从发酵液中纯化琥珀酸的方法技术

通过将含琥珀酸的液体与Ｈ－型强酸性阳离子交换树脂进行接触，所述树脂的量等于或大于含琥珀酸的液体中包含的除氢离子之外的阳离子的量，并从得到的经离子交换处理的液体中沉淀琥珀酸的晶体以得到纯化的琥珀酸来产生琥珀酸，所述含琥珀酸的液体中含有琥珀酸和通过发酵或酶法获得的阳离子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从积累琥珀酸的盐的发酵液中纯化琥珀酸的技术。
技术介绍
近年来，琥珀酸作为生物可降解聚合物的原料而引起人们的注意。而且，琥珀酸作为4-碳中间体被广泛用作特殊化学产品的原料。为了使用琥珀酸作为生物可降解聚合物和特殊化学产品的原料，需要以低成本产生高纯度的琥珀酸。这是因为原料琥珀酸中含有的杂质可抑制由琥珀酸产生最终产品的反应或降低所述最终产品的质量。因此，为了通过发酵或酶法产生琥珀酸用作聚合物或特殊化学产品的原料，需要有效地从含有大量杂质的发酵液或酶反应混合物中除去杂质并以低成本产生琥珀酸。在通过发酵或酶法产生琥珀酸的过程中，通常将反荷离子(counter ion)加入培养基或酶反应溶液以保持最适pH。因此，琥珀酸常常以盐的形式存在于积累琥珀酸的培养液或酶反应混合物中。因此，为了产生高纯度的琥珀酸，必须除去加入所述发酵培养基或酶反应溶液的反荷离子。此外，所述发酵液含有大量的杂质如其他有机酸和氨基酸，而这些杂质也需要被有效地去除。作为产生高纯度琥珀酸的方法，到目前为止已经报道了使用离子交换树脂的方法，使用琥珀酸的难溶盐的方法，使用电渗析(electrodialysis)的方法等等。使用离子交换树脂的方法概略地分类为使用阴离子交换树脂的方法和使用弱酸性阳离子交换树脂的方法。作为使用阴离子交换树脂的方法，已经报道了包括将含有琥珀酸的盐的原料液体与阴离子交换树脂进行接触以允许所述树脂吸附琥珀酸，然后用有机溶剂，氨水等洗脱琥珀酸的方法(参考专利文献1和2)。然而，在此方法中，必须除去并收集所述洗脱物中包含的有机溶剂或碱如氨，而这使所述过程变得复杂。此外，已经报道了包括使阳离子交换树脂吸附琥珀酸的反荷离子并收集琥珀酸作为通流溶液(through-flow solution)的方法(参考专利文献3)。然而，此方法遇到这样的问题，由于所使用的离子交换树脂是弱酸性的阳离子交换树脂，所述原料液体中琥珀酸的反荷离子限制为氨，该方法不能应用于具有其他反荷离子的琥珀酸的盐。作为使用琥珀酸的难溶盐的方法，已知包括将钙离子加入含有琥珀酸的盐的原料液体和收集琥珀酸钙作为沉淀的方法(专利文献4)。然而，此方法遇到这样的问题，在从所述沉淀中除去钙时产生的副-产物钙盐的去除是复杂的。专利文献5和6公开了使用电渗析的方法。然而，这些方法遇到这样的问题，难以除去所述原料液体中包含的其他有机酸(乙酸)，因为它显示与琥珀酸相同的行为。同时，作为从含有有机酸的水溶液中收集有机酸如琥珀酸的方法，已经报道了通过使用H-型离子交换树脂将水溶液中氢离子浓度调节到结合有机酸的阴离子所需的水平或更高的方法(专利文献7)。该文献描述了在此方法中，当将氢离子的浓度调节到结合有机酸的阴离子所需的水平时，优选比所述相当物浓度高1％至大约10％的浓度。然而，即使将氢离子的浓度调节到这样的浓度，也难以基本上完全地除去发酵液中含有的作为琥珀酸的反荷离子的阳离子，并因此出现琥珀酸纯度降低的问题。JP 62-238231A美国专利No.5,132,456JP 62-238232AJP 62-294090AJP 02-283289AJP 03-151884AWO01/66508
技术实现思路
