用于生产和加工二胺的方法技术

本发明专利技术提供一种生产和分离由微生物发酵产生的二胺的方法，其能够使不需要的盐的形成最小化，从而提供较低成本的二胺生产方法。

A method for the production and processing of two amines

The invention provides a method for producing and separating two amine produced by microorganism fermentation, which can minimize the formation of the unnecessary salt, thereby providing a low cost two amine production method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产和加工二胺的方法优先权要求本申请要求2015年8月28日提交的美国临时专利申请(序列号62/211315)、2015年6月17日提交的美国临时专利申请(序列号62/193693)和2014年12月23日提交的美国临时专利申请(序列号62/096309)的优先权；每个上述申请的公开内容以引用的方式并入本申请。一般来说，本专利技术提供了一种用于生产、分离和纯化二胺的方法，包括己二胺(HMD)、尸胺、腐胺、乙二胺和六亚甲基二胺。更具体而言，本专利技术涉及一种用于培养生产二胺(例如HMD)的微生物的方法，一种用于从含二胺的培养物或培养后培养基中分离二胺的方法。所述二胺产物用于制备含二胺聚合物，包括聚酰胺。
技术介绍
六亚甲基二胺也称为1,6-二氨基己烷或1,6-己二胺(简写为HMD或HMDA)的化学式为H2N(CH2)6NH2。HMD是化工行业的重要原材料。例如，HMD用于制备聚酰胺、聚脲或聚氨酯及所述材料的共聚体。尸胺，也称为1,5-二氨基戊烷，用作聚胺生产中的单体。腐胺，也称为1,4-丁二胺，用作聚胺生产中的单体。七亚甲基二胺，也称为1,7-二氨基庚烷，用作聚胺生产中的单体。乙二胺用作本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产二胺(DA)的方法，包括以下步骤：a)将基因工程化微生物在适宜条件下于培养基中培养足够长的时间，以在所述培养基中生产DA并形成DA碳酸盐、DA碳酸氢盐、DA双碳酸氢盐(在此统称为DA碳酸盐)和/或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯(在此统称为DA氨基甲酸酯)中的一种或多种，其中所述培养基中的pH值主要由二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐或碳酸控制；b)将至少一种或多种所述DA碳酸盐或所述DA氨基甲酸酯转化为DA游离碱和二氧化碳；和c)分离所述DA游离碱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 62/096,309;2015.07.17 US 62/193,693;1.用于生产二胺(DA)的方法，包括以下步骤：a)将基因工程化微生物在适宜条件下于培养基中培养足够长的时间，以在所述培养基中生产DA并形成DA碳酸盐、DA碳酸氢盐、DA双碳酸氢盐(在此统称为DA碳酸盐)和/或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯(在此统称为DA氨基甲酸酯)中的一种或多种，其中所述培养基中的pH值主要由二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐或碳酸控制；b)将至少一种或多种所述DA碳酸盐或所述DA氨基甲酸酯转化为DA游离碱和二氧化碳；和c)分离所述DA游离碱。2.用于生产二胺(DA)的方法，包括以下步骤：a)将基因工程化微生物在适宜条件下于培养基中培养足够长的时间，以在所述培养基中生产DA并形成DA碳酸盐、DA碳酸氢盐、DA双碳酸氢盐、DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种，其中所述培养基中的溶解无机碳百分比(DIC)大于或等于40％；且所述DIC由以下公式确定：DIC/TDCAx100其中TDCA为总溶解抗衡阴离子，且为DIC和其他阴离子之和；b)将DA碳酸盐、DA碳酸氢盐、DA双碳酸氢盐、DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯转化为DA游离碱和二氧化碳；和c)分离所述DA游离碱。3.用于生产二胺(DA)的方法，包括以下步骤：a)将基因工程化微生物在适宜条件下于培养基中培养足够长的时间，以在所述培养基中生产DA并形成DA碳酸盐、DA碳酸氢盐、DA双碳酸氢盐(统称DA碳酸盐)和/或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯(统称DA氨基甲酸酯)中的一种或多种，其中所述培养基中至少40％的二胺种类包括DA碳酸盐、DA碳酸氢盐、DA双碳酸氢盐、DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种；b)将所述DA碳酸盐和/或所述DA氨基甲酸酯转化为DA游离碱和二氧化碳；和c)分离所述DA游离碱。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述二胺包括C2至C7亚甲基链段或C2至C12亚甲基链段。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述二胺包括C4至C7亚甲基链段。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述二胺包括六亚甲基二胺(HMD)、尸胺、腐胺、乙二胺或七亚甲基二胺。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述二胺是六亚甲基二胺。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述二胺碳酸盐包括碳酸盐、碳酸氢盐或双碳酸氢盐，且所述二胺氨基甲酸酯包括六亚甲基二胺(HMD)、尸胺、腐胺、乙二胺或七亚甲基二胺的氨基甲酸酯或双氨基甲酸酯，或其任何混合物。