專利名稱：溶劑交換方法
致謝本發(fā)明得到美國政府的支持，合作研究協(xié)議編號為70NANB5H1138，由國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所高技術(shù)項目出資。美國政府在本發(fā)明中享有某些權(quán)利。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及溶劑交換方法，并且在一個實施方案中，涉及能夠從醇相中分離出有機酸比如抗壞血酸的方法。
背景技術(shù)：
業(yè)界一直都在嘗試有效并且高效地分離有機酸與醇相，其中發(fā)現(xiàn)酸殘余物的效率非常低。特別地，這類低效性尤其明顯的一個情況與抗壞血酸的生產(chǎn)有關(guān)。
L-抗壞血酸(維生素C)已通過以葡萄糖或山梨糖為起始的化學(xué)發(fā)酵方法進行工業(yè)制造。該發(fā)酵方法過程中產(chǎn)生的常見中間體是2-酮基-L-古洛糖酸或其保護形式，雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸。在2-酮基-L-古洛糖酸的情況下，該方法涉及以甲醇酯化糖，然后采用化學(xué)計算量的堿進行環(huán)化。該方法由原來的Reichstein法(T.Reichstein，A.Grussner，Helv.Chim.Acta17，311頁，1934)改進而來。
自從直接從葡萄糖或山梨糖制造2-酮基-L-古洛糖酸的替代性發(fā)酵方法被報道后，近期對Reichstein方法的改進方案變得更加普遍了。這些方法消除或除去Reichstein方法中制造2-酮基-L-古洛糖酸之前的某些化學(xué)處理步驟。但是，這些方法需要從醇或含水醇溶液中分離和純化抗壞血酸，全部都以抗壞血酸堿金屬鹽開始。
本領(lǐng)域中所用的酯化和環(huán)化方法針對環(huán)化步驟利用了有機溶劑，因此最終包括通過將固體溶解在水中并隨后從水中結(jié)晶出來而分離固體抗壞血酸堿金屬鹽或固體抗壞血酸。典型的次序見

圖1，其中進料包括處于醇相中的抗壞血酸。通過一系列的結(jié)晶步驟除去固體，然后將其溶解在水中并從水中重結(jié)晶，以提供所需要的最終產(chǎn)品。
可以看到，這一系列的處理步驟需要復(fù)雜的分離系統(tǒng)。為了實現(xiàn)從有機溶劑到水基溶劑體系的轉(zhuǎn)換，需要固液操作設(shè)備比如結(jié)晶器，并且為了從水中分離純化的抗壞血酸，也需要類似的固液操作設(shè)備。這些復(fù)雜性大大地增添了整個方法的成本。
因此，仍舊需要一種更為有效地從醇相中除去酸，并且特別是抗壞血酸的方法，由此簡化整個純化和回收方法并使之更為成本有效。
發(fā)明概述本發(fā)明基于，至少部分基于，該令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，即水可以有效地交換醇溶劑。這使得一種方法能從醇溶劑中回收酸或其鹽，而不必經(jīng)過固體的分離操作?；诖耍梢蕴峁┮环N能夠提供更經(jīng)濟的操作和更一體化的連續(xù)操作的方法。
本發(fā)明方法的一個實例包括使含有一種或多種酸或其金屬鹽的醇相在有效提供含有一部分有機酸或其金屬鹽的水相的條件下與水接觸。水相不含有實質(zhì)量的醇。該方法也可以包括從水相中回收有機酸或其金屬鹽。
本發(fā)明的一個特定實施方案涉及該方法在回收抗壞血酸中的用途。
附圖簡述圖1說明了從醇相中除去酸的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)。
圖2-4說明了用于交換醇相與水相的本發(fā)明系統(tǒng)。
發(fā)明的優(yōu)選實施方式在一個實施方案中，本發(fā)明涉及從醇相中回收有機酸或其金屬鹽的方法。該方法包括使醇相在有效提供含有至少一部分有機酸或其金屬鹽的水相的條件下與水接觸，并且該水相不含有實質(zhì)量的醇。
