一种1,5-戊二胺的分离方法技术

本发明专利技术公开一种1,5

【技术实现步骤摘要】
一种1,5
‑
戊二胺的分离方法


[0001]本专利技术属于化合物提取纯化领域，涉及一种1,5
‑
戊二胺的分离方法，具体涉及一种生物发酵液、酶转化液或其处理液中1,5
‑
戊二胺的分离方法。

技术介绍

[0002]1,5
‑
戊二胺又称1,5
‑
二氨基戊烷、尸胺，是一种烷烃α,ω
‑
二胺，包含一个直链戊烷骨架，在位置1和5处有氨基取代。其分子式为C5H
10
N2，熔点为9℃，沸点为179℃，易溶于水和乙醇，微溶于乙醚。1,5
‑
戊二胺在农业、医药、生理学、工业等方面应用非常广泛。其中，1,5
‑
戊二胺的最重要的应用价值体现在工业领域。1,5
‑
戊二胺是工业生产中的一种重要的中间体，可以参与聚酰胺、聚氨酯等物质的聚合，在合成纤维以及合成树脂领域有着广泛的应用。1,5
‑
戊二胺可以替代1,6
‑
己二胺参与聚酰胺的合成，不仅生产得到的尼龙56具有良好的耐磨、耐热性能，还实现了可持续、绿色环保生产的要求。1,5
‑
戊二胺是一种天然产物，可以通过生物发酵的方法生产，这样就能成功地避开石油化工手段，通过生物法生产尼龙产品。目前，使用生物发酵法工业化大规模生产1,5
‑
戊二胺的困难之处在于1,5
‑
戊二胺的分离步骤。为了保证菌种的活性，发酵生产的母液中1,5
‑<br/>戊二胺产物的浓度普遍不高，并且发酵液中含有大量的无机盐、糖类、蛋白质等杂质，所以分离过程需要同时兼顾浓缩富集和精制纯化，是工业生产步骤中的一道难关。
[0003]从经济效益的角度考虑，除了提高发酵生产率外，还应考虑开发1,5
‑
戊二胺生物生产下游的分离工艺。一般来说，下游分离过程占总生产成本的50％以上。发酵液中1,5
‑
戊二胺的含量约为2～10％，如果直接用蒸馏法将1,5
‑
戊二胺从发酵液中分离出来，则需要蒸发大量的水分，能耗巨大。另外，发酵液中的糖、蛋白质、无机盐等亲水性杂质会堵塞塔盘，腐蚀设备。目前，针对生物法制备1,5
‑
戊二胺的产品纯化方法有吸附法和萃取法。吸附法采用阳离子交换树脂为吸附剂，利用吸附剂与组分吸附能力的差异，将1,5
‑
戊二胺和部分阳离子吸附，其他杂质(如糖、色素等发酵代谢产物、2,3,4,5
‑
四氢吡啶等副产物)不与阳离子树脂作用，随溶液流出柱外被分离；阳离子树脂吸附1,5
‑
戊二胺溶液后，通过碱洗的方式，将树脂吸附的1,5
‑
戊二胺洗脱后，蒸发、精馏、浓缩获得1,5
‑
戊二胺。然而吸附法存在成本高、吸附处理负荷量有限的问题。萃取法采用有机溶剂为萃取剂，与碱液按一定比例混合后得到饱和有机溶剂，利用加碱的有机溶剂从发酵液中萃取戊二胺。萃取后的萃取相可以通过简单的直接精馏的方法提纯1,5
‑
戊二胺，也可以采用结晶的方法，对萃取相通入CO2或SO2等酸性气体，与1,5
‑
戊二胺反应后生成碳酸盐，低温减压蒸馏浓缩、精馏，获得1,5
‑
戊二胺产品。
[0004]文献10.1002/jctb.4058研究了4
‑
壬基酚、3,4
‑
双((2
‑
乙基己基)氧基)苯酚、二(2
‑
乙基己基)磷酸、二壬基萘磺酸以及4
‑
辛基苯甲醛等物质对二胺的萃取能力。发现4
‑
壬基酚几乎在水相无残留，可以有效地从水介质中提取1,5
‑
戊二胺。但是，4
‑
壬基酚是一种容易造成环境污染的物质，会增加废水处理的成本。
[0005]文献10.1039/d0ra08564b使用1,5
‑
戊二胺捕集CO2形成对应的氨基甲酸酯，从而
实现1,5
‑
戊二胺的结晶分离。经过三次溶出结晶后，得到纯度为99.1％的氨基甲酸酯，总收率为57.48％。这些氨基甲酸酯由多种结构形式的混合晶体组成，很容易分解出二氧化碳，得到1,5
‑
戊二胺产品。但是该方法涉及到结晶，对设备要求高，而且最终的收率不高。
[0006]如何通过选择合适的萃取剂，以能够适用于含有1,5
‑
戊二胺、来源于生物发酵或酶促反应的溶液体系中1,5
‑
戊二胺的分离，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种1,5
‑
戊二胺的分离方法，所述方法包括如下步骤：
[0008]提供第一溶液，所述第一溶液为包含1,5
‑
戊二胺和水的碱化液；通过萃取剂对所述第一溶液中的1,5
‑
戊二胺进行萃取处理，得到包含所述1,5
‑
戊二胺和所述萃取剂的混合溶液；从所述混合溶液中分离得到1,5
‑
戊二胺；