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述二胺是六亚甲基二胺。10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的至少50％的所述二胺包含DA碳酸盐(DA碳酸盐、DA碳酸氢盐或DA双碳酸氢盐)或DA氨基甲酸酯(DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯)中的一种或多种。11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的至少60％的所述二胺包含DA碳酸盐、DA碳酸氢盐或DA双碳酸氢盐，或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种。12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的至少70％的所述二胺包含DA碳酸盐、DA碳酸氢盐或DA双碳酸氢盐，或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种。13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的至少80％的所述二胺包含DA碳酸盐、DA碳酸氢盐或DA双碳酸氢盐，或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种。14.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的至少90％的所述二胺包含DA碳酸盐、DA碳酸氢盐或DA双碳酸氢盐，或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种。15.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的至少99.9％的所述二胺包含DA碳酸盐、DA碳酸氢盐或DA双碳酸氢盐，或DA氨基甲酸酯或DA双氨基甲酸酯中的一种或多种。16.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物还形成二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐或碳酸中的一种或多种。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成的二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐或碳酸包括来自二胺生产过程中的化学计量二氧化碳。18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成的二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐或碳酸包括呼吸二氧化碳或副产物二氧化碳。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述呼吸二氧化碳通过经由TCA循环的完成、经由乙醛酸分流、经由戊糖磷酸途径(例如zwf)或经由EntnerDuodoroff途径中的至少一种途径形成。20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述副产物二氧化碳与作为副产物的乙酸盐、乙醇、琥珀酸盐、3-氧代己二酸盐或3-羟基己二酸盐的形成相关联。21.根据权利要求1-3中任一项、或权利要求16、或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐或碳酸中的一种或多种从外部添加到所述培养基。22.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐至少包括HMD碳酸盐。23.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐至少包括HMD碳酸氢盐。24.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐至少包括HMD双碳酸氢盐。25.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述氨基甲酸酯至少包括HMD氨基甲酸酯或所述氨基甲酸酯至少包括HMD双氨基甲酸酯。26.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐至少包括HMD碳酸氢盐和HMD双碳酸氢盐。27.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基中的二氧化碳和DA的比例为约0.05：1至约7:1。28.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约5:1的二氧化碳和DA。29.根据权利要求28或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约3.5:1的二氧化碳和DA。30.根据权利要求28或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约3:1的二氧化碳和DA。31.根据权利要求28或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约2.5:1的二氧化碳和DA。32.根据权利要求28或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约2:1的二氧化碳和DA。33.根据权利要求28或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约1.5:1的二氧化碳和DA。34.根据权利要求28或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.05：1至约1:1的二氧化碳和DA。35.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物形成比例为约0.2：1至约3:1的二氧化碳和DA。