用于从含水生物转化混合物中分离链烷醇的方法技术

本发明专利技术涉及从含水生物转化混合物中分离链烷醇，其中a)通过从含水生物转化混合物中馏出链烷醇/水共沸混合物，获得第一链烷醇相，并且如果共沸混合物是非均相共沸混合物，那么相分离共沸混合物并分离出水相，b)通过以下步骤获得第二链烷醇相(i)使用溶剂作为萃取剂液体/液体萃取第一链烷醇；或者(ii)在作为载体剂的溶剂存在下，共沸干燥第一链烷醇相，和(c)分馏第二链烷醇相，产生纯的链烷醇馏分。例如，在醇脱氢酶存在下通过还原链烷醇获得生物转化混合物。该方法适合于生物转化混合物中有价值产物的大量稀释，并且当通过有机溶剂萃取时，可以在不需要长的相分离时间的情况下进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及从含水生物转化混合物中分离链烷醇的方法。已知将借助于分离的酶或者在细胞中存在的酶通过生物技术-化学合成有机-化学化合物称作“生物转化”。在生物转化期间，进行底物，即非天然的(异生)化合物至有价值的产物的酶促转化。 生物转化的特征在于高化学_、区域-和立体特异性，即使在复杂底物和混合物的情况下。结合该方法的高的空间-时间产率、相对低的成本、可再生的原料，以及通常更好的环境相容性，这些优点导致用于エ业的生物转化方法的数量大量増加。应用该技术的焦点在于旋光产物的制备。WO 2006/53713描述了在具有某种多肽序列的醇脱氢酶(ADH)的存在下，通过还原丁-2_酮制备(S)-丁-2-醇的方法。优选地，在还原剂，例如葡萄糖或者甲酸盐的存在下，进行用ADH的对映选择性还原，所述还原剂在还原期间再生被氧化的辅因子。为了再生辅酶，可以加入第二脱氢酶，例如葡糖脱氢酶或者甲酸脱氢酶。WO 2005/108590公开了制备旋光链烷醇的方法，其中在包含烷酮的介质中，在还原当量的存在下，温育选自脱氢酶、醛还原酶和羰基还原酶种类的酶(E)，在所述温育期间，借助于酶(E)，通过将牺牲醇反应成对应的牺牲酮，再次再生反应期间消耗的还原当量。从文献中已知从微生物的培养液中处理生物转化产物的多种方法。此处的处理方法必须适合于生物转化的某些细节，例如，特别地，在培养液中有价值产物的大量稀释和/或细胞组分的污染物。在反应期间使用解吸气(stripping gas),可以从培养液中除去挥发性或者蒸汽-挥发性化合物。例如在US 2005/089979中描述了此类方法中的ー种。然而，该方法仅适合于起始底物并不具有值得注意的挥发性的情況。在许多情况下，在生物转化后，将含粗产物的培养液蒸发至干燥，然后使用有机溶剂萃取生物转化产物。在全细胞生物转化的情况下，根据需要，在浓缩前例如通过离心、过滤等进行细胞分离步骤。在这些方法中，生物转化产物受亲脂性细胞组分相当大程度的污染，所述污染需要复杂的纯化操作。根据现有技术，在大多数情况下使用热纯化方法(蒸馏)以便从亲脂性细胞组分中分离想要的产物。对于蒸汽-挥发性化合物，用该方法有时会观察到高的损失率。备选地，用有机溶剂例如醚从含水培养基中萃取生物转化产物。为此，通常需要将I至10倍过量的有机溶剂加入到水相中。萃取期间的ー个问题是，当将有机溶剂加入到培养基中吋，出现凝胶和粘液形成现象。这些现象有时相当大地阻碍了生物催化制备的化合物的分离，并极大地降低了产率。用有机溶剂萃取期间的凝胶形成和粘液形成归因于细胞悬浮液中或者无细胞培养基中乳化剂的存在。萃取期间乳化剂的存在在待分离的产物的量和纯度方面降低了萃取的效率。同时，乳化剂的存在导致凝胶或粘液的形成，所述凝胶或粘液可稳定数周或者数月。已经将所称作的生物乳化剂鉴定为这些乳化剂的组分。尽管已知可以通过添加水解酶破坏这些生物乳化剤，但用于酶促破乳化的水解酶极大地増加了该方法的复杂性和成本。因此，本专利技术的目的是提供用于从含水生物转化培养基中分离链烷醇，特别地旋光链烷醇的方法，所述方法适合于在生物转化培养基中有价值产物的大量稀释，并且在用有机溶剂萃取期间，有可能不需要长的相分离时间。通过从含水生物转化培养基中分离链烷醇的方法实现该目的，其中a)通过从含水生物转化培养基中馏出链烷醇/水共沸混合物，得到第一链烷醇相，如果共沸混合物是非均相共沸混合物，那么相分离共沸混合物并分离出水相，b)通过以下步骤得到第二链烷醇相(i)用作为萃取剂的溶剂液体/液体萃取第一链烧醇；或者(ii)在作为共沸剂的溶剂的存在下，共沸干燥第一链烷醇相，并且(C)分馏第二链烷醇相以产生纯的链烷醇馏分。第一链烷醇相具有第一含水量，第二链烷醇相具有第二含水量。第二含水量低于第一含水量。此处理解含水量指的是基于链烷醇馏分的水的量。可以不连续地(分批步骤)或者连续地进行步骤c)中的分馏。在本文的情况下，理解生物转化指的是通过分离的酶或酶系统、固定化酶或酶系统、酶粗提取物、全细胞、静息细胞和/或破坏的细胞，催化底物的转化。