使用聚合大孔亚烷基桥接的树脂对糖进行色谱分离制造技术

一种用于色谱分离第一糖与包含所述第一糖和第二糖的液体洗脱剂的方法，所述方法通过将所述液体洗脱剂穿过包括钙形式的聚合大孔亚烷基桥接的树脂的床来进行。

Chromatographic separation of sugar by polymeric macroporous alkyl bridged resin

A method for chromatographic separation of the first sugar and the liquid eluent containing the first sugar and second sugar is carried out through the bed of the macroporous alkylene bridged resin including calcium form.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用聚合大孔亚烷基桥接的树脂对糖进行色谱分离
本专利技术涉及聚合大孔亚烷基桥接的树脂色谱分离糖的用途，所述糖包括单糖，如果糖和葡萄糖。
技术介绍
色谱分离糖(例如果糖和葡萄糖)的现有技术利用钙形式(Ca+2)的强酸性凝胶型离子交换树脂。代表性树脂是可以从陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)购得的DOWEXTMMONOSPHERETM99Ca/320。还参看US5176832。这些类型的色谱树脂在传统意义上不“交换”离子。实际上，结合的Ca+2离子与糖分子的羟基(-OH)和羰基(C＝O)形成配位体相互作用。与葡萄糖相比，果糖与Ca+2离子的“吸引”相互作用更强，并且因此被树脂更稳固的截留。具有三个-OH基团和两个C＝O基团的果糖分类为酮，而具有四个-OH和一个C＝O基团的葡萄糖分类为醛。在机理上，C＝O基团的负偶极子与树脂结合的Ca+2离子的瞬时正电荷相互作用。在水性环境中，这类相互作用较弱并且不涉及键形成或断裂。果糖固持的两个C＝O基团的接近性导致对结合得更强，导致果糖与葡萄糖相比更长时间的滞留。糖的色谱分离是速率控制和速率限制过程。使用典型凝胶树脂的最慢步骤是糖分子“扩散”进入和离开树脂珠粒。具有较大珠粒尺寸或不均匀“紧密度”(交联)的树脂可以产生较慢的扩散动力学。较慢的扩散动力学导致较宽并且较低的色谱峰，即较低回收率和较高水利用率。对于凝胶树脂，越低的交联产生的扩散动力学越快，但较大工作珠粒中的珠粒变形可以导致高压降和珠粒破裂。类似地，凝胶树脂的尺寸越小导致的扩散动力学越快，但需要较高的交联来避免珠粒破裂。较高交联水平需要甚至更高的操作压力来有效荷载。随着凝胶树脂与食用糖溶液中存在的多种盐和有机物相互作用，树脂收缩并且膨胀导致较不稳定的床封装并且在使用期间需要更多系统调整。另外，与氧气一起暴露于质子溶剂导致树脂氧化性降解，这对操作效率和床寿命产生不利影响。这类氧化性降解降低珠粒稳定性，其如随着老化而增加的保水性、较高珠粒变形和收缩/膨胀位移引起的色谱床中更多位移所展现。
技术实现思路
本专利技术是一种使用在逐渐变高的压力下操作的逐渐变小的凝胶珠粒尺寸的长期趋势的替代方法。具体来说，本专利技术涉及用聚合大孔亚烷基桥接的树脂取代当前的强酸性凝胶型离子交换树脂。在优选实施例中，本专利技术树脂具有高得多的表面积和孔隙率，与当前的凝胶型离子交换树脂相比产生更快的扩散。另外，大孔树脂的更具刚性形态允许使用具有较少珠粒变形和破裂的较高操作压力。在优选实施例中，本专利技术树脂经历较少收缩/膨胀作用，导致更稳定的树脂床平台。由于树脂基质中存在亚烷基桥接，因此本专利技术树脂氧化性降解的趋势较低，产生更稳定的色谱床。本专利技术包括一种用于色谱分离第一糖与包括所述第一糖和第二糖的液体洗脱剂的方法，所述方法通过将所述液体洗脱剂穿过包括Ca形式的聚合大孔亚烷基桥接的树脂的床来进行。附图说明图1是使全高果糖玉米糖浆穿过各自以钙形式提供的三种不同树脂的床获得的截留溶解固体的比较曲线(g/dL对比床体积)：i)DOWEXTMMARATHONC(凝胶类型，钙(Ca)形式的强酸性阳离子树脂，表示为“□”)，ii)DOWEXTMMONOSPHERE88(大孔类型，Ca形式的强酸性阳离子树脂，表示为“△”)以及iii)亚甲基桥接类型，指定Ca形式的强酸性阳离子树脂。图2和3分别是葡萄糖和果糖洗脱份的类似比较曲线。图4是显示葡萄糖和果糖的色谱解析以及计算解析度(R)的等式的曲线。具体实施方式本专利技术包括一种用于色谱分离第一糖(分析物)与包括多种糖(例如第一和第二糖)的液体洗脱剂的方法。尽管液体洗脱剂可以包括多种组分，例如单糖、二糖、寡糖、有机酸、氨基酸、无机盐等，但第一和第二糖优选地是单糖(例如葡萄糖和果糖)。