使用蒸汽、在减压下从温度敏感的大网络聚合物中除去孔隙原的方法技术

本发明专利技术涉及制造树脂的改进方法，它包括在真空下从聚合物中蒸汽汽提孔隙原。非必要地，该方法包括稀释以除去加工助剂，和低压蒸汽汽提以有效地除去孔隙原。本发明专利技术制造吸附树脂，和不含动物衍生产品的吸附树脂。另一方面，本发明专利技术提供使用该改进方法制造的树脂，和在制造下游产品所使用的制造工艺中使用该树脂制造的下游产品。下游产品是药物或其前体，和非必要地是头孢菌素Ｃ和胰岛素。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用蒸汽、在减压下从温度敏感或温度稳定的大网络聚合物中除去孔隙原(porogen)的方法和系统。本专利技术还涉及使用该改进方法制造的树脂和下游产品，其中包括，但不限于，在各种药物加工步骤中使用该树脂制造的药物。在药物加工中使用各种大网络树脂。在药物加工应用使用树脂之前，这些大网络树脂必须在制造过程中从树脂中除去孔隙原。目前从大网络聚合物中除去孔隙原的方法包括或者在完成聚合之后，在含水的反应混合物中进行聚合物的蒸馏，然后用溶剂洗涤，或用溶剂洗涤脱水的聚合物。目前的方法具有数个缺点。一个显著的缺点包括使用大量溶剂，如甲醇洗涤树脂，使得它们不含孔隙原。这给树脂制造工艺引入很大的成本用于购买溶剂，接着随后弃置和/或再生溶剂。另一缺点包括在反应器中蒸馏孔隙原(到＜5％)；通过甲醇洗涤除去残留的孔隙原(到＜600ppm)；大量使用甲醇用于除去孔隙原(废液＝3.5kg甲醇/kg树脂)；有限的孔隙原回收/循环(孔隙原废液＝0.25kg孔隙原废液/kg树脂)；和使用衍生于动物的成分(明胶)，这会将非所需的动物病毒或其它微生物引入到最终产品内。以前尝试利用蒸汽汽提除去孔隙原没有成功，主要是因为使用在大气压或高于大气压下的饱和或过热蒸汽所致。蒸汽温度超过聚合物软化或变形时的温度，结果导致具有被破坏的表面和孔隙率损失的材料。这些被破坏的表面和孔隙率的损失使得树脂不适合于它们所打算的目的和/或导致性能特征的严重下降。本专利技术通过使用低于所需聚合物的软化点或树脂聚合温度的操作条件，从而消除了这些问题。本专利技术提供一种制造大网络树脂珠粒的改进方法。该改进包括在真空下从树脂珠粒中蒸汽汽提孔隙原，和非必要地，在蒸汽汽提操作之前稀释(或成逐次地或连续地)，以便从含树脂珠粒的母液中除去加工助剂。使用本专利技术除去的各种加工助剂包括例如，皂、盐和分散剂。该方法包括使用真空将温度维持在低于聚合温度。进一步可以理解的是，本专利技术还提供使用此处所述的树脂制造的下游产品。下游产品包括例如，药物或其前体。例举的药物包括内酰胺抗生素，其实例是头孢菌素C；抗高血糖的药物，其实例是胰岛素；氨基糖苷，其实例是万古霉素；和维生素B12及其衍生物。有效地除去孔隙原和其它物质留下不含残留甲醇或其它溶剂的较清洁树脂，而所述溶剂可能干扰下游产品的加工或要求药物制造商在使用树脂之前进行额外的清洗步骤。在捕获/释放和纯化发酵肉汤流体的工艺中还使用聚合物吸附树脂。该工艺可含有细胞收获步骤，接着超滤。然后通过聚合物吸附树脂进一步纯化或净化该流体。在净化发酵肉汤之后，使之流过或者在树脂固定床内或者在模拟的树脂移动床内的聚合物吸附树脂，以捕获目标分子。然后使用含水缓冲液、有机溶剂或其结合，从吸附树脂中选择性地洗脱吸附物，例如目标分子。纯化目标分子，典型地从60-70％的起始纯度变为＞85-99％的目标纯度。在其它情况下，聚合物吸附树脂用于进一步纯化不是基于发酵肉汤的药物流体。在这些情况下，使用以上所述的程序纯化例如半合成的抗生素。本专利技术额外的预料不到的发现是，在以如上所述的方式除去孔隙原之后，聚合物是干燥的并自由流动。这样的重要性在于，具有干燥的聚合物是有利的，因为它之后可进一步空气过筛到所需的粒度范围。使用以上的本专利技术省去了对湿的非自由流动聚合物进行干燥的耗时和耗能的加工步骤，然后在干燥聚合物上进行其它的加工步骤。本专利技术的单分散树脂还提供额外的制造优点，其中包括当在各种应用中使用时，压降降低。使用此处所述的方法不需要在废水处理工厂对流出液使用生物处理。