[發明專利]一價琥珀酸鹽的制備方法

有效

• 申請號: 200980147784.8
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN102612563A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: J·范科瑞肯;J·范布魯格爾
• 申請（專利權）人: 普拉克生化公司
• 主分類號: C12P7/46
• 分類號: C12P7/46;C07C51/41;C07C55/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李瑛

本發明涉及一種一價琥珀酸鹽的制備方法。本發明還涉及一價琥珀酸鹽制備的整體發酵和鹽交換方法。

琥珀酸，又被稱為丁二酸和乙烷二羧酸，是一種適用于多種用途的化合物。它被發現用于食物、藥物、化妝品中，和作為化學應用的原料。例如，可以被用作1，4-丁二醇、四氫呋喃和γ-丁內酯的生產原料。

琥珀酸可以通過微生物的碳水化合物發酵而制備。所有制備酸的發酵方法的一個共同特征是需要中和該方法中由微生物分泌的酸。如果酸不能夠被中和，發酵方法中的pH將下降。當pH值低于某一臨界值時，依賴于該方法中所應用的微生物，微生物的代謝過程可能受損，發酵過程陷入停滯。因此通常的操作是在發酵過程中加入堿以保持發酵混合物的pH在指定的數值。

US?5,168,055公開了一種生產琥珀酸的方法，其中包含底物的碳水化合物用琥珀酸-生產微生物發酵和用氫氧化鈣或氧化鈣中和。琥珀酸鈣通過過濾分離，和在水中懸浮。加入濃硫酸轉化琥珀酸鈣為琥珀酸，形成不溶性的硫酸鈣。

US?5,958,744公開了一種琥珀酸二胺的制備方法，發酵罐中銨離子堿性物質被用于中和產生的酸或者通過銨離子替代琥珀酸鹽的陽離子用于發酵罐。在后一種情況下，優選的堿金屬堿是氫氧化鈉和氫氧化鉀。二價堿如氫氧化鈣的應用顯示出給下游造成溶解度的問題。琥珀酸二鈉的稀溶液經過濃縮步驟，然后與氨和二氧化碳反應。

WO?2008/143015公開了一種通過琥珀酸銨溶液發酵生產琥珀酸的方法，其中所有的副產物可以被再次用于琥珀酸的生產。該方法包括下列步驟(1)-(5)：(1)結晶/發酵步驟，通過采用微生物用于生產琥珀酸鈣三水合物；(2)轉化步驟，轉化/結晶琥珀酸鈣三水合物為琥珀酸鈣一水合物；(3)分離步驟，分離琥珀酸鈣一水合物的結晶；(4)鹽置換步驟，上述步驟分離的琥珀酸鈣一水合物轉化為琥珀酸銨溶液；和(5)分離步驟，從琥珀酸銨溶液中移除碳酸鈣沉淀的固體/液體。

US?2007/0015264公開了一種生產琥珀酸的方法，通過額外添加鎂化合物作為中和劑。隨后，進行鹽交換方法，其中鎂酸化合物通過與氨或碳酸銨反應而被轉化為氨酸化合物。

雖然上述引用公開了許多適于作為中和劑的化合物，以及其中產物可以被進一步處理的許多方法，仍然需要一種通過發酵制備琥珀酸化合物的方法，它允許在高濃度溶液中進行生產，產生高收率的目標化合物和不產生大量不可重復利用的化合物，并且它提供一種能夠輕松和有效的進一步處理的琥珀酸的形式。

本發明提供這樣一種方法。相應地，本發明涉及一種一價琥珀酸鹽的制備方法，包括下列步驟：

a)通過微生物從碳水化合物源發酵得到琥珀酸，

b)加入堿土金屬氫氧化物，碳酸鹽和/或碳酸氫鹽，所述堿土金屬是鈣或鎂，在發酵過程中的包含琥珀酸鈣或琥珀酸鎂的含水介質形成時作為中和劑，

c)使含水介質中的堿土金屬琥珀酸鹽與一價氫氧化物、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽堿反應以形成堿土金屬氫氧化物、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽和一價琥珀酸鹽，

d)使一價琥珀酸鹽與堿土金屬氫氧化物、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽分離，

e)使堿土金屬氫氧化物、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽再循環到步驟b中。

人們已經發現在琥珀酸鹽的堿土金屬的特性與堿的特性之間存在特定的聯系。對于琥珀酸鈣和琥珀酸鎂，堿選自包括氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀和碳酸氫鉀的基團。更特別的是，在堿土金屬琥珀酸鹽是琥珀酸鈣的情況下，堿選自包括氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨和碳酸氫銨的基團。人們已經發現使用這些堿能獲得很高的產率，比使用，例如，氫氧化銨或三乙胺時更高。當堿土金屬琥珀酸鹽是琥珀酸鎂時，堿選自包括氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀基團。此外，人們已經發現使用這些特定的化合物能獲得很高的產率，比使用當，例如，氫氧化銨、碳酸銨、或三乙胺時更高。特別引人感興趣的是當碳酸銨與琥珀酸鈣聯用時顯示出顯著的結果，但是當與琥珀酸鎂聯用時沒有相同的結果。

根據本發明的鹽交換方法中所獲得的高產率還可導致高產率鎂或鈣碳酸鹽、碳酸氫鹽和/或氫氧化物的形成，這些可以被再循環到發酵步驟中。這是低廢、環保的方法。

最終所獲得的琥珀酸鹽形式是一價鹽。這些一價鹽特別適合用于進一步處理。優選的一價鹽是琥珀酸鉀鹽和鈉鹽。特別優選的是琥珀酸鈉。