[发明专利]制备游离羧酸的方法

说明书

发明领域

本发明的主题是制备游离羧酸的方法，其包括下列方法步骤：

A)在添加通式(I)的胺下通过在含水培养基中存在的生物细胞制备羧酸，

式(I)

其中R¹、R²和R³是彼此独立地相同或不同的、支化或非支化的、任选取代的烃基残基或H，

B)对于在方法步骤A)中所添加的胺是水溶性的情况，添加通式(I)的水不溶性胺，

其中在方法步骤A)或B)中获得多相体系，并由水不溶性胺和羧酸形成相应的羧酸铵，和

C)分离水不溶相，和

D)加热水不溶相以释放游离羧酸。

现有技术

由于例如乳酸产品或柠檬酸产品，生化制备羧酸是熟知的。因为多数发酵过程在培养基处于待制备羧酸的pK_s值之上的pH值下进行，羧酸大部分作为盐而非游离酸产生。这种碳酸盐大多通过添加酸而转化为它们的游离酸。

WO9815517描述了用碱性有机溶剂或水不可溶性胺萃取乳酸的方法。

DE102006052311描述了制备游离α-羟基羧酸的方法，该方法通过在叔胺的存在下加热相应的羧酸铵，在蒸馏去除产生的氨的情况下接着进行进一步蒸馏并由此随之形成叔胺和游离的α-羟基羧酸。

US 4,275,234描述了用胺作为萃取剂萃取羧酸的方法，该方法包括额外的、水性反萃取步骤，该步骤使羧酸又存在于水溶液中。

US 4,444,881描述了从发酵液中分离有机酸的方法，该方法通过将酸转化成其钙盐，在形成三烷基铵盐的情况下混合水溶性叔胺碳酸盐和沉淀的碳酸钙，浓缩三烷基铵盐溶液并通过加热分解三烷基铵盐。

EP 1385593描述了在添加共沸碳氢化合物的情况下通过蒸馏由短链羧酸的烷基铵复合物溶液后加工(Aufarbeitung)短链羧酸的方法，该方法在所述烷基铵复合物分解成游离的短链羧酸和烷基胺的条件下进行。

US 5,510,526描述了通过萃取由发酵液后加工游离乳酸的方法，该方法在CO₂的存在下使用含有与水不可混合的、具有至少18个碳原子数目的三烷基胺的萃取剂，从水相分离有机相并随即从有机相分离游离乳酸。

WO02090312描述了从水溶液中纯化游离羧酸的方法，其中将水溶液作为与有机溶剂的混合物加热，并由此获得游离酸。

US 5,132,456描述了从含水介质中纯化游离羧酸的多步方法，其中首先用酸吸收剂萃取羧酸，并且在从所述含水介质中分离所述酸吸收剂后，用水溶性胺由/从所述酸吸收剂重新将羧酸作为羧酸铵反萃取。随即将所述羧酸铵分解。

所有方法的缺点在于，产生大量的含水物流()或产生不能再供应给该方法并由此作为废物存在的产物。

本发明的任务是，提供克服现有技术前述缺点的方法。

发明描述

令人惊奇地发现，包括以下方法步骤的用于制备游离羧酸的方法解决了本发明的任务：在添加胺的情况下通过生物细胞制备羧酸并任选地在所添加的胺是水溶性的情况下，添加另一种水不溶性胺，分离水不溶相并在释放游离羧酸的情况下加热该水不溶相。

本发明优点是，避免反应溶液例如被无机酸或二氧化碳酸化。由此不产生大量的盐，例如硫酸铵或石膏，如通常在其他工艺中所出现的那样。

进一步的优点是，通过例如相分离将水提前在该方法中能量有利地分离，并由此在该方法中进一步降低消耗能量的物流同样，将该物流蒸发是不必要的。

本发明还有一个优点如下事实，即在生化过程中常常出现的产物抑制可以通过使用水不溶性胺避免。

术语“羧酸”在本发明的意义中既包括游离羧酸(-COOH)又包括相应的盐(-COO^-)。

术语“羟基羧酸”在本发明的意义中表示具有至少一个羟基和一个羧基基团的羧酸并且既包括游离羧酸(-COOH)又包括相应的盐(-COO^-)。

术语“羧酸铵”在本发明的意义中包括具有四键连的氮的一价阳离子基团的所有羧酸盐。例如被称作下列通式：

其中，R¹′、R²′、R³′和R⁴′是彼此独立地相同或不同的、支化或非支化的、任选取代的烃基残基或H。

术语“水不溶性”在本发明的意义中被定义为溶解性小于100g/kg的水溶液。

术语“水溶性”在本发明的意义中被定义为溶解性等于或大于100g/kg的水溶液。