36.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(a)的培养过程中，所述培养基基本不含外部添加的缓冲液。37.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(a)的培养过程中，所述培养基基本不含外部添加的无机酸或有机酸。38.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值小于11、小于10、小于9或小于8。39.根据权利要求1-3和38中任一项、或根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值至少为2、至少为3、至少为4、至少为5、至少为6或至少为7。40.根据权利要求39或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值为约6至9.5。41.根据权利要求39或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值为约6至9。42.根据权利要求39或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值为约6至8。43.根据权利要求39或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值为约6.5至7.5。44.根据权利要求39或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的培养基中的pH值为约7.5至9.5。45.根据权利要求39或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，经过培养后的所述培养基中的pH值为约8至9。46.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，存在足够量的碳酸酐酶，以(a)：通过将二氧化碳转化为碳酸氢根和/或碳酸根离子来提高DA碳酸盐或DA碳酸氢盐的形成，(b)：通过将碳酸氢盐和/或碳酸盐离子转化为二氧化碳来提高二氧化碳从DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯溶液中的释放，或(c)：(a)和(b)两者均有。47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶提高DA碳酸盐的形成。48.根据权利要求46至47中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶提高二氧化碳从DA碳酸盐溶液中的释放。49.根据权利要求46至48中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶提高DA碳酸盐的形成，并提高二氧化碳从DA碳酸盐溶液中的释放。50.根据权利要求46至49中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶存在于发酵液中，以提高DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯的形成。51.根据权利要求46至50中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶存在于一个或多个步骤中，用于释放二氧化碳并产生游离DA碱，以提高二氧化碳从DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯溶液中的释放。52.根据权利要求46至51中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶存在于发酵液中，用于提高DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯的形成，并存在于一个或多个步骤中，用于释放二氧化碳并产生游离DA碱，以提高二氧化碳从DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯溶液中的释放。53.根据权利要求46至52中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶是外源添加的。54.根据权利要求46至53中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶由存在于发酵液中的基因工程化微生物提供，可选地分泌至所述发酵液中，且可选地存在于所述微生物的周质中。55.根据权利要求46至54中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶由生产所述DA的所述基因工程化微生物提供，可选地分泌至所述发酵液中，且可选地存在于所述微生物的周质中。56.根据权利要求46至55中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶是天然基因或酶，可选地，所述碳酸酐酶是工程化基因或酶，可选地工程化以分泌至所述发酵液中，且可选地工程化以分泌至所述微生物的周质空间中。57.根据权利要求46至56中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶是工程化酶，可选地工程化以增强稳定性、热稳定性、碱性pH稳定性或增加活性。58.根据权利要求46至57中任一项所述的方法，其特征在于，所述DA为HMD、尸胺、腐胺、乙二胺、七亚甲基二胺，或包括C2至C7亚甲基链段、C2至C12亚甲基链段或C4至C7亚甲基链段的二胺，且可选地，其中所述DA为HMD。59.根据权利要求1-3或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：在将碳酸盐和/或氨基甲酸酯转化为DA游离碱之前，从含有细胞的固体组分中分离富含DA-碳酸盐和/或DA-氨基甲酸酯的液体组分。60.根据权利要求59所述的方法，其特征在于，所述分离步骤包括离心、微滤、转鼓或其组合。61.根据权利要求60所述的方法，其特征在于，所述离心包括圆盘式离心或沉降式离心。62.