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专利号: 2016108934418
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机化学〔2〕
更新日期:2023-10-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种同时提取α-酮戊二酸和丙酮酸的方法,其特征在于,所述方法是将含有α-酮戊二酸和丙酮酸的微生物发酵液或酶转化液进行浓缩、酸化、萃取、结晶、蒸馏、精制;

所述方法包括如下步骤:

1)预处理:将含α-酮戊二酸和丙酮酸微生物发酵液或酶转化液分离去除菌体和其他可见固型物,经过滤去除大分子物质,浓缩使α-酮戊二酸或丙酮酸之一的浓度≥120g/L,再经阳离子交换树脂去除高价金属离子,获得含有α-酮戊二酸和丙酮酸预处理液;

2)α-酮戊二酸和丙酮酸粗品的分离:将预处理液酸化后,以非水溶性有机溶剂萃取含有α-酮戊二酸和丙酮酸预处理液,若萃取液中α-酮戊二酸浓度:丙酮酸浓度≥2,将萃取液进一步蒸发浓缩至高浓度α-KG,低温放置进行低温冷却结晶,离心分离获得α-酮戊二酸粗晶体和丙酮酸粗母液;若萃取液中α-酮戊二酸浓度:丙酮酸浓度≤2,蒸馏去除萃取剂及其中的水,继续蒸馏出部分丙酮酸纯品,向蒸馏母体中加入少量水,低温放置进行低温冷却结晶,离心分离获得α-酮戊二酸粗晶体和丙酮酸粗母液;

3)α-酮戊二酸精品的获取:将α-酮戊二酸粗晶体用非水溶性有机溶剂淋洗,烘干、粉碎后获得α-酮戊二酸精品;

4)丙酮酸精品的获取:减压蒸馏丙酮酸粗母液,获得丙酮酸精品。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分离和过滤包括离心分离、超滤、微滤或板框过滤中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述酸化是调节溶液pH≤1.5。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述非水溶性有机溶剂是乙酸乙酯或乙酸丁酯等。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述萃取是在5~40℃下萃取10~60min。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述低温冷却结晶的结晶温度≤15℃。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述α-酮戊二酸精品的获取,是将分离的α-酮戊二酸粗晶体采用非水溶性有机溶剂淋洗,然后离心、干燥粉碎;非水溶性有机溶剂的用量体积≤1/2倍粗品体积,所述干燥条件为50~80℃。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述减压蒸馏丙酮酸粗母液的压力为-

0.07~-0.1Mpa,减压蒸馏温度为30~60℃。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,操作步骤如下:

a:将含α-酮戊二酸和丙酮酸的微生物发酵液或酶转化液去除菌体和其他可见固型物;

b:将去除菌体和其他可见固型物后的清液经超滤处理,去除其中的菌体碎片、色素、脂质、蛋白质和多糖等大分子物质,并用少量水洗涤过滤残留液;所述超滤膜组件可为卷式膜、管式膜和板式膜,膜截留分子量为500~3000;

c:将超滤液经蒸馏浓缩处理,使其中一种有机酸浓度≥120g/L,所述蒸馏条件为:-

0.07~-0.095Mpa,50~80℃;

d:将蒸馏后的浓缩液通过阳离子交换树脂;

e:将上述经阳离子交换树脂处理后的浓缩液边搅拌边加入浓硫酸调节至pH≤1.5;

f:向酸化液中加入非水溶性有机溶剂进行萃取,萃取条件为5~40℃,萃取剂加入体积量为≥2倍酸化液体积,萃取时间10~60min,萃取次数≥2次;所得萃取液中α-酮戊二酸浓度:丙酮酸浓度≥2g-1:蒸馏去除非水溶性有机溶剂,浓缩至α-酮戊二酸浓度≥200g/L,所述蒸馏条件为:-0.07~-0.095Mpa,35~60℃。

h-1:将浓缩液迅速低温冷却结晶,所述温度≤15℃,时间1~5天,然后离心分离α-酮戊二酸粗晶体和丙酮酸粗液;

i-1:将上述h-1中所得α-酮戊二酸粗晶体经非水溶性有机溶剂洗涤,非水溶性有机溶剂用量为≤1/2倍粗品体积,离心,然后在50~80℃恒温干燥箱内烘干,粉碎后即可得到固体粉末状α-酮戊二酸产品;

j-1:将上述h-1中所得丙酮酸粗液减压蒸馏去除萃取剂及其中的水,获得丙酮酸粗品,所述蒸馏条件为:-0.07~-0.095Mpa,35~60℃;

k-1:将上述j-1所得丙酮酸粗品采用高真空度泵抽真空蒸馏或采用分子蒸馏器蒸馏,蒸馏获得丙酮酸纯品,所述蒸馏条件为:-0.098~-0.1Mpa,25~60℃。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,操作步骤如下:

a:将含α-酮戊二酸和丙酮酸的微生物发酵液或酶转化液去除菌体和其他可见固型物;

b:将去除菌体和其他可见固型物后的清液经超滤处理,去除其中的菌体碎片、色素、脂质、蛋白质和多糖等大分子物质,并用少量水洗涤过滤残留液;所述超滤膜组件可为卷式膜、管式膜和板式膜,膜截留分子量为500~3000;

c:将超滤液经蒸馏浓缩处理,使其中一种有机酸浓度≥120g/L,所述蒸馏条件为:-

0.07~-0.095Mpa,50~80℃;

d:将蒸馏后的浓缩液通过阳离子交换树脂;

e:将上述经阳离子交换树脂处理后的浓缩液边搅拌边加入浓硫酸调节至pH≤1.5;

f:向酸化液中加入非水溶性有机溶剂进行萃取,萃取条件为5~40℃,萃取剂加入体积量为≥2倍酸化液体积,萃取时间10~60min,萃取次数≥2次;所得萃取液中α-酮戊二酸浓度:丙酮酸浓度≤2;

g-2:蒸馏去除萃取剂及其中的水,所述蒸馏条件为:-0.07~-0.095Mpa,35~60℃;

h-2:将上述g-2所得有机酸混合粗品采用高真空度泵抽真空蒸馏或采用分子蒸馏器蒸馏,蒸馏获得部分丙酮酸纯品,所述蒸馏条件为:-0.098~-0.1Mpa,25~60℃;

i-2:向蒸馏后的蒸馏母体中加入少量水完全溶解析出固体后,低温冷却结晶,所述温度≤15℃,时间1~5天,然后离心分离α-酮戊二酸粗晶体和丙酮酸粗液;

j-2:将上述i-2中所得α-酮戊二酸粗晶体经非水溶性有机溶剂洗涤,洗涤剂用量为≤

1/2倍粗品体积,离心,然后在50~80℃恒温干燥箱内烘干,粉碎后即可得到固体α-酮戊二酸粉末;

k-2:将上述i-2中所得丙酮酸粗液减压蒸馏去除萃取剂及其中的水,获得丙酮酸粗品,所述蒸馏条件为:-0.07~-0.095Mpa,35~60℃;

l-2:将上述所得丙酮酸粗品采用高真空度泵抽真空蒸馏或采用分子蒸馏器蒸馏,蒸馏获得丙酮酸纯品,所述蒸馏条件为:-0.098~-0.1Mpa,25~60℃。