本专利技术的目的是提供从积累琥珀酸的盐的发酵液或酶反应混合物中以高收率纯化高纯度的琥珀酸的方法。为了实现上述的目的，本专利技术的专利技术人进行了勤勉的研究。结果，他们发现含琥珀酸的液体中的杂质可通过将使用一定量或更多的H-型强酸性阳离子交换树脂的离子交换与琥珀酸的结晶相结合而有效地去除，并由此能以高纯度和良好的收率产生琥珀酸，并由此完成了本专利技术。即，本专利技术提供了下列各项。(1)从含琥珀酸的液体中纯化琥珀酸的方法，所述含琥珀酸的液体中含有通过发酵或酶法获得的阳离子，该方法包括将所述含琥珀酸的液体与H-型强酸性阳离子交换树脂进行接触，所述树脂的量等于或大于含琥珀酸的液体中包含的除氢离子之外的阳离子的量，和从得到的经离子交换处理的液体中沉淀琥珀酸的晶体以得到纯化的琥珀酸。(2)(1)的方法，其中所述含琥珀酸的液体含有琥珀酸的盐。(3)(2)的方法，其中所述琥珀酸的盐选自琥珀酸钠、琥珀酸钾、琥珀酸镁、琥珀酸钙和琥珀酸铵。(4)(3)的方法，其中所述含琥珀酸的液体含有碳酸的盐，并将酸加入所述含琥珀酸的液体以调节为pH 5.0或更低，然后与所述H-型强酸性阳离子交换树脂进行接触。(5)(4)的方法，其中所述经离子交换处理的液体用作所述的酸。(6)(4)的方法，其中已经去除沉淀的琥珀酸的经离子交换处理的液体用作所述的酸。(7)产生琥珀酸的方法，其包括将微生物细胞或经过处理的细菌细胞作用于含水反应溶液中的有机原料以获得含琥珀酸的液体，将所述含琥珀酸的液体与H-型强酸性阳离子交换树脂进行接触，所述树脂的量等于或大于含琥珀酸的液体中包含的除氢离子之外的阳离子的量，和从得到的经离子交换处理的液体中沉淀琥珀酸的晶体以得到纯化的琥珀酸。(8)(7)的方法，其中所述含水反应溶液用碳酸镁或氢氧化镁进行中和。具体实施例方式本专利技术的方法是从含琥珀酸的液体中纯化琥珀酸的方法，所述含琥珀酸的液体含有通过发酵或酶法得到的阳离子，所述方法包括使所述含琥珀酸的液体与H-型强酸性阳离子交换树脂进行接触，所述树脂的量等于或大于含琥珀酸的液体中包含的除氢离子之外的阳离子的量，和从得到的经离子交换处理的液体中沉淀琥珀酸的晶体以得到纯化的琥珀酸。以下，对本专利技术进行详细的说明。<1>制备含琥珀酸的液体对本专利技术应用的含琥珀酸的液体无具体的限制，所述含琥珀酸的液体含有通过发酵或酶法得到的阳离子，只要它含有琥珀酸和除氢离子以外的阳离子。其具体实例包括含琥珀酸的发酵液和通过使用催化反应以由碳源或琥珀酸合成的原料或中间体产生琥珀酸的细菌、经过处理的细菌细胞和酶等等得到的反应混合物。所述含琥珀酸的液体优选含有琥珀酸的盐，优选琥珀酸的中性盐。所述盐的具体实例包括琥珀酸钠、琥珀酸钾、琥珀酸镁、琥珀酸钙、琥珀酸铵等等。对用于产生本专利技术的含琥珀酸的液体的方法无具体的限制，并例如，可应用JP 05-68576A和JP11-196888A中描述的方法。具体地，含琥珀酸的液体可通过使属于短杆菌属(Brevibacterium)并具有琥珀酸-产生能力的细菌细胞或经过处理的细菌细胞作用于含有有机原料如延胡索酸或其盐的反应水溶液来获得。上述的微生物的实例包括需氧的棒状杆菌细菌如黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)MJ-233菌株、黄色短杆菌MJ-233-AB-41菌株等等。所述黄色短杆菌MJ-233已于1975年4月28日保藏在国立生命科学和人体技术研究所(National Institute of Bioscience and Human-Technology)，工业科技机构(Agency of Industrial Science and Technology)，国际贸易与工业部(Ministry of International Trade and Industry)(Central 6，1-1，Higashi 1-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki-ken 305-8566，日本)，并给以登记入藏号本文档来自技高网...

【技术保护点】
从含琥珀酸的液体中纯化琥珀酸的方法，所述含琥珀酸的液体含有通过发酵或酶法获得的阳离子，该方法包括将所述含琥珀酸的液体与Ｈ－型强酸性阳离子交换树脂进行接触，所述树脂的量等于或大于含琥珀酸的液体中包含的除氢离子之外的阳离子的量，和从得到的经离子交换处理的液体中沉淀琥珀酸的晶体以得到纯化的琥珀酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：栉来武，藤原宪治，佐藤武，佐野千明，
申请(专利权)人：味之素株式会社，三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]