根据权利要求59所述的方法，其特征在于，进一步包括过滤富含碳酸盐和/或氨基甲酸酯的所述液体组分。63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述过滤包括超滤。64.根据权利要求1-3或59或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：在将碳酸盐和/或氨基甲酸酯转化为DA游离碱之前，从经过培养后的培养基中除去水，且可选地，还包括将水回收并再循环到步骤(a)的培养过程中。65.根据权利要求64所述的方法，其特征在于，所述除去水的步骤包括蒸发、反渗透或电渗析。66.所示.根据权利要求64所述的方法，其特征在于，所述蒸发包括多重效应蒸发器、热蒸汽再压缩或机械蒸气再压缩。67.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯通过加热转化成游离碱。68.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯通过真空转化成游离碱。69.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯通过离子交换转化成游离碱。70.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯通过电渗析转化成游离碱。71.根据权利要求70所述的方法，其特征在于，所述电渗析用双极膜进行。72.根据权利要求67所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯在大于70℃、大于80℃、大于105℃或大于200℃的温度下热转化成游离碱。73.根据权利要求67所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯在大于20℃、大于30℃、大于40℃的温度下且在真空条件下热转化成游离碱。74.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯在容器内1至10巴压力下转化成游离碱。75.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯通过用气体汽提所述碳酸盐和/或氨基甲酸酯组分而转化成游离碱。76.根据权利要求75所述的方法，其特征在于，所述气体为空气或惰性气体，且可选地，其中所述惰性气体为氮气、空气或氦气。77.根据权利要求75-76中任一项所述的方法，其特征在于，所述汽提在约1至10巴压力下进行。78.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述DA碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物，优选为HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物，通过蒸汽汽提转化成游离碱。79.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述除去水和所述将碳酸盐和/或氨基甲酸酯转化为DA游离碱同时进行，或在同一单元操作中进行。80.根据权利要求1-3、59、64或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述除去水和所述将碳酸盐和/或氨基甲酸酯转化为DA游离碱同时进行,且是通过加热或通过汽提，可选地使用惰性气体或蒸汽进行汽提。81.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：向富含所述DA游离碱的溶液中加入强碱，可选地为氢氧化钠或氢氧化钙，其添加量足以在DA提取之前进一步提高pH值。82.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转化步骤产生至少20％到至少99％的DA游离碱。83.根据权利要求2或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述溶解无机碳(DIC)百分比大于或等于50％，大于或等于60％，大于或等于70％，大于或等于80％，或者大于或等于90％。84.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于控制pH值的外部添加二氧化碳与外部添加其他酸的摩尔比为至少1:1，至少2:1，至少5:1，至少10:1，至少50:1或至少100：1。85.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述二胺是六亚甲基二胺、尸胺、腐胺、乙二胺或七亚甲基二胺。86.根据权利要求85所述的方法，其特征在于，所述二胺是六亚甲基二胺。87.根据权利要求85所述的方法，其特征在于，所述二胺是尸胺。88.根据权利要求85所述的方法，其特征在于，所述二胺是腐胺。89.根据权利要求85所述的方法，其特征在于，所述二胺是乙二胺。90.根据权利要求85所述的方法，其特征在于，所述二胺是七亚甲基二胺。91.根据权利要求64-90中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶的含量足以通过将碳酸氢盐和/或碳酸盐离子转化为二氧化碳来增强所述二氧化碳从DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯溶液中的释放。92.根据权利要求91所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶提高二氧化碳从DA碳酸盐溶液中的释放。93.根据权利要求91至92中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶存在于发酵液中。94.根据权利要求91至93中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶存在于一个或多个步骤中，用于释放二氧化碳并产生游离DA碱，以提高二氧化碳从DA碳酸盐或DA氨基甲酸酯溶液中的释放，可选地，在所述除去水或蒸发步骤中存在CA，可选地，CA存在于CO2汽提步骤中，以及可选地，在所述除去水或蒸发步骤和CO2汽提步骤中都存在CA。