本發(fā)明的這一實施方案能夠基于有機酸或其金屬鹽與任何醇的任何組合而使用，只要有機酸/金屬鹽在醇中至少部分可溶即可。
適宜的有機酸的具體實例包括抗壞血酸、琥珀酸、酒石酸、葡糖酸、醛糖酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、馬來酸、乙酸、甲酸、丙酮酸、丙酸、丁酸、衣康酸、古洛糖酸和其混合物。而且，這些酸的金屬鹽包括現(xiàn)有技術(shù)所知的任何金屬鹽，比如堿金屬鹽和堿土金屬鹽，優(yōu)選堿金屬鹽。優(yōu)選金屬鹽的具體實例包括鈉鹽。
如前所述，可以采用任何適宜的醇相，只要有機酸或其金屬鹽在醇中至少部分可溶即可。優(yōu)選的醇相取決于回收的具體的酸。
本發(fā)明方法的一個方面涉及使醇相在有效提供含有至少一部分有機酸或其金屬鹽的水相的條件下與水接觸。優(yōu)選，水相含有超過約70％的有機酸或其金屬鹽，更優(yōu)選超過約85％并且甚至更優(yōu)選超過約95％。在本發(fā)明一個實施方案中，除去全部或至少基本上全部的酸和/或鹽。本文中的“基本上全部”指的是醇中僅殘留雜質(zhì)水平的量。當(dāng)然，所除去的有機酸和金屬鹽的具體水平取決于有待除去的具體的酸和/或鹽。
而且，該水相優(yōu)選不含有實質(zhì)量的醇。水相中水∶醇之比優(yōu)選超過約50∶50，更優(yōu)選約70∶30～約97∶3，甚至更優(yōu)選約90∶10～約95∶5。
該接觸步驟可以在適于汽液接觸的任何反應(yīng)器條件下或設(shè)備中進行，適宜的設(shè)備的具體實例包括蒸發(fā)室和蒸餾柱，許多情況下優(yōu)選蒸餾柱。
水的添加例如可通過向設(shè)備內(nèi)液體或蒸氣的頂空中添加而實現(xiàn)。而且，通過調(diào)節(jié)進入設(shè)備的水入口料流與醇進料料流的相對速率或量，或者同時控制蒸氣空間中醇塔頂餾出物的速率，可調(diào)節(jié)室流出液的組成。
根據(jù)具體所采用的方法，本發(fā)明方法可以在多種操作條件下有效地操作。即，溫度、壓力、時間等的選擇取決于具體的醇/酸組合。因此，如何優(yōu)化這些參數(shù)，對本領(lǐng)域熟練人員而言很容易想到。
為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在從其具體實例的角度描述本發(fā)明方法的這一實施方案，即，從醇相中分離抗壞血酸。
在該實施方案中，含有抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽的醇溶液與水的溶劑交換過程優(yōu)選在能除去氣相中的醇同時使抗壞血酸金屬鹽在液相中保持可溶的條件下進行。該方法提供了將抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽從醇中傳遞或分配到水中同時從混合物中除去醇的方法。
在與該實施方案有關(guān)的第一個系統(tǒng)中，如圖2所示，在醇溶液中制造的抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽可以進料到溶劑交換器中，水也一起進料到系統(tǒng)中，同時除去氣相中的醇。然后除去溶劑交換器的液相，以得到在含產(chǎn)品的水相或富水的醇液相中含有抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽的流出液。然后通過結(jié)晶來實現(xiàn)產(chǎn)品的分離，以獲得抗壞血酸或抗壞血酸堿金屬鹽。
與該實施方案有關(guān)的第二個系統(tǒng)見圖3，其中在醇溶液中制造的抗壞血酸可以進料到溶劑交換器中，在抗壞血酸的最終結(jié)晶步驟之前，含水流出液任選經(jīng)碳處理以除去顏色，或通過陽離子交換和陰離子交換進行離子交換以除去殘留的無機物。這些后溶劑交換器步驟可以獨立或相繼地操作。這些后溶劑交換器處理使得該方法能以提高產(chǎn)品回收度和純度的方式操作，因為從即將進料到結(jié)晶器中的料流中除去了雜質(zhì)。
