MAS的固态部分的温度和组成；（c）从所述液态部分中分离出所述固态部分；（d）回收所述固态部分；（e）将所述固态部分溶解在水中以制备MAS水溶液；（f）在足以形成包括水和氨的第二顶部馏出物以及包括大部分的SA、少部分MAS和水的第二底部残留物的温度和压力下，蒸馏MAS的水溶液；（g）使第二底部残留物冷却和/或蒸发以使第二底部残留物分离成与第二固态部分接触的第二液态部分，第二固态部分主要由SA组成且基本上不含有MAS；（h）从第二液态部分中分离出第二固态部分；以及（i）回收第二固态部分。