95.根据权利要求91至94中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶是外源添加的。96.根据权利要求91至95中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶由存在于发酵液中的基因工程化微生物提供，可选地分泌至所述发酵液中，且可选地存在于所述微生物的周质中。97.根据权利要求91至96中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶由生产所述DA的所述基因工程化微生物提供，可选地分泌至所述发酵液中，且可选地存在于所述微生物的周质中。98.根据权利要求91至97中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶是天然基因或酶，可选地，所述碳酸酐酶是工程化基因或酶，可选地工程化以分泌至所述发酵液中，且可选地工程化以分泌至所述微生物的周质空间中。99.根据权利要求91至98中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳酸酐酶是工程化酶，可选地工程化以增强稳定性、热稳定性、碱性pH稳定性或增加活性。100.根据权利要求91至99中任一项所述的方法，其特征在于，所述DA为HMD、尸胺、腐胺、乙二胺、七亚甲基二胺，或包括C2至C7亚甲基链段、C2至C12亚甲基链段或C4至C7亚甲基链段的二胺，且可。101.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转化步骤产生至少20％到至少99％的二胺游离碱。102.根据权利要求101所述的方法，其特征在于，使用提取溶剂将二胺游离碱，优选为HMD游离碱，从所述培养基或富含二胺的组分中分离，以提供水相和含二胺游离碱的有机相。103.根据权利要求1-3和67-82所述的方法，其特征在于，使用提取溶剂将DA游离碱，优选为HMD游离碱，从所述培养基或富含DA的组分中分离，以提供水相和含DA游离碱的有机相。104.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，进一步包括蒸馏有机相以将DA游离碱与有机溶剂分离。105.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，使用提取溶剂从所述培养基或富含DA的组分中分离所述DA游离碱，产生水相和含DA游离碱的有机相，并通过蒸馏将所述DA与所述提取溶剂分离。106.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂的沸点低于水的沸点。107.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂的沸点高于所述DA游离碱或HMD游离碱的沸点。108.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂具有处于水的沸点与DA游离碱或HMD游离碱的沸点之间的中间沸点。109.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂选自醇，烷烃，胺，醚和酮。110.根据权利要求109所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂包括C4-C8一元醇。111.根据权利要求109所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂包括丁醇、己醇、1-己醇、异戊醇或环己醇。112.根据权利要求109所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂包括甲苯或乙醚。113.根据权利要求109所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂包括C5-C12直链或支链烷烃。114.根据权利要求109所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂包括庚烷，己烷，其异构体及其组合。115.根据权利要求109所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂包含待提取的所述二胺的多个碳原子。116.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，所述有机相(提取物)包含至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％的游离碱形式的DA或游离碱形式的HMD。117.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，进一步包括：处理所述溶剂提取步骤的水相(残液)以回收DA或HMD。118.根据权利要求117所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述水相残液再循环到所述转化步骤。119.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，所述蒸馏步骤基本上除去了水和溶剂。120.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，基本上除去水和溶剂的所述蒸馏，低于170℃，低于160℃，低于150℃，或低于140℃。121.根据权利要求103所述的方法，其特征在于，进一步包括：使基本上不含水或溶剂、且可选地为至少90％DA、至少94％DA或至少123％DA的DA游离碱进行氨沉淀。122.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离步骤还包括选自碳吸附、氢化或蒸馏的一个或多个步骤。123.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离步骤还包括除去或减少成色化合物。124.根据权利要求1-3或权利要求103-123中任一项所述的方法，其特征在于，在溶剂提取后至少有一个蒸馏步骤。125.根据权利要求124所述的方法，其特征在于，在溶剂提取后至少有2个蒸馏步骤。