或者，如圖4所示，在醇溶液中制造的抗壞血酸金屬鹽可以進料到溶劑交換器中，在抗壞血酸堿金屬鹽的最終結(jié)晶步驟之前，含水流出液任選經(jīng)碳處理以除去顏色。該后溶劑碳處理使得該方法能以提高產(chǎn)品回收度和純度的方式操作，因為從即將進料到結(jié)晶器中的料流中除去了發(fā)色體。
如前所述，本發(fā)明的實施方案可以在任何適宜的設(shè)備中進行，比如蒸發(fā)室、蒸餾設(shè)備或汽提塔，其實現(xiàn)了從氣相中除去醇，同時使抗壞血酸或抗壞血酸堿金屬鹽在液相中保持可溶。
溶劑交換器優(yōu)選蒸發(fā)室，并且特別是按蒸餾柱操作的蒸發(fā)室，塔底含有液相。相對于分配了有待以塔頂餾出物的形式從系統(tǒng)中除去的大部分醇的氣相，抗壞血酸或抗壞血酸堿金屬鹽在液相中累積?？梢圆捎美淠鱽砝淠?，醇可以不經(jīng)處理就再利用或循環(huán)，或者經(jīng)由更多次的蒸餾進一步純化。
向溶劑交換器中添加水可以通過向液體或蒸氣頂空中添加而實現(xiàn)。優(yōu)選的是，添加水蒸氣或水流以提供蒸發(fā)醇所需的熱。通過調(diào)節(jié)進入溶劑交換器的水進料與醇進料料流的相對速率或量，或者同時控制氣相中醇塔頂餾出物的除去速率，可以調(diào)節(jié)交換器流出液的組成。通過仔細(xì)控制這些變量，可以相應(yīng)地調(diào)整流出液組成或液相濃度。優(yōu)選，保持進入溶劑交換器的進料料流的組成，同時調(diào)整水的進料速率以及從溶劑交換器塔底除去液體的速率，以獲得所需要的水相組成。
相對于進料料流，蒸發(fā)室或蒸餾塔的流出液含有顯著降低量的醇，并且通過調(diào)整從系統(tǒng)中除去醇的量或者向系統(tǒng)中添加水的量，提供了更為容易的控制組成的方法。交換系統(tǒng)流出液在水中或在富水的醇溶液混合物中含有抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽，然后以實現(xiàn)直接分離的方式處理之，可通過結(jié)晶，或者隨后純化處理然后進行結(jié)晶。
溶劑交換可以在寬的壓力范圍內(nèi)有效地進行，優(yōu)選約1psia～約20psia。溶劑交換可以在寬的溫度范圍內(nèi)進行，優(yōu)選范圍是約35℃～約80℃。在約50-70℃和8-17psia下操作是特別適宜的，特別是以甲醇作為交換用醇。
基于此，可以采用多種醇，特別是與水混溶的。特別地，可以采用鏈長范圍很寬的醇，更優(yōu)選鏈長最長約丁醇。但是，適宜地以甲醇作為醇來進行酯化反應(yīng)、內(nèi)酯化反應(yīng)和溶劑交換。甲醇可以在每個步驟中有效地采用，并且在溶劑交換過程中特別容易除去，原因是其沸點低，從而使其在大氣壓力下即可容易地從蒸氣中除去。
鏈長優(yōu)選最大C4的原因是為了最大地限度減少溫度高于80℃時的熱降解。鏈長更長的醇不僅需要在減壓下操作以保持所需要的操作溫度，而且與水形成共沸物，導(dǎo)致相對不純的醇蒸氣產(chǎn)品。
向交換器中進料的抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽可以通過現(xiàn)有技術(shù)已知的任何技術(shù)制造。適宜的技術(shù)的實例包括2-酮基-L-古洛糖酸(KLG)在醇系統(tǒng)中以無機酸或強酸樹脂進行酯化而制造相應(yīng)的酯，用無機堿或有機堿處理而使之內(nèi)酯化以制造抗壞血酸堿金屬鹽，然后通過特定的步驟來分離抗壞血酸堿金屬鹽或抗壞血酸。
