[發明專利]戊二胺己二酸鹽及其晶體

有效

• 申請號: 201710747693.4
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107353198B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 應漢杰;楊朋朋;王森;吳菁嵐;朱晨杰;許晟;陳可泉;陳勇;歐陽平凱
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C55/14
• 分類號: C07C55/14;C07C51/41;C07C211/09;C07C209/00;C30B29/54;C30B7/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

本發明涉及一種生物基材料尼龍56的單體戊二胺己二酸鹽，及其晶體結構，及其結晶粉末，及其制備方法。所述的戊二胺己二酸鹽是戊二胺二價陽離子與己二酸二價陰離子以摩爾比為1∶1的方式結合而成的常溫下呈現固體狀態的鹽。其晶體結構為C₁₁H₂₄N₂O₄·nH₂O，單斜晶系，C2/c空間群，β＝116.121(3)°，晶胞體積晶胞內分子數Z＝4。其結晶粉末的堆積密度大于0.20g/mL，所述制備方法包括：從含有溶解的戊二胺和己二酸的溶液中結晶出含有結晶水的戊二胺己二酸鹽，從所述溶液中分離出晶體，和干燥所分離的晶體，得到堆積密度大于0.20g/mL的結晶粉末。

技術領域

本發明屬于生物基材料技術領域，具體地說，是涉及生物基尼龍56的單體戊二胺己二酸鹽，及其晶體結構、及其結晶粉末，以及其制備方法。

背景技術

尼龍(聚酰胺，PA)是一種重要的紡織化學纖維材料，全球PA產量在600萬噸左右，并以每年5.4％的速度增長，預計到2020年全球尼龍市場將達到437億美元，中國的消費量占全球尼龍產量的30％，然而紡織行業存在污染重、利潤低等問題，亟待轉型升級。目前，用于生產尼龍的單體主要通過化學加工獲得，是化石資源的衍生物，隨著化石資源的日漸枯竭以及人們環保意識的加強，開發以生物質為原料的纖維，從資源和環境兩方面都符合社會發展的趨勢。

生物基尼龍56(聚戊二胺己二酸)是由生物基戊二胺(1-5-Diaminopentane，又名尸胺(Cadaverine)和石油基己二酸聚合而成的合成材料，其纖維在吸濕性、可染性、舒適度、彈性、耐磨性和阻燃性等方面均展示了極其優異的性能，其性能媲美甚至超越了經典的石油基尼龍-66和尼龍-6，因此在降落傘、飛機輪胎簾子布、軍服等領域都有較好應用前景(張晨，東華大學學報，2016)。生物基尼龍-56的合成原理如式III所示：

生物基尼龍56當前的制備思路基本是：先制得戊二胺，而后購買己二酸，將兩種組分放在一起，由專門的聚合公司負責聚合，而后再進行紡絲應用(CN201610428399.2)。比如，當前Toray與Ajinomoto的合作方式，Ajinomoto公司通過發酵和酶催化技術先制的戊二胺，Toray公司則負責將從市場上買來的己二酸與Ajinomoto制得的戊二胺反應生成高聚物，而后再紡絲制造出生物基尼龍56纖維。

聚合材料的性能直接影響到紡絲產品的效果，而聚合材料的性能又受到聚合單體純度的影響，對部分雜質十分敏感，比如賴氨酸，醇類，含有羥基的色素等。而戊二胺的制備方法基本上是以賴氨酸為底物，以賴氨酸發酵液或者直接的成品賴氨酸鹽酸鹽為出發點，在賴氨酸脫羧酶(E.C.4.1.1.18)或者可以產賴氨酸脫羧酶的菌(比如蜂房哈夫尼菌)的作用下制得，而后經過分離純化獲得純品戊二胺，如式IV所示(CN201180010538.5，CN201310755027.7)。這里的分離純化方式基本上為蒸餾或先萃取后蒸餾的方式，比較容易引入醇類等雜質(CN201380075176.7)。

另一方面，戊二胺在常溫下呈液態，具有尸腐氣味，揮發性較強，相對于固體原料而言，在運輸和使用過程中帶來不便；再者，聚合過程中要求戊二胺和己二酸的摩爾比優選1∶1，對于含有少量雜質的液體戊二胺以及工業級的己二酸而言，在工藝操作過程中保持等摩爾比有一定的困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種戊二胺與己二酸等摩爾比的高純度的戊二胺己二酸鹽結晶粉末，并提供一種由戊二胺和己二酸兩組分化合物來生產戊二胺己二酸結晶鹽的制備工藝，和一種鹽的晶體結構。如此一來，既改變了產品形態，消除了產品氣味，使其便于運輸和使用，也改善了產品純度和穩定性，保證了戊二胺和己二酸在等摩爾比的條件下參與反應，使其可以直接用于聚合。聚合反應示意公式V如下：