126.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在一个或多个蒸馏步骤中，从所述培养基中直接蒸馏出DA游离碱。127.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所分离的DA游离碱具有大于90％、大于95％、大于99％或大于99.9％的纯度。128.根据权利要求103至127中任一项所述的方法，其特征在于，所述提取溶剂在与所述DA游离碱分离后再循环。129.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过将至少一部分二氧化碳加入到权利要求1-3中任一项所述的步骤(a)的培养过程中，来使该至少一部分二氧化碳再循环。130.根据权利要求1-3中任一项或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少一种外源核酸的HMD合成途径，所述至少一种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少一种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。131.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少两种外源核酸的HMD合成途径，所述至少两种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少两种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。132.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少三种外源核酸的HMD合成途径，所述至少三种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少三种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。133.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少四种外源核酸的HMD合成途径，所述至少四种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少四种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。134.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少五种外源核酸的HMD合成途径，所述至少五种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少五种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。135.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少六种外源核酸的HMD合成途径，所述至少六种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少六种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。136.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少七种外源核酸的HMD合成途径，所述至少七种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少七种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。137.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少八种外源核酸的HMD合成途径，所述至少八种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少八种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。138.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少九种外源核酸的HMD合成途径，所述至少九种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少九种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。139.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少十种外源核酸的HMD合成途径，所述至少十种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少十种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。140.根据权利要求130所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含具有至少十一种外源核酸的HMD合成途径，所述至少十一种外源核酸编码所述HMD合成途径的至少十一种酶，以足够的量表达以产生至少一种HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。141.根据权利要求130-140中任一项所述的方法，其特征在于,所述HMD合成途径包括选自3-氧代己二酰辅酶A、己二酸半醛、6-氨基己酸(6-ACA)、6-ACA半醛、2-氨基庚二酸、3,6-二羟基己酰辅酶A和高赖氨酸的中间化合物。142.根据权利要求130-140中任一项所述的方法，其特征在于,所述HMD合成途径包括选自以下各项的酶：3-氧基己二酰辅酶A硫解酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-氨基己酰基辅酶A还原酶、6-ACA还原酶、己二酰辅酶A还原酶、己二酸还原酶、6-羟基3-氧代己酰基辅酶A脱氢酶、2-氨基庚二酸脱羧酶和高赖氨酸脱羧酶。