可通過結(jié)晶來分離中間體酯，但是并不需要。對于抗壞血酸金屬鹽的制造而言，可以將內(nèi)酯化反應(yīng)粗料直接進料到溶劑交換器中，然后進入結(jié)晶器中。對于抗壞血酸制造而言，內(nèi)酯化反應(yīng)料流可以以無機酸比如硫酸酸化而直接進行質(zhì)子化，過濾除去不溶的酸鹽，然后直接進料到溶劑交換器中。進一步增強該方法效能的是隨后的純化步驟，其可以在溶劑交換器之后任選進行?；蛘撸|(zhì)子化反應(yīng)可以通過溶劑交換器之后的離子交換處理進行。
而且，KLG可以通過多種技術(shù)中的任何一種進行制造。比如，KLG可來自發(fā)酵方法，其包括從含水肉湯中結(jié)晶出2-酮基-L-古洛糖酸，或者來自其相應(yīng)的鹽在甲醇中的酯化反應(yīng)。KLG也可以通過雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸與強酸進行旨在脫保護羥基的水解反應(yīng)來制造。但是，在酯化步驟之前應(yīng)該分離出所產(chǎn)生的丙酮副產(chǎn)物。另外，也可以采用一水合物形式或部分酸酐狀態(tài)的KLG，而不論其物質(zhì)來源。
換句話說，本發(fā)明的方法并不依賴于為得到醇/酸相而采用的技術(shù)。比如以形成KLG為例，現(xiàn)有技術(shù)已知的用于形成KLG的任何技術(shù)均可以采用。這些技術(shù)包括化學(xué)方法，比如Reichstein法、改良Reichstein法等等，以及發(fā)酵技術(shù)。再次地，這些方法是現(xiàn)有技術(shù)已知的并且不需要在這里贅述。
如前所述，本發(fā)明提供了有效地從水溶液制造抗壞血酸或抗壞血酸堿金屬鹽的經(jīng)濟的工業(yè)方法，該水溶液是從含有抗壞血酸或抗壞血酸堿金屬鹽的醇溶液開始制造的，從而避免了從甲醇轉(zhuǎn)換至水的過程中國體的處理。而且，該方法的顯著優(yōu)點是與操作固體的處理相比，液體或漿液料流的處理相對容易。
特別地，本發(fā)明方法適用于通過2-酮基-L-古洛糖酸在甲醇中的酯化反應(yīng)而制造的抗壞血酸或抗壞血酸鈉的甲醇溶液，然后以碳酸氫鈉環(huán)化之以制造溶劑交換器的進料組合物，最終制造出抗壞血酸或抗壞血酸鈉的含水產(chǎn)品。該產(chǎn)品然后可以通過結(jié)晶而從含水料流中獲得。
如下實施例進一步詳細(xì)地說明本發(fā)明，但是并不旨在用其來限制本發(fā)明的范圍。
實施例實施例1該實施例舉例說明了圖2所示的溶劑交換方法，采用處于甲醇中的抗壞血酸進行操作。通過在配備冷凝器、刻度添加漏斗和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中將50g Sigma抗壞血酸溶解在250ml甲醇中來制備抗壞血酸溶液。電磁攪拌燒瓶內(nèi)容物，同時加熱回流，同時借助于施加到冷凝設(shè)備上的家用真空使液體溫度保持60℃。從冷凝器塔頂除去甲醇蒸氣并且將其收集在接收器中。總共添加200ml水，同時到收集200ml蒸餾水。使燒瓶中物質(zhì)的體積縮減到約100ml，然后冷卻到約15℃而引發(fā)結(jié)晶。通過過濾收集晶體并且在干燥器中干燥。初批產(chǎn)品重27.2g，HPLC純度為100％。將來自初批產(chǎn)品的濾液濃縮到約一半體積，并且在15℃冷卻過夜。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到二批產(chǎn)品10.2g，HPLC純度為100％。
實施例2該實施例說明了圖3所示的從2-酮基-L-古洛糖酸樣品起始的溶劑交換方法。通過在配備冷凝器、套管和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中將50g 2-酮基-L-古洛糖酸溶解在250ml甲醇中而制備2-酮基-L-古洛糖酸溶液。添加催化量的硫酸(1g，濃硫酸)，然后將燒瓶內(nèi)容物在氮吹掃氣下回流加熱(約65℃)4h，同時電磁攪拌。使反應(yīng)溶液冷卻到室溫，然后在5min內(nèi)通過套管添加懸浮在60ml甲醇中的18.2g碳酸氫鈉。所得到的懸浮液在攪拌下回流加熱3h，然后冷卻到室溫。緩慢添加硫酸(12.0g，濃硫酸)，使最終pH值為3.3。將溶液加熱到50℃，然后通過布氏漏斗在氮氣下過濾之，以除去沉淀的硫酸鈉。