这导致每年数十万美元范围内的显著的成本节约。常规方法每一制造批料排放数千公斤的废甲醇或其它孔隙原溶剂。然后需要对这些物质进行处理，而处理是昂贵的。使用本专利技术导致每次批料零(“0”)kg废甲醇或其它孔隙原溶剂流向废水处理工厂。该结果使本方法对环境有利。在从聚合物中蒸汽汽提孔隙原之前，通过将珠粒浆料转移到配有塔底筛网的汽提塔内，并同时将稀释水加入到转移管道内，从反应浆料中分离聚合物珠粒。这种在线稀释步骤有效地稀释反应浆料并降低溶液粘度，使之更容易从浆料中排出液体。本专利技术与目前做法不同，目前做法是分批添加稀释水到反应浆料中，使聚合物飘浮到表面，然后将稀释的反应母液向下排放到珠粒的水平面处。目前技术的问题是非常耗时，因为珠粒典型地要求12小时以获得所需的液体珠粒界面，以便人们可从珠粒中排出液体。此外，使用本专利技术导致这一母液稀释步骤从24小时或更长的周期时间下降到约仅仅5小时的周期时间。使用蒸汽汽提导致蒸馏和溶剂洗涤的周期时间从30小时下降到仅仅约5小时，并另外还减少或省去了树脂制造工艺中丙酮和/或甲醇洗涤(“溶剂洗涤”)的需要。这导致了快速、对环境有利的工艺，该工艺显著降低了能耗，也显著降低了有害废液的量。若母液在未经任何类型的处理情况下直接被输送到过滤器内，则另一问题导致过滤器堵塞。在本专利技术再一变化实施方案中，制造树脂珠粒的改进方法包括通过用稀释剂连续稀释母液，从母液中除去加工助剂，以便在没有堵塞过滤器的情况下从树脂珠粒中除去加工助剂。取决于产品和反应混合物，在制备中，在残留的浆料足够稀以使得可能在过滤器内脱水之前，可重复分批稀释的步骤数次供溶剂洗涤。使用在线稀释显著降低了加工时间并改进了生产率。例如，常规工艺包括下述步骤聚合-＞飘浮-＞过滤-＞干燥-＞筛分-＞再水合。通过使用在线稀释步骤，省去了飘浮步骤，从而使总步骤数从6步下降到5步聚合-＞过滤-＞干燥-＞筛分-＞再水合。藉助蒸汽汽提，省去溶剂洗涤(“例如丙酮”)和干燥，使步骤从6步下降到下述4步的一种或多种的结合聚合-＞蒸汽汽提-＞筛分-＞再水合。本专利技术的额外优点包括例如吸附树脂改进的产品质量、改进的加工能力和改进的产率。在一个变化实施方案中，在真空下实施本专利技术。在本专利技术的一个变化实施方案中，该工艺步骤使得温度维持在低于100℃。这防止当温度为100℃或更高温度时发生对树脂珠粒的破坏。被防止的破坏包括残留单体不受控制的后聚合，和会干扰树脂珠粒吸附性能的软化和/或对珠粒表面的损坏。使用本专利技术方法消除的其它问题包括在施加蒸汽之后消除或显著降低了孔隙的坍塌和珠粒与珠粒的聚集，其中珠粒通过聚合连接，从而形成大块的珠粒或单个非所需的大珠粒。孔隙的坍塌和珠粒的聚集二者导致性能特征差的树脂产品。调节真空以实现操作温度不大于给定聚合物的聚合温度，其中所述操作温度通过常规方法经验地确定。例如，压力可以是约150mm绝对汞柱，以维持60℃的温度。进一步例如，压力可以是约350mm绝对汞柱，以维持80℃的温度。可以理解，本领域的技术人员可调节压力以获得不高于给定聚合物聚合温度的所需温度，并可经验地获得所需范围，例如可以在50-90℃范围内。可以理解，也可操纵其它变量，以便不发生孔隙的坍塌和/或珠粒的聚集。实施例1使用甲苯作为孔隙原和明胶作为分散剂，以溶液聚合制备球形、标称650微米调和平均尺寸的大网络二乙烯基苯/乙基乙烯基苯共聚物，以实现粒度控制。水相由DI水(97.4％)、明胶250A 30(0.3％)、硼酸(0.3％)、Padmac A(1.2％)、氯化钙(0.7％)和氢氧化钠(0.1％)组成。有机相由80％二乙烯基苯(29.9％)、Trigonox 21S催化剂(0.3％)和甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造大网络树脂珠粒的改进方法，所述改进包括在真空下，从所述树脂珠粒中蒸汽汽提孔隙原。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B罗森鲍姆，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]