143.根据权利要求130-140中任一项所述的方法，其特征在于,所述HMD合成途径包含选自以下各项的酶和底物-产物对：作用于琥珀酰辅酶A和乙酰辅酶A以产生3-氧代己二酰辅酶A的3-氧代己二酰辅酶A硫解酶，作用于己二酰辅酶A形成6-ACA的6-ACA转氨酶，作用于6-氨基己糖酰辅酶A以形成6-ACA半醛的的6-氨基己酰辅酶A还原酶，作用于6-ACA并将其直接转化为6-ACA半醛的6-ACA还原酶，作用于己二酰辅酶A以形成己二酸半醛的的己二酰辅酶A还原酶，作用于己二酸酯并将其直接转化为己二酸半醛的己二酸还原酶，还原6-羟基-3-氧代己酰基辅酶A以形成3,6-二羟基己酰辅酶A的6-羟基-3-氧代己酰基辅酶A脱氢酶，令2-氨基庚二酸脱羧以形成6-ACA的2-氨基庚二酸脱羧酶，以及令高聚糖脱羧以形成HMDA的高赖氨酸脱羧酶。144.根据权利要求130-140中任一项所述的方法，其特征在于，所述HMD合成途径选自路径(a)至(m)：(a)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酰辅酶A脱氢酶、3-羟基己二酰辅酶A脱水酶、5-羧基-2-戊烯酰辅酶A还原酶、己二酰辅酶A还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA转移酶或合成酶和6-ACA辅酶A还原酶，或6-ACA还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(b)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酰辅酶A脱氢酶、3-羟基己二酰辅酶A脱水酶、5-羧基-2-戊烯酰辅酶A还原酶、己二酰辅酶A还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(c)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酰辅酶A脱氢酶、3-羟基己二酰辅酶A脱水酶、5-羧基-2-戊烯酰辅酶A还原酶、己二酰辅酶A转移酶或水解酶或转移酶,己二酸还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA转移酶或合成酶、6-ACA辅酶A还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(d)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酰辅酶A脱氢酶、3-羟基己二酰辅酶A脱水酶、5-羧基-2-戊烯酰辅酶A还原酶、己二酰辅酶A转移酶或水解酶或转移酶,己二酸还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(e)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酸脱氢酶、3-羟基己二酸脱水酶、5-羧基-2-戊烯酸还原酶、己二酸还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA转移酶或合成酶、6-ACA辅酶A还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(f)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酸脱氢酶、3-羟基己二酸脱水酶、5-羧基-2-戊烯酸还原酶、己二酸还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(g)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酸脱氢酶、3-羟基己二酸脱水酶、5-羧基-2-戊烯酸还原酶、己二酰辅酶A转移酶或水解酶或转移酶、己二酰辅酶A还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA转移酶或合成酶、6-ACA辅酶A还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(h)3-氧代己二酰辅酶A硫解酶、3-氧代己二酸脱氢酶、3-羟基己二酸脱水酶、5-羧基-2-戊烯酸还原酶、己二酰辅酶A转移酶或水解酶或转移酶、己二酰辅酶A还原酶、6-ACA转氨酶或脱氢酶、6-ACA还原酶、HMDA转氨酶或HMDA脱氢酶；(i)4-羟基-2-氧代庚烷-1,7-二氧化物(HODH醛缩酶)；2-氧代庚-4-烯-1,7-二酸(OHED)水合酶；OHED甲酸裂解酶和丙酮酸甲酸裂解酶活化酶或OHED脱氢酶；2,3-脱氢己二酰辅酶A还原酶；己二酰辅酶A脱氢酶；或己二酸半醛转氨酶或己二酸半醛氧化还原酶(胺化)；(j)β酮硫解酶或乙酰辅酶A羧化酶和乙酰乙酰辅酶A合成酶，3-羟酰辅酶A脱氢酶或3-氧代酰基辅酶A还原酶,烯酰辅酶A水合酶，和反式-2-烯酰辅酶A还原酶,用于生产己酰基辅酶A；硫酯酶、醛脱氢酶或丁醇脱氢酶中的一种或多种，所述宿主产生己醛或己酸酯；单加氧酶、醇脱氢酶、醛脱氢酶、6-羟基己酸酯脱氢酶、5-羟基戊酸脱氢酶、4-羟基丁酸脱氢酶、6-氧代己酸酯脱氢酶或7氧代庚酸脱氢酶中的一种或多种，所述宿主产生己二酸或己二酸半醛；单加氧酶、转氨酶、6-羟基己酸酯脱氢酶、5-羟基戊酸脱氢酶、4-羟基丁酸脱氢酶和醇脱氢酶中的一种或多种，所述宿主中生产6-氨基己酸酯；羧酸还原酶、ω-转氨酶、脱乙酰基、N-乙酰基转移酶或醇脱氢酶中的一种或多种，所述宿主产生六亚甲基二胺；(k)乙酰转移酶或硫解酶，以形成6-羟基-3-氧代-己酰基辅酶A，6-羟基-3-氧代-己酰辅酶A脱氢酶，3,4-二羟基己酰基酰基辅酶A脱水酶，6-羟基-2-己酰基辅酶A还原酶，6-羟基己酰基辅酶A水解酶，以形成6-ACA，6-羟基己酸脱氢酶和转氨酶以形成HMDA；(l)高柠檬酸合成酶，高乌头酸酶和高异柠檬酸脱氢酶，以形成2-酮基庚酸酯，2-酮基脱羧酶催化α-酮基庚酸转化为己二酸半醛，2-氨基转移酶催化α-酮基庚酸转化为2-氨基庚二酸，2-氨基庚二酸脱羧酶令2-氨基庚二酸脱羧，并形成6-ACA，醛脱氢酶催化6-ACA转化为6-氨基己醛，氨基转移酶催化6-氨基己醛转化为6-六亚甲基二胺；和(m)谷氨酰辅酶A转移酶和/或连接酶，β-酮硫氧还蛋白酶，3-氧代-6-氨基庚二酰辅酶A氧化还原酶，3-羟基-6-氨基庚二酰辅酶A脱水酶，6-氨基-7-羧基庚-2-烯酰基辅酶A还原酶，6-氨基庚二酰辅酶A还原酶(醛形成)，2-氨基-7-氧代庚酸转氨酶和/或胺化氧化还原酶，高赖氨酸脱羧酶，6-氨基氨基庚二酰辅酶A水解酶、转移酶和/或连接酶，2-氨基庚二酸脱羧酶。