然后將所得到的抗壞血酸甲醇溶液按如下方式進料到溶劑交換設(shè)備中將前述溶液放入配備冷凝器、刻度添加漏斗和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中。電磁攪拌燒瓶內(nèi)容物，同時加熱回流，同時借助于施加到冷凝設(shè)備上的家用真空使液體溫度保持50℃。從冷凝器塔頂除去甲醇蒸氣并且將其收集在接收器中?？偣蔡砑?00ml水，同時收集到200ml蒸餾水。
將在含水甲醇中含有抗壞血酸的燒瓶內(nèi)容物通過粒狀Darco活性炭柱進行碳處理。將所得到的溶液縮減至約100ml，然后冷卻到約15℃以引發(fā)結(jié)晶。通過過濾收集晶體并且在干燥器中干燥之。初批產(chǎn)品重20.2g，HPLC純度為97％。將來自初批產(chǎn)品的濾液濃縮到約一半體積，并且在15℃冷卻4h。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到二批產(chǎn)品1.8g，HPLC純度為79％。來自二批產(chǎn)品的濾液濃縮到約一半體積，并且在15℃冷卻4h。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到三批產(chǎn)品2.8g，HPLC純度為91％。
實施例3該實施例說明了從甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯樣品起始的如圖4所示的溶劑交換方法。通過在配備以冷凝器、套管和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中將50g甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯溶解在250ml甲醇中而制備甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯溶液。在5min內(nèi)通過套管添加19.8g碳酸氫鈉懸浮在60ml甲醇中的漿液。將所得到的懸浮液在攪拌下加熱回流3h，然后冷卻到室溫。然后將得到的抗壞血酸鈉甲醇漿液按如下方式進料到溶劑交換設(shè)備中將前述溶液放入配備冷凝器、刻度添加漏斗和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中。電磁攪拌燒瓶內(nèi)容物，同時加熱回流，同時借助于施加到冷凝設(shè)備上的家用真空使液體溫度保持50℃。從冷凝器塔頂除去甲醇蒸氣并且將其收集在接收器中?？偣蔡砑?00ml水，同時收集到200ml蒸餾水。
將在含水甲醇中含有抗壞血酸鈉的燒瓶內(nèi)容物通過粒狀Darco活性炭柱進行碳處理。以150ml甲醇處理所得到的溶液，以沉淀產(chǎn)品。通過過濾收集晶體并且在干燥器中干燥之。初批產(chǎn)品重3.8g，HPLC純度為93％。來自初批產(chǎn)品的濾液濃縮到約三分之一體積并且在15℃冷卻4h。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到二批產(chǎn)品25.1g，HPLC純度為99％。
