[发明专利]使用二羧酸盐型的阴离子交换色谱树脂制备和分离含二羧酸混合物

说明书

本发明涉及使用二羧酸盐型的阴离子交换色谱树脂制备和分离含二羧酸混合物。本发明提供用于从含有二羧酸或其盐和一种或多种其它组分的混合物分离所述二羧酸或其盐的方法。本发明还提供用于这些分离方法的分离介质。特定来说，描述用于制备醛糖二酸，诸如从葡萄糖制备葡糖二酸的方法，其包括从反应产物分离所述醛糖二酸。此外，描述各种葡糖二酸产物。

本申请为国际申请号为PCT/US2015/052981、国际申请日为2015年09月29日、发明名称为“使用二羧酸盐型的阴离子交换色谱树脂制备和分离含二羧酸混合物”的PCT申请于2017年03月21日进入中国国家阶段后申请号为201580050820.4的中国国家阶段专利申请的分案申请。

发明领域

本发明大体上涉及用于从含有二羧酸或其盐和一种或多种其它组分的混合物分离所述二羧酸或其盐的方法。本发明也涉及适用于这些分离方法的分离介质。此外，本发明大体上涉及用于制备醛糖二酸，诸如从葡萄糖制备葡糖二酸的方法，其包括从反应产物分离所述醛糖二酸。此外，本发明涉及各种葡糖二酸产物。

发明背景

已知用于制备二羧酸的方法会产生含有各种路径上(on-path)和路径外(off-path)羧酸的粗混合物。由其它方法获得的各种废物物流也可含有二羧酸。因此，分离这些混合物和物流为获得足够纯净产物或回收含有二羧酸的废物物流的适用部分所必需。已公开用于分离和纯化羧酸的方法(参见例如美国专利号6,284,904、美国专利申请公布号2013/0345473；J.Chromatogr.A.850,1999,第187页；J.Chromatogr.57,1971,第353页；J.Chromatogr.253,1982,第87页)。本领域中公开的若干方法描述在诸如有机酸(例如乙酸或甲酸)、碱(例如碳酸氢钠或四硼酸钠)和强酸(例如硫酸或盐酸)的特定洗脱剂下使用阴离子交换柱色谱法。

尽管工业色谱分离方法是一种用于分离单羧酸和二羧酸的方法，但可为产生有效分离和洗脱所必需的强酸、有机酸、碱或除水以外的洗脱剂组分的使用不合乎需要。这些额外组分使试剂成本增加，并且如果在使用之后不可能回收，那么可需要处理。此外，这些额外组分可使得必须具有额外设备来达成在使用之后的移除和回收，此使工艺成本增加。因此，仍然需要其中洗脱剂不将外来组分引入工艺物流中的工业上有利分离方法。此外，在其中反应溶剂是水的用于产生二羧酸的方法中，仍然需要其中水可被用作主要洗脱剂以有助于从存在于粗反应混合物中的其它组分分离和洗脱二羧酸的工业上有利分离方法。

此外，在用于制备二羧酸的方法中，诸如在如美国专利号8,669,397中所述使葡萄糖氧化成葡糖二酸以及如美国专利号8,785,683中所述使戊糖氧化成戊糖二酸(例如木糖氧化成木糖二酸)的情况下(这些专利以引用的方式并入本文)，仍然需要对于所需二羧酸而言是高效且有成本效益的分离技术以有助于改进工艺产率和经济状况。

发明概述

简要来说，本发明包括用于产生包含二羧酸或其盐的提取物的方法，其包括：在分离区中使分离介质与包含所述二羧酸或其盐和第二组分的馈料混合物接触，其中至少一部分所述二羧酸或其盐与所述第二组分分离，并且形成包含至少一部分所述第二组分的提余物；从所述分离区移除所述提余物；以及用包含水的洗脱剂从所述分离介质洗脱所述二羧酸或其盐以形成包含所述二羧酸或其盐的所述提取物，其中在与所述分离介质接触之前，所述洗脱剂的外来酸浓度小于约1重量％、小于约0.5重量％、小于约0.2重量％、小于约0.1重量％、小于约0.05重量％或小于约0.01重量％。

用于产生包含二羧酸或其盐的提取物的其它方法包括：在分离区中使分离介质与包含所述二羧酸或其盐和第二组分的馈料混合物接触，其中至少一部分所述二羧酸或其盐与所述第二组分分离，并且形成包含至少一部分所述第二组分的提余物；从所述分离区移除所述提余物；以及用洗脱剂从所述分离介质洗脱所述二羧酸或其盐以形成包含所述二羧酸或其盐的所述提取物，其中所述洗脱剂是(i)补给水和/或(ii)包含水和任选馈料混合物组分的工艺水。