制备抗坏血酸的方法技术

本发明专利技术涉及制备抗坏血酸的方法，所述方法使用模拟移动床（ＳＭＢ）反应器系统实现在将ＫＬＧ或ＫＬＧ衍生物转化成抗坏血酸的同时将反应产物分离。ＳＭＢ反应器含有能有效催化ＫＬＧ或其衍生物的反应和能通过选择性地吸附至少一种产物来有效分离反应产物的固体或固体混合物。在一个一般实施方案中，该方法包括（１）将ＫＬＧ或其衍生物在第一溶剂中的溶液与可与第一溶剂混溶的解吸剂进料到模拟移动床反应器中；（２）将ＫＬＧ或ＫＬＧ衍生物反应以形成抗坏血酸；和（３）将以下液流从模拟移动床反应器中排放出：（ｉ）包含抗坏血酸在解吸剂和第一溶剂中的溶液的第一个液流，与（ｉｉ）包含第一溶剂与解吸剂的第二个液流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体来说，本专利技术涉及在模拟移动床反应器(SMB)中将2-酮基-L-古洛糖酸(KLG)或KLG衍生物转化成抗坏血酸的方法。
技术介绍
抗坏血酸的重要商业价值使得人们开发了多种制备它的方法。制备抗坏血酸的已知工业化生产方法一般涉及4个主要步骤(1)发酵区段，其中在发酵区段，将糖例如葡萄糖或山梨糖发酵以生成2-酮基-L-古洛糖酸(KLG)；(2)纯化和分离无水KLG；(3)通过用醇，一般用甲醇酯化来将所分离的KLG转化成烷基KLG酯(AKLG)；和(4)使用化学计算量的碱将AKLG环化以生成L-抗坏血酸。这些方法是从最初的Reichstein法发展而成的(T.Reichstein，A.Grussner，Helv.Chim.Acta 17，p.311，1934)。上述传统的Reichstein法具有很多缺点，特别是在最后3个步骤中具有很多缺点。例如，将KLG酯化成烷基酯(步骤3)通常需要通过结晶和干燥将KLG以固体形式从含水的发酵肉汤中分离出来。在KLG的结晶期间，可能有大量存在于母液流中的KLG没有被回收。所分离的KLG通常必须不含有水，以在随后的酯化步骤中获得可接受的KLG的酯的收率。干燥KLG一般是通过蒸发来完成的，这需要大量能量和昂贵的设备。酯化经常是用硫酸或其它强酸在无水甲醇中进行的，这需要在随后除去酸及其盐。例如，U.S.专利5,391,770描述了一系列步骤，包括在可溶性强酸存在下用甲醇将KLG酯化，然后用无机碱环化以及用硫酸质子化。这是一种冗长的方法，并且需要KLG一水合物结晶和几乎无水条件以实现酯化和环化。U.S.专利5,744,634(欧洲专利申请EP 0671405 A)公开了一种通过在离子交换树脂存在下用甲醇或乙醇将KLG酯化来制备KLG的甲酯或乙酯的方法。该酯化方法是在含有离子交换树脂的管式反应器中进行的，并且使用10-120分钟的停留时间。在U.S.专利5,744,634中公开的方法需要一水合物或优选无水形式，以用甲醇或乙醇将KLG酯化。在KLG酯化期间形成的水限制了平衡转化，并且导致低收率。如上所述，如果使用KLG一水合物来代替无水KLG，该问题会变得更严重，并且在酯化期间需要另外的步骤来除去结合水。PCT专利申请WO99/03853中描述了这类方法的一个实例。现有技术中已公开了多种通过提高除水效率来改善KLG酯化的方法。U.S.专利6,146,534和6,153,791描述了使用离子交换树脂辅助的溶剂交换法来将KLG固体脱水的类似方法。这两种方法都仅实现了分离，并且需要另外的步骤来将KLG酯化。通过在反应进行的同时除去水或酯可提高酯化程度。WO 99/03853公开了KLG的酯化可在两段法中进行，其中通过将2-酮基-L-古洛糖酸甲酯结晶，并且有效地除去水，可驱动该反应直至完成。该方法需要多个结晶阶段和固液分离装置。德国专利申请DE 19938980 A1公开了通过在酸催化剂存在下用C1-C10醇将KLG酯化来制备C1-C10烷基酯的方法，其中酯化是在液膜中进行的，所述液膜在能够同时除去水的热表面上。该方法易于操作，但是需要大量能量和大体积的醇类溶剂来起除水载体的作用。该方法没有提供除去水的手段。用于提高酯化程度的其它已知手段包括用于在酯化期间选择性地除去水的膜反应器。这些方法是众所周知的，并且描述在多个出版物中，例如Feng和Huang，Studies of a MembraneReactorEsterification Facilitated By Pervaporation，Chemical Engineering Science，Vol 51，No.20，pp 4673-4679，1996；Jenning s等人U.S.