實施例4該實施例說明了從甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯樣品起始的如圖3所示的溶劑交換方法。通過在配備冷凝器、套管和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中將50g甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯溶解在250ml甲醇中而制備甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯溶液。在5min內(nèi)通過套管添加19.8g碳酸氫鈉懸浮在60ml甲醇中的漿液。在攪拌下回流加熱得到的懸浮液4h，然后冷卻到室溫。
然后將所得到的抗壞血酸鈉甲醇漿液按如下方式進料到溶劑交換設(shè)備中將前述溶液放入配備冷凝器、刻度添加漏斗和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中。電磁攪拌燒瓶內(nèi)容物，同時加熱回流，同時借助于施加到冷凝設(shè)備上的家用真空使液體溫度保持50℃。從冷凝器塔頂除去甲醇蒸氣并且將其收集在接收器中?？偣蔡砑?00ml水同時收集到200ml蒸餾水。
將在含水甲醇中含有抗壞血酸鈉的燒瓶內(nèi)容物流過160mlAmbersep 200H樹脂的離子交換柱。然后通過添加2.5g Amberlyte IRA93樹脂到500ml圓底燒瓶中在電磁攪拌下以陰離子交換樹脂處理柱流出液2h。通過過濾除去樹脂，然后通過粒狀Darco活性炭柱碳處理抗壞血酸水溶液。將得到的溶液縮減到約100ml，然后冷卻到約15℃以引發(fā)結(jié)晶。通過過濾收集晶體并且在干燥器中干燥之。初批產(chǎn)品重19.5g，HPLC純度為96％。來自初批產(chǎn)品的濾液濃縮到約一半體積并且在15℃冷卻4h。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到二批產(chǎn)品4.7g，HPLC純度為100％。來自二批產(chǎn)品的濾液濃縮到約一半體積并且在15℃冷卻4h。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到三批產(chǎn)品0.5g，HPLC純度為100％。
實施例5該實施例說明了從甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯樣品起始的如圖3所示的溶劑交換方法。通過在配備冷凝器、套管和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中將50g甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯溶解在250ml甲醇中而制備甲基2-酮基-L-古洛糖酸酯溶液。在5min內(nèi)通過套管添加19.8g碳酸氫鈉懸浮在60ml甲醇中的漿液。將所得到的懸浮液在攪拌下加熱回流4h，然后冷卻到室溫。將所得到的懸浮液在攪拌下加熱回流3h，然后冷卻到室溫。緩慢添加硫酸(11.5g，濃硫酸)，使最終pH值為3.5。將溶液加熱到50℃，然后通過布氏漏斗在氮氣下過濾之，以除去沉淀的硫酸鈉。
然后將所得到的抗壞血酸甲醇溶液按如下方式進料到溶劑交換設(shè)備中將前述溶液放入配備冷凝器、刻度添加漏斗和溫度計套管的500ml三頸圓底燒瓶中。電磁攪拌燒瓶內(nèi)容物，同時加熱回流，同時借助于施加到冷凝設(shè)備上的家用真空使液體溫度保持50℃。從冷凝器塔頂除去甲醇蒸氣并且將其收集在接收器中?？偣蔡砑?00ml水同時收集到200ml蒸餾水。
將在含水甲醇中含有抗壞血酸的燒瓶內(nèi)容物流過100ml Ambersep120H樹脂的離子交換柱。然后通過添加2.5g Amberlyte IRA 93樹脂到500ml圓底燒瓶中在電磁攪拌下以陰離子交換樹脂處理柱流出液2h。通過過濾除去樹脂，然后通過粒狀Darco活性炭柱碳處理抗壞血酸水溶液。將所得到的溶液縮減到約100ml，然后冷卻到約15℃以引發(fā)結(jié)晶。通過過濾收集晶體并且在干燥器中干燥之。初批產(chǎn)品重12.0g，HPLC純度為90％。來自初批產(chǎn)品的濾液濃縮到約一半體積并且在15℃冷卻4h。通過過濾收集晶體并且干燥之，得到二批產(chǎn)品9.8g，HPLC純度為92％。