此处还包括发酵。当生物转化完成吋，即只要已经达到了想要的转化(例如90%及以上的转化)，进行根据本专利技术的处理方法。根据本专利技术的方法具有这样的优点，其不需要对生物转化培养基进行复杂的机械分离或者纯化操作，例如通过离心或过滤分离生物质。在该方法的第一歩中，进行有价值产物的显著浓缩，減少了必须在后续步骤中处理的体积。因此，例如，2- 丁醇和水的共沸混合物具有按重量计约72%的2- 丁醇含量。在大气压下，共沸混合物的沸点为约87°C，其显著低于水和2- 丁醇的沸点，所述水和2- 丁醇的沸点在任何情况下为约100°C。理论上，可以将该方法应用于分离任何想要的通过生物转化制备的链烷醇，所述链烷醇与水形成共沸混合物。共沸混合物可以是均相共沸混合物或者非均相共沸混合物。链烷醇包括C2-C8-链烷醇，特别地C4-C8-链烷醇，所述链烷醇的烷基链可以是直链或者分支的链，并且所述链烷醇可以是伯醇、仲醇或者叔醇。优选地，链烷醇选自旋光链烷醇，特别地旋光2-链烷醇。特别优选的实例是S-2- 丁醇、S-2-戊醇和S-2-己醇。在第一歩中，从含水生物转化培养基中馏出链烷醇/水共沸混合物。可以以多种构型在装置中实施蒸馏。可以在任一想要的可加热容器，例如具有加热夹套的搅拌釜反应器或者蒸发器中将生物转化培养基加热至沸腾。为此，在装置方面，可以以固有模式或者強制循环模式使用搅拌釜蒸发器、降膜式蒸发器、薄层蒸发器、強制减压循环蒸发器和其他蒸发器。然而，由 于生物转化培养基中的某些组分可能导致蒸发器快速结垢，所以蒸发器的使用是较不优选的。在ー个便利的实施方案中，当生物转化完成时，在反应容器中直接加热生物转化培养基。加热到沸腾温度的加热速率优选地至少为20K/分钟。在更缓慢加热的情况下，存在非期望的副反应的风险，在旋光醇的情况下，特别地是外消旋化的风险。可以将蒸馏设定为简单蒸馏(即在上升的蒸汽和回流的冷凝物之间基本上不存在质量传递)或者精馏。对于后者，例如在下文中说明的蒸馏塔或者精馏塔的全部已知设计都是合适的。在压カ和温度的合适条件下蒸馏出链烷醇/水共沸混合物。根据需要，可以在降低的压カ下实施蒸馏。总之，在装置方面，考虑到更低的花费，优选的是在环境压カ下运作。包含链烷醇/水共沸混合物的蒸汽至少是部分冷凝的。为此，对于此目的合适的是任ー想要的热交換器或者冷凝器，其可以是空气冷却或者水冷却的。如果链烷醇与水形成均相的共沸混合物，那么可以将获得的作为冷凝物的第一链烷醇相返回到进ー步的处理中。可以将ー些冷凝物作为回流物加入到精馏塔中。如果链烷醇与水形成非均相共沸混合物，那么将冷凝物分解成水相和有机相，其可以在合适的相分离容器或者滗析器中被互相分离。可以将水相回料到蒸发容器中，例如 作为回流物回料到精馏塔中。在相分离期间，得到作为有机相的第一链烷醇相。考虑到水的溶解度，第一链烷醇相包含溶解的水。因此在进一步蒸馏纯化之前，必须干燥第一链烷醇相。在一个实施方案中，使用作为萃取剂的溶剂，通过液体/液体萃取，进行第一链烷醇相的干燥。合适的萃取剂是溶剂，其中水仅具有极小的溶解度或者基本上不溶。由于萃取剂的存在(所述萃取剂降低了水在待纯化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.24 EP 09176942.21.用于从含水生物转化培养液中分离链烷醇的方法，其中 a)通过从含水生物转化培养液中馏出链烷醇/水共沸混合物获得第一链烷醇相，并且如果所述共沸混合物是非均相共沸混合物，那么相分离所述共沸混合物并分离出水相， b)通过下列步骤获得第二链烷醇相 (i)用作为萃取剂的溶剂液体/液体萃取所述第一链烷醇相；或者 (ii)在作为共沸剂的溶剂存在下，共沸干燥所述第一链烷醇相，和 (C)分馏所述第二链烷醇相以产生纯的链烷醇馏分。2.根据权利要求I的方法，其中所述链烷醇选自旋光2-链烷醇。3.根据权利要求2的方法，其中所述链烷醇选自S-2-丁醇、S-2-戊醇和S-2-己醇。4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述溶剂选自脂族烃。5.根据权利要求4的方法，其中所述溶剂是正己烷。6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，对于所述液体/液体萃取，将所述第一链烷醇相与所述溶剂紧密接触，并分离水相，产生所述第二链烷醇相。7.根据权利要求I至5中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·道韦尔，M·布罗伊尔，B·豪尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：