145.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含HMD合成途径，所述HMD合成途径具有至少一种编码至少一种所述HMD合成途径的酶的外源核酸，所述酶的表达量足以产生至少一种选自以下的HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物：3-氧代己二酰辅酶A硫解酶，3-氧代己二酰辅酶A脱氢酶，3-羟基己二酰辅酶A脱水酶，5-羧基-2-戊烯酰辅酶A还原酶，己二酰辅酶A还原酶，6-ACA转氨酶或脱氢酶，3-氧代己二酰辅酶A：酰基辅酶A转移酶，3-氧代己二酸脱氢酶，3-羟基己二酸脱水酶，5-羧基-2-戊烯酸酯还原酶，己二酰辅酶A转移酶，连接酶，水解酶，6-ACA转移酶或合成酶，6-ACA辅酶A还原酶，HMDA转氨酶或脱氢酶，己二酸还原酶，6-ACA转氨酶或脱氢酶，或6-ACA还原酶。146.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物是埃希氏菌属，克雷伯菌属；气单胞菌目，琥珀酸弧菌科，包括厌氧螺菌属；巴斯德氏菌目，巴斯德毕赤科，包括放线杆菌属和曼氏杆菌属；根瘤菌目，慢生型根瘤菌科，包括根瘤菌属；芽孢杆菌目，芽孢杆菌科，包括芽孢杆菌属；放线菌目，棒杆菌科和链霉菌科，包括棒状杆菌属和链霉菌属；红螺菌目，醋杆菌属，包括葡萄球菌属；鞘脂单胞菌目，鞘脂单胞菌科，包括发酵单胞菌属；乳酸杆菌目，乳酸杆菌科和链球菌科，包括乳杆菌属和乳球菌属，梭菌目，梭菌科，梭菌属；假单胞菌目,包括假单胞菌属，嗜碱菌属，甲基杆菌属，甲基黄曲霉，甲基球菌属，甲基孢囊菌属和生丝微菌属；酵母菌目，包括酵母属，克鲁维酵母属和毕赤酵母属；酵母目，Dipodascaceae属，包括耶氏酵母属；粟酒裂殖酵母目，裂殖酵母科，包括粟酒裂殖酵母属；散囊菌目，发菌科，包括曲霉菌属；毛霉菌目，毛霉菌科，包括根霉属。147.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包括非限制性的宿主细菌物种，包括：大肠杆菌，产酸克雷伯菌，产琥珀酸厌氧螺菌，产琥珀酸放线杆菌，产琥珀酸曼氏杆菌，菜豆根瘤菌，枯草芽孢杆菌，谷氨酸棒杆菌，氧化葡糖杆菌，运动发酵单胞菌，乳酸乳球菌，植物乳杆菌，天蓝色链霉菌，丙酮丁醇梭菌，荧光假单胞菌和恶臭假单胞菌，专性嗜碱芽孢杆菌，耐盐芽孢杆菌，嗜碱芽孢杆菌，争论梭菌，酿酒酵母，粟酒裂殖酵母，多形汉逊酵母，甲醇毕赤酵母，博伊丁假丝酵母，乳酸克鲁维酵母，马克斯克鲁维酵母，土曲霉，黑曲霉，毕赤酵母，少根根霉，米曲霉型根瘤菌，解脂耶氏酵母，东方伊萨酵母，专性嗜碱芽孢杆菌，耐盐芽孢杆菌，嗜碱芽孢杆菌，争论梭菌，钝顶节旋藻，克劳氏芽孢杆菌，伊平屋海岭海洋芽孢杆菌，嗜碱菌Alkaliphilusmetalliredigens，嗜碱菌Alkaliphilusoremlandii，芽孢杆菌Bacillusselentireducens，嗜碱脱硫弧菌，嗜碱脱硫菌，Thioalkalivibrio属，嗜热盐碱厌氧菌，碱湖生菌Alkalilimnicolaehrlichii和Desulfonatronospirathiodismutans。148.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物改进提高耐碱性。149.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含二胺合成途径，该二胺合成途径具有编码至少一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或十一种二胺合成途径的酶的至少一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或十一种外源核酸，所述酶的表达量足以产生至少一种二胺碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。150.根据权利要求149所述的方法，其特征在于，所述二胺包括六亚甲基二胺(HMD)、尸胺、腐胺、七亚甲基二胺或乙二胺。151.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述培养基包含用于所述基因工程化微生物的糖碳源，所述糖碳源选自：蔗糖，葡萄糖，半乳糖，果糖，甘露糖，异麦芽糖，木糖，潘糖，麦芽糖，阿拉伯糖，纤维二糖或其3、4-或5-低聚物；或其中所述培养基包含用于所述基因工程化微生物的醇碳源，所述醇碳源选自：甲醇，乙醇，甘油，甲酸和脂肪酸；或所述培养基包含用于所述基因工程化微生物的气体碳源，所述气体碳源选自合成气，废气，甲烷，CO，CO2以及CO或CO2与H2的任意混合物。152.根据权利要求1-3中任一项或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含一种DA合成途径，优选为HMD合成途径，其具有至少两种外源核酸，该至少两种外源核酸编码所述DA合成途径、优选为HMD合成途径、的至少一种酶，和碳酸酐酶或变体，其表达量足以产生至少一种DA碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物、优选为HMD碳酸盐和/或氨基甲酸酯化合物。153.根据权利要求1-3中任一项或前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基因工程化微生物包含一种DA合成途径，优选为HMD合成途径，其具有至少两种外源核酸，该至少两种外源核酸编码所述DA合成途径、优选为HMD合成途径、的至少一种酶，和碳酸酐酶或变体，其表达量足以产生至少一种或多种DA游离碱、优选为HMD游离碱，以及二氧化碳。154.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳里·H·索米宁，康纳·J·高尔贺，迈克尔·雅普斯，马克·J·伯克，卡拉·崔斯威尔，
申请(专利权)人：基因组股份公司，
类型：发明
国别省市：美国,US