在此之前描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選及其他實施方案。但要知道的是，對本發(fā)明作出的各種替換、修改、省略和其他改變并不脫離本發(fā)明的精神。因此，本發(fā)明的范圍僅由附錄的權(quán)利要求范圍進行限制，包括其等同方案。
權(quán)利要求
1.從醇相中回收有機酸或其金屬鹽的方法，包括(a)提供包含(i)至少一種有機酸或其金屬鹽以及(ii)至少一種醇的醇相，其中有機酸或其金屬鹽至少部分溶解在至少一種醇中；(b)使醇相在有效提供含有至少一部分有機酸或其金屬鹽的水相的條件下與水接觸，該水相不含有實質(zhì)量的至少一種醇；并且(c)從水相中回收至少一部分有機酸或其金屬鹽。
2.權(quán)利要求1的方法，其中至少的有機酸選自抗壞血酸、琥珀酸、酒石酸、葡糖酸、醛糖酸、異抗壞血酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、馬來酸、乙酸、甲酸、丙酮酸、丙酸、丁酸、衣康酸、古洛糖酸和其混合物。
3.權(quán)利要求1的方法，其中至少一種有機酸是抗壞血酸。
4.權(quán)利要求1的方法，其中金屬鹽是堿金屬或堿土金屬鹽。
5.權(quán)利要求4的方法，其中金屬鹽是堿金屬鹽。
6.權(quán)利要求1的方法，其中金屬鹽是抗壞血酸金屬鹽。
7.權(quán)利要求6的方法，其中抗壞血酸堿金屬鹽由2-酮基-L-古洛糖酸或雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸(2，3；4，6-二異亞丙基-2-氧代-L-古洛糖酸)一水合物制造。
8.權(quán)利要求7的方法，其中2-酮基-L-古洛糖酸是其一水合物形式，或者部分轉(zhuǎn)化成其酸酐形式。
9.權(quán)利要求7的方法，其中2-酮基-L-古洛糖酸通過發(fā)酵反應(yīng)進行制造。
10.權(quán)利要求9的方法，其中回收步驟包括從含水肉湯中結(jié)晶2-酮基-L-古洛糖酸。
11.權(quán)利要求7的方法，其中2-酮基-L-古洛糖酸通過Reichstein法、KLG金屬鹽質(zhì)子化、雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸(2，3；4，6-二異亞丙基-2-氧代-L-古洛糖酸)一水合物水解或酯水解進行制造。
12.權(quán)利要求6的方法，其中步驟(a)包括(i)酯化2-酮基-L-古洛糖酸以及(ii)使2-酮基-L-古洛糖酸酯轉(zhuǎn)化成抗壞血酸鹽。
13.權(quán)利要求12的方法，其中酯化步驟(a)(i)在選自硫酸、鹽酸和磺酸的強酸的存在下進行。
14.權(quán)利要求12的方法，其中轉(zhuǎn)化步驟(a)(ii)借助于醇溶液中的堿金屬堿，其中堿金屬堿選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈣和甲醇鈉。
15.權(quán)利要求6的方法，其中該方法在步驟(b)之前進一步包括質(zhì)子化抗壞血酸鹽，使pH值保持1.5～3.5。
16.權(quán)利要求15的方法，其中質(zhì)子化步驟包括使抗壞血酸鹽與強酸接觸，所選擇的強酸要使得通過質(zhì)子化形成的強酸金屬鹽僅在醇相中微溶。
17.權(quán)利要求16的方法，其中強酸選自硫酸、鹽酸和磺酸。
18.權(quán)利要求16的方法，進一步包括在步驟(b)之前除去強酸金屬鹽。
19.權(quán)利要求18的方法，其中金屬鹽是堿金屬鹽或堿土金屬鹽。
20.權(quán)利要求18的方法，其中除去金屬鹽的步驟包含過濾、潷析或離心。
21.權(quán)利要求6的方法，其中步驟(c)進一步包括(i)使水相與磺酸或陽離子交換樹脂接觸，(ii)使步驟(i)產(chǎn)品與弱陰離子交換樹脂或叔胺樹脂接觸并且(iii)澄清所得到的水相。