[0009]所述萃取剂选自碳原子数为2～6的直链或带有支链的脂肪醇、碳原子数为7～10的芳香醇中一种、两种或更多种；
[0010]所述萃取处理的温度为25～50℃，优选为25～45℃。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述碳原子数为2～6的直链或带有支链的脂肪醇可以选自乙醇、正丁醇和异丙醇中的一种、两种或三种，优选为正丁醇。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述碳原子数为7～10的芳香醇优选为苯甲醇。
[0013]示例性地，所述萃取剂选自苯甲醇和/或正丁醇。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述第一溶液可以是通过第二溶液碱化得到的碱化液；
[0015]所述第二溶液为生物法生产的含1,5
‑
戊二胺盐的发酵液或含1,5
‑
戊二胺盐的酶转化液。
[0016]其中，所述含1,5
‑
戊二胺盐的发酵液或含1,5
‑
戊二胺盐的酶转化液中含有1,5
‑
戊二胺盐和水，还进一步任选含无机盐，和/或色素，和/或蛋白等物质。且所述发酵液或酶转化液是一种典型的极性体系。从现有技术的研究来看，含有苯环的芳香类物质对极性体系的萃取分离效果表现不佳。然而本专利技术出人意料地发现使用带有苯环的醇如苯甲醇萃取1,5
‑
戊二胺，效果良好。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述第二溶液中的1,5
‑
戊二胺盐与第一无机碱反应，能够得到游离的1,5
‑
戊二胺和相应的无机盐。
[0018]优选地，所述第一无机碱可以选自包括但不限于下述物质中的一种、两种或更多种：氢氧化物，例如碱金属氢氧化物(如NaOH、KOH及其混合物)、碱土金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1,5
‑
戊二胺的分离方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：提供第一溶液，所述第一溶液为包含1,5
‑
戊二胺和水的碱化液；通过萃取剂对所述第一溶液中的1,5
‑
戊二胺进行萃取处理，得到包含所述1,5
‑
戊二胺和所述萃取剂的混合溶液；从所述混合溶液中分离得到1,5
‑
戊二胺；所述萃取剂选自碳原子数为2～6的直链或带有支链的脂肪醇、碳原子数为7～10的芳香醇中一种、两种或更多种；所述萃取处理的温度为25～50℃，优选为25～45℃。2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述碳原子数为2～6的直链或带有支链的脂肪醇选自乙醇、正丁醇和异丙醇中的一种、两种或三种，优选为正丁醇；优选地，所述碳原子数为7～10的芳香醇为苯甲醇；优选地，所述萃取剂选自苯甲醇和/或正丁醇。3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其特征在于，所述第一溶液为通过第二溶液碱化得到的碱化液；所述第二溶液为生物法生产的含1,5
‑
戊二胺盐的发酵液或含1,5
‑
戊二胺盐的酶转化液；优选地，所述含1,5
‑
戊二胺盐的发酵液或含1,5
‑
戊二胺盐的酶转化液中含有1,5
‑
戊二胺盐和水，进一步任选含有无机盐，和/或色素，和/或蛋白等物质。4.根据权利要求3所述的分离方法，其特征在于，所述第二溶液中的1,5
‑
戊二胺盐与第一无机碱反应，能够得到游离的1,5
‑
戊二胺和相应的无机盐；优选地，所述第一无机碱选自包括但不限于下述物质中的一种、两种或更多种：氢氧化物、氧化物、碱性盐；优选地，所述氢氧化物选自碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物；优选地，所述氧化物为碱土金属氧化物；优选地，所述碱性盐选自磷酸钠、磷酸钾、碳酸钠、碳酸钾及其混合物；优选地，所述第一溶液的pH值为7以上，优选为10
‑
14。5.根据权利要求3或4所述的分离方法，其特征在于，所述第一无机碱中至少85wt％以上为碱土金属氢氧化物和/或碱土金属氧化物；优选地，所述碱土金属氢氧化物和碱土金属氧化物具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT美国公司凯赛太原生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：