精炼喹啉酸的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及精炼喹啉酸的方法。
【背景技术】
[0002] 喹啉酸是广泛地用作药物、染料、农药等的中间体的化合物。通常，喹啉酸是从起 始原料，例如石油化工过程中得到的喹啉、2, 3-二甲基吡啶或8-羟基喹啉，经化学方法制 备的。例如，喹啉酸的化学合成方法包括从硫酸盐（例如硫酸铜）得到喹啉酸的铜盐；并以 氧化铜沉淀的形式从该铜盐中除去铜离子。在该喹啉酸的合成方法中，从喹啉酸的铜盐中 除去铜的额外过程可能会导致大量不产物的生成以及较低的收率。该合成方法还可能形成 大量的杂质，因此，使用该合成方法，即使是通过再循环由分离喹啉酸晶体而获得的母液， 也可能很难以高收率得到喹啉酸。
[0003] 近期，研究出了通过发酵方法生成喹啉酸的方法。通过发酵方法制备喹啉酸简单 且形成少量的副产物。但是通常，通过该发酵方法得到的发酵溶液可能包含较低浓度的喹 啉酸，其以与盐的组合存在。
[0004] 因此，需要一种经济的精炼方法，用于以高回收率和低成本从该发酵溶液中获得 高纯度的喹啉酸晶体。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明提供了一种从发酵溶液中提纯喹啉酸的新型、经济的方法。
[0007] 技术方案
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种精炼喹啉酸的方法，该方法包括：制备包含喹 啉酸及其盐的至少一种的发酵溶液；将微生物细胞从该发酵溶液中除去；通过将酸加至该 除去微生物细胞的发酵溶液中来制备酸性组合物，其包含至饱和浓度以上的喹啉酸及其盐 的至少一种；且从该酸性组合物中回收所述喹啉酸及其盐的至少一种的晶体。
[0009] 根据一个或多个实施方案，喹啉酸可经由相对简单的方法，通过将酸加至包含喹 啉酸的发酵溶液中进行精炼。通过将由酸处理后的晶体分离所产生的母液再循环，可以高 收率获得高纯度的喹啉酸。
[0010] 附图描述
[0011] 图1是喹啉酸的溶解度相对于pH的曲线图。
[0012] 图2是根据示例性的实施方案精炼喹啉酸的方法的流程图，其不包括重结晶步 骤。
[0013]图3是根据另一示例性的实施方案精炼喹啉酸的方法的流程图，其包括重结晶步 骤。
[0014] 最佳方式
[0015] 在下文中，精炼喹啉酸方法的示例性实施方案将更详尽地进行描述。
[0016] 根据本公开的一个实施方案，精炼喹啉酸的方法包括：制备包含喹啉酸及其盐的 至少一种的发酵溶液；将微生物细胞从该发酵溶液中除去；通过将酸加至该除去微生物细 胞的发酵溶液中来制备酸性组合物，其包含饱和浓度以上的喹啉酸及其盐的至少一种；并 从该酸性组合物中回收所述喹啉酸及其盐的至少一种的晶体。
[0017] 根据该精炼方法，可通过简单的方法得到高收率的高纯度喹啉酸，其通过将酸加 至该包含喹啉酸的盐的发酵溶液中形成喹啉酸晶体，然后回收该喹啉酸晶体。由于该酸性 组合物包含饱和浓度以上的喹啉酸及其盐的至少一种，因此所述喹啉酸及其盐的至少一种 中至少一部分可作为晶体析出。
[0018] 在该精炼方法中所用的发酵溶液可以是用能产生喹啉酸的改性微生物培养的 发酵溶液。能制备该发酵溶液的微生物类型并没有特别限定，且可包括能产生本领域 可用的喹啉酸的任意微生物。例如，在该精炼方法中可用的微生物可以是隶属于埃希 氏菌属（Escherichia)、肠杆菌属（Enterobacter)、欧文氏菌属（Erwinia)、克雷伯菌属 (Klebsiella)、泛菌属（Pantoea)、沙雷氏菌属（Serratia)、棒杆菌属（Corynebacterium) 等的微生物。