22.權(quán)利要求1的方法，其中的至少一種醇選自丁醇、甲醇、乙醇、丙醇和其混合物。
23.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)在溫度40-100℃下進行。
24.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)在壓力1-20psia下進行。
25.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)包括除去氣相中的醇。
26.權(quán)利要求2 5的方法，其中步驟(b)在蒸發(fā)室或蒸餾設(shè)備中進行。
27.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)水相中水∶醇之比是50∶50～97∶3重量比。
28.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(c)包括(i)使水相與磺酸或陽離子交換樹脂接觸。
29.權(quán)利要求28的方法，其中步驟(c)進一步包括使步驟(i)產(chǎn)品與弱陰離子交換樹脂或叔胺樹脂接觸。
30.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(c)包括水相的澄清。
31.權(quán)利要求30的方法，其中澄清采用碳來進行。
32.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(c)包括分離有機酸或金屬鹽。
33.權(quán)利要求32的方法，其中分離步驟包括(i)從水溶液結(jié)晶酸或其金屬鹽，然后(ii)進行過濾、潷析、離心和/或噴霧干燥中的至少一種。
34.權(quán)利要求1的方法，其中有機酸通過包括發(fā)酵步驟、Reichstein法、金屬化中間體化合物質(zhì)子化、中間體酸鹽酸化和/或酯水解的過程進行制造。
35.權(quán)利要求34的方法，其中發(fā)酵步驟在涉及葡萄糖或山梨糖的至少一種糖的存在下進行。
36.從2-酮基-L-古洛糖酸或其金屬鹽制造抗壞血酸或抗壞血酸金屬鹽的方法，包含a.在包含至少一種醇的溶劑中酯化2-酮基-L-古洛糖酸或其金屬鹽；b.將來自步驟(a)的酯在溶劑中轉(zhuǎn)化成抗壞血酸金屬鹽；c.使至少一部分的至少一種醇溶劑與水交換。
37.權(quán)利要求36的方法，進一步包括d.從抗壞血酸金屬鹽中置換出抗壞血酸；e.使至少一部分的至少一種醇溶劑與水交換，從而提供含水的抗壞血酸；并且f.從含水溶劑中分離抗壞血酸。
38.權(quán)利要求37的方法，其中金屬是堿金屬或堿土金屬。
39.從2-酮基-L-古洛糖酸或其堿金屬鹽制造抗壞血酸或抗壞血酸堿金屬鹽的方法，包括a.在包含至少一種醇的溶劑中酯化2-酮基-L-古洛糖酸或其堿金屬鹽；b.在溶劑中轉(zhuǎn)化來自步驟(a)的酯，以提供抗壞血酸堿金屬鹽；c.從抗壞血酸堿金屬鹽中置換出抗壞血酸；d.使至少一部分的至少一種醇溶劑與水交換，從而提供含水的抗壞血酸；并且e從含水溶劑中分離抗壞血酸。
40.權(quán)利要求39的方法，其中2-酮基-L-古洛糖酸由發(fā)酵法制造。
全文摘要
回收有機酸或其金屬鹽的方法，包括使含有一種或多種有機酸或其金屬鹽的醇相在有效提供含有一部分有機酸或其金屬鹽的水相的條件下與水接觸。水相不含有實質(zhì)量的醇。該方法也包括從水相中回收有機酸或其金屬鹽。
文檔編號C12P7/60GK1433394SQ01810708
公開日2003年7月30日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月5日
發(fā)明者N·A·科林斯, S·T·佩里 申請人:伊斯曼化學(xué)公司