举例来说，在制造高果糖玉米糖浆时，液体洗脱剂通常包括葡萄糖(第一糖)和果糖(第二糖)与多种酸和盐的水性混合物。与糖的传统色谱分离一样，液体洗脱剂(移动相)穿过树脂床或层(固定相)。床的设置和操作不受特别限制，例如可以使用移动床、模拟移动床和静止床。由于与树脂的相互作用的性质，第一和第二糖以不同速率穿过树脂床，因此使其分离。举例来说，果糖(第二糖)与树脂的相互作用比葡萄糖(第一糖)更剧烈。因此，葡萄糖更快速地穿过床(洗脱)，后面是作为单独产物“洗脱份”的果糖。接着可以收集个别产物洗脱份并且如所属领域惯用的使用或进一步处理。本专利技术使用的树脂是众所周知类别的吸附剂的官能化型式，即聚合大孔亚烷基桥接的吸附剂，有时也称为“大网络”或“超高交联”吸附剂。用于制备和表征这类吸附剂的方法有充分记载。参看例如：以引用的方式并入本文中的US3729457、US4263407、US4950332、US4965083、US5460725、US5616622以及US5683600。还参看：V.A.达凡科夫(V.A.Davankov)等人，《反应聚合物(ReactionPolymers)》，第13卷，27(1990)和V.A.达凡科夫等人，“超高交联的聚苯乙烯吸附剂的结构和吸附剂特性(StructureandAdsorbentPropertiesofHypercrosslinkedPolystyreneSorbents)”，《离子交换开发和应用(IonExchangeDevelopmentsandApplications)》，JA.葛利格(JA.Greig)编(1996)。这类吸附剂的商业实例包括可以从陶氏化学公司购得的DOWEXTMOPTIPORETM聚合吸附剂。这类吸附剂的传统用途包括脱色(US4950332)、脱矿化(US5893947)、去苦味(US4965083)、酸去除(EP0481603)、脱咖啡因(US5021253)以及烃去除(US5079274、US5288307、US5509956)。吸附剂随后官能化(磺化)并且使用通常结合离子交换树脂使用的标准技术转化成钙形式“树脂”。用于官能化聚合大孔亚烷基桥接的吸附剂的技术描述于US4950332、US5616622和US5893947中。本专利技术树脂优选地以中值直径是10到2000微米，并且更优选100到1000微米的珠粒形式提供。珠粒可以具有高斯粒径分布(Gaussianparticlesizedistribution)或可以具有相对均匀的粒径分布，即“单分散”，也就是说至少90体积％的珠粒的粒径是体积平均粒径的约0.8到约1.2，并且更优选0.85到1.15倍。本专利技术树脂是大孔的。如所属领域中常用的，术语“大孔”意指聚合物同时具有大孔和中孔。中孔的直径是约到约并且大孔的直径大于约虽然本专利技术树脂还包括微孔(直径小于)，但大孔的存在将本专利技术树脂与凝胶型或微孔离子交换树脂区分开来。本专利技术树脂的微孔隙率优选地在约0.2到0.4cc/g范围内。同时，中孔隙率优选地超过0.5cc/g，优选的范围介于0.5到1.3cc/g之间。为了获得容量和交换率之间的适当平衡，微孔隙率优选地低于20％总孔隙率。大孔隙率优选地是55cc/g到85cc/g，并且优选地占超过70％总孔隙率。本专利技术树脂(钙形式)的总孔隙体积是0.75到0.90cm3/g。本专利技术树脂可以通过具有0.1到0.9∶1、0.4到0.8∶1并且更优选0.6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于色谱分离第一糖与包含所述第一糖和第二糖的液体洗脱剂的方法，所述方法通过将所述液体洗脱剂穿过包含钙形式的聚合大孔亚烷基桥接的树脂的床来进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.12 US 62/1318981.一种用于色谱分离第一糖与包含所述第一糖和第二糖的液体洗脱剂的方法，所述方法通过将所述液体洗脱剂穿过包含钙形式的聚合大孔亚烷基桥接的树脂的床来进行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述树脂的表面积是300到2100m2/g。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述树脂的表面积是450到700m2/g。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述树脂的亚烷基桥接与酚的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·吉斯克，C·R·艾彻，S·皮斯，濮公伟，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US