一种疏水低共熔溶剂萃取分离3-羟基丙酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种疏水性低共熔溶剂萃取分离3

【技术实现步骤摘要】
一种疏水低共熔溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法


[0001]本专利技术属于化工分离
，具体涉及一种利用疏水性低共熔溶剂从水溶液中萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法。

技术介绍

[0002]3‑
羟基丙酸是一种重要的化工平台化合物，可以用来合成多种有经济价值的工业产品，如丙二酸、1,3
‑
丙二醇、丙烯酸和聚3
‑
羟基丙酸等。美国能源部将其列为当今世界上12种最具开发潜力的化工产品之一（Chemical industry and engineering progress, 2007, 26(1):33
‑
36）。目前3
‑
羟基丙酸的生产方法有化学合成法和生物发酵法。化学合成法包括β
‑
溴丙酸水解法、2
‑
氰基乙醇酸碱法、3
‑
羟基丙醛氧化法，具有技术难度大、能耗高、污染严重等缺点。发酵法具有条件温和、副产物少和环境污染小等优点，受到广泛的关注。
[0003]在3
‑
羟基丙酸生物发酵生产过程中，存在产物和副产物的抑制作用，造成其在发酵液不能大量积累而浓度较低。此外，发酵液的成分复杂，含菌体、可溶性蛋白、副产物和残余培养基等，且3
‑
羟基丙酸具有高度亲水性，沸点高（279℃），其分离提取困难。
[0004]现在的从稀水溶液或发酵液中分离3
‑
羟基丙酸的方法主要有：（1）物理萃取法，使用乙酸乙酯从3
‑
羟基丙酸和丙烯酸的混合溶液中分离回收3
‑
羟基丙酸。先用乙酸乙酯将丙烯酸萃取到有机相中，再用水作反萃剂把有机相中的丙烯酸反萃到水里，实现了3
‑
羟基丙酸和丙烯酸的分离（美国专利US 7279598）。
[0005]（2）电渗析法，利用电渗析的方法浓缩3
‑
羟基丙酸钠的水溶液，再利用双极膜电渗析的方法将3
‑
羟基丙酸钠转化为3
‑
羟基丙酸（美国专利US20120160686）。
[0006]（3）络合萃取法，利用络合剂（三辛胺或Aliquat 336）溶解于疏水性的稀释剂（正辛醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、4
‑
甲基
‑2‑
戊酮、正己烷、环己烷）中，与3
‑
羟基丙酸水溶液或发酵液搅拌混合萃取3
‑
羟基丙酸，负载的有机相用高浓度的NaOH溶液反萃（朱一帆, 李英波, 梁向峰, 咸漠, 刘会洲, 3
‑
羟基丙酸稀溶液的络合萃取, 过程工程学报, 2017, 17(6): 1176
‑
1181；Gr
é
goireBurg
é
, Florian Chemarin, Marwen Moussa,Claire Saulou
‑
B
é
rion, Florent Allais, Henry
‑É
ricSpinnlerb, ViolaineAth
è
s，Reactive extraction of bio
‑
based3
‑
hydroxypropionic acid assisted byhollow
‑
fiber membrane contactor using TOAand Aliquat 336 in n
‑
decanol，J ChemTechnolBiotechnol, 2016, 91: 2705
–
2712；F. Chemarin, M. Moussa, F. Allais, I.C. Treleab, V. Ath
è
s, Recovery of 3
‑
hydroxypropionic acid from organic phases after reactiveextraction with amines in an alcohol
‑
type solvent, Separation and Purification Technology, 2019, 219: 260
–
267）。
[0007]对于以上列出的从水溶液中提取3
‑
羟基丙酸的方法，（1）方法存在萃取效率低，溶剂消耗量大的缺点；（2）中的方法工业可行性较差，膜设备容易被污染；（3）萃取剂和稀释剂用量大，且稀释剂多为挥发性有机溶剂（VOC），这类溶剂易挥发，使用中容易造成环境污染和安全问题。
[0008]低共熔溶剂(deep eutectic solvents, DESs)是近年来发展起来的一类新型的绿色溶剂，由两种或两种以上的化合物按照一定的化学计量比通过氢键作用形成的低共熔混合物，通常在100℃以下的温度范围内是液体。这类溶剂具有与离子液体相似的优良性质，具有可设计性，但比离子液体制备更简单、价格便宜、原子利用率高、生物相容性好。它溶解能力强，不易挥发，不易燃，降低了对环境的污染。低共熔溶剂的特殊结构使之与有机酸之间具有强的氢键和静电作用，因此低共熔溶剂具有比常规有机溶剂更强的萃取能力。

技术实现思路

[0009]为解决上述问题，本专利技术公开了一种疏水性低共熔溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法。
[0010]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种疏水性低共熔溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法，包括以下步骤：（1）在278.15
‑
328.15K温度下，将疏水性低共熔溶剂加入含3
‑
羟基丙酸的水溶液中，以间歇或连续萃取的方法进行萃取，得到疏水性低共熔溶剂相A和水相A；利用3
‑
羟基丙酸与疏水性低共熔溶剂的氢键和静电相互作用，将3
‑
羟基丙酸从水相中提取到低共熔溶剂相中，达到3
‑
羟基丙酸和水分离的目的；（2）在步骤（1）得到的疏水性低共熔溶剂相A中加入NaOH水溶液，进行反萃取，得到疏水性低共溶溶剂相B和水相B，水相减压蒸馏除去水分，得到3
‑
羟基丙酸。
[0011]进一步地，在步骤（1）中，所述疏水性低共熔溶剂为油酸与季铵盐的混合液；氢键供体是油酸，氢键受体是季铵盐。
[0012]进一步地，所述油酸与季铵盐的摩尔比为1:2
‑
3:1。
[0013]进一步地，所述季铵盐为甲基三辛基氯化铵（N8881
‑
Cl）、甲基三辛基溴化铵（N8881
‑
Br）、四庚基氯化铵（N7777
‑
Cl）、四庚基溴化铵（N7777
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Br）、四辛基氯化铵（N8888
‑
Cl）、四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种疏水性低共熔溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在278.15
‑
328.15K温度下，将疏水性低共熔溶剂加入含3
‑
羟基丙酸的水溶液中，以间歇或连续萃取的方法进行萃取，得到疏水性低共熔溶剂相A和水相A；（2）在步骤（1）得到的疏水性低共熔溶剂相A中加入NaOH水溶液，进行反萃取，得到疏水性低共溶溶剂相B和水相B，水相减压蒸馏除去水分，得到3
‑
羟基丙酸。2.根据权利要求1所述的一种疏水性低共溶溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述疏水性低共熔溶剂为油酸与季铵盐的混合液。3.根据权利要求2所述的一种疏水性低共溶溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法，其特征在于，所述油酸与季铵盐的摩尔比为1:2
‑
3:1。4.根据权利要求3所述的一种疏水性低共溶溶剂萃取分离3
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羟基丙酸的方法，其特征在于，所述季铵盐为甲基三辛基氯化铵、甲基三辛基溴化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四辛基氯化铵、四辛基溴化铵中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种疏水性低共溶溶剂萃取分离3
‑
羟基丙酸的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述含3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英波，罗海燕，王晓天，唐斌，
申请(专利权)人：雅邦绿色过程与新材料研究院南京有限公司，
类型：发明
国别省市：