专利2,956,070；Okomoto等人，Pervaporation-aided Esterification of Oleic Acid，Journal ofChemical Engineering of Japan，Vol 26，No5，p475-481，1993；Kwon等人，Removal of Water Produced from Lipase-CatalyzedEsterification in Organic Solvent by Pervaporation，Biotechnology and Bioengineering，Vol 46，pp 393-395，1995；Keurentjes，The Esterification of Tartaric Acid with EthanolKinetics and Shifting the Equilibrium by Means ofPervaporation，Chemical Engineering Science，Vol 49，No.24A，p 4681-4689，1994；和Xiuyuam等人，Modified Aromatic PolyimideMembrane Preparation and Pervaporation Results forEsterification System，Water Treatment，10，p115-120，1995。已有人提出模拟移动床反应器来作为提高酯化程度的另一个手段。参见例如Kawase等人，Increased Esterification Conversion ByApplication Of The Simulated Moving-Bed Reactor，ChemicalEngineering Science，Vol 51，No11，p2971-2976，1996；Mazzotti等人，Dynamics Of A Chromatographic ReactorEsterificationCatalyzed By Acidic Resins，Ind.Eng.Chem.Res.1997，36，3163-3172；和U.S.专利5,405,992。这些出版物描述了在羧酸酯化期间除去水的方法。Arumugam等人在于2001年10月12日提交的第09/975,872号U.S.专利申请中描述了对上述方法的改进。该方法使用SMB反应器来脱水，酯化KLG，和通过使用酸性离子交换树脂选择性地吸附水来除去在酯化期间形成的水。然而。Arumugam等人描述的方法不能将KLG酯产物转化成抗坏血酸。现有技术中已经公开了由KLG和KLG的酯制备抗坏血酸的多种方法。关于现有技术的良好综述可参见Crawford等人，Adv.Carbohydrate Chemistry 37，(1980)，79和Ullman′s Encyclopediaof Industrial Chemistry，Vol.A27(1996)，551-557。将KLG转化成L-抗坏血酸可通过最初的Reichstein法或其变型来进行，其涉及用甲醇酯化，然后使用化学计算量的碱环化。或者，可直接将双丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸中间体环化，其中是脱去丙酮，然后连续发生内酯化和烯醇化，以形成抗坏血酸。然而，直接环化需要扩大的设备来回收丙酮和所产生的其它副产物。另一种方法涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备抗坏血酸的方法，所述方法包括下列步骤：　　　　Ⅰ．将（ｉ）在第一溶剂中包含２－酮基－Ｌ－古洛糖酸（ＫＬＧ）或其衍生物的溶液和（ｉｉ）可与第一溶剂混溶的解吸剂进料到模拟移动床反应器中，所述模拟移动床反应器含有能有效催化ＫＬＧ或其衍生物转化成抗坏血酸的反应和能通过选择性地吸附至少一种产物来有效分离反应产物的固体或固体混合物；　　　　Ⅱ．将ＫＬＧ或其衍生物反应以形成抗坏血酸；和　　　　Ⅲ．将以下液流从模拟移动床反应器中排放出：（ｉ）包含抗坏血酸在解吸剂和第一溶剂中的溶液的第一个液流与（ｉｉ）包含第一溶剂与解吸剂的第二个液流。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：BK阿鲁穆加姆，ST佩里，EB麦肯兹，LW布莱尔，JR措勒，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]