[0019] 在一些实施方案中，所述发酵溶液除了喹啉酸还可包含：有机酸，例如乳酸、琥珀 酸、甲酸或乙酸；阳离子，例如Na+、Mg2+、NH4+和K+;阴离子，例如C0 32 404和50 42 ;氨基酸， 例如缴氨酸、精氨酸和甲硫氨酸；非消耗性（non-consumable)碳源、具有产生喹啉酸能力 的用于发酵的微生物，等。
[0020] 该精炼方法中的酸性组合物是指通过将酸加至该发酵溶液中得到的pH小于7的 组合物且其包含该发酵溶液。
[0021] 该精炼方法中的酸性组合物可具有约3. 5或更低的pH。当将该酸性组合物的pH 控制在约3. 5或更低时，则喹啉酸和/或其盐的溶解度可能会降低，从而可析出喹啉酸晶体 和/或其盐的晶体。例如，所述酸性组合物可具有3. 0或更低的pH，且在一些实施方案中， pH约2. 5或更低，且在一些其他实施方案中，pH约1. 0至约2. 5。
[0022] 加入酸之前的所述发酵溶液可能具有约4至约9的pH。当加入酸之前的所述发酵 溶液具有这个范围内的pH时，则该喹啉酸可结合包含在培养基中的阳离子，例如Na+、Mg' NH4+、K+等，并因此以其盐存在，例如喹啉酸钠、喹啉酸镁、喹啉酸铵或喹啉酸钾，该盐在水中 具有相当高的溶解度，约l〇〇g/L或更高。当所述发酵溶液具有高pH时，所析出的喹啉酸晶 体会与喹啉酸盐晶体混合。因此，具有pH3. 5或更低的pH的酸性组合物可通过将酸加至 该发酵溶液中进行制备。
[0023] 在该精炼方法的一些实施方案中，在制备该酸性组合物中，所述酸性组合物可具 有约60°C或更低的温度，且在一些实施方案中，约50°C或更低，且在一些其他实施方案中， 约40°C或更低，且在一些其他实施方案中，约0°C至约40°C。当该酸性组合物的温度在这些 范围内，则该喹啉酸晶体可以改进的收率获得。
[0024] 在该精炼方法的一些实施方案中，加至该培养基的酸可包括至少一种选自以下的 酸：硫酸、盐酸、硝酸、溴酸（HBr)、磷酸（H3P04)、高氯酸（HC104)及其混合物，但不限于此。可 使用本领域可用的任何酸来调节培养基的pH。所加入的酸的浓度并未特别限定。
[0025] 该精炼方法可包括在制备酸性组合物前，将微生物细胞从该发酵溶液中除去。
[0026] 除去微生物细胞可通过以下进行，但并不限于，使用离心机、压滤机、硅藻土滤器、 旋转真空过滤器或薄膜分离器或加入促凝剂、浮选剂等。可使用本领域可用的任意方法来 分离微生物细胞。
[0027] 所述发酵溶液通常可具有约4至约9的pH。在所述精炼方法的一些实施方案中，所 述发酵溶液的pH可通过以下方法降低：加入酸以凝聚微生物细胞，从而有效地将其除去。 能够使微生物细胞凝聚从而被有效除去的发酵溶液的pH的范围为约3至约7,且在一些实 施方案中，约3. 5至约6. 0。但是，该发酵溶液的pH并不限于此，且可在一定范围内，其中通 过加入酸可发生微生物细胞的凝聚。例如，加至该发酵溶液的酸可以是硫酸、盐酸、硝酸或 其混合物，但不限于此。可使用本领域可用的任何酸来调节该发酵溶液的pH。可将从该发 酵溶液中除去的微生物细胞干燥，用作动物饲料或肥料。
[0028] 在一些实施方案中，该精炼方法还可包括，在制备该酸性组合物前，从发酵溶液中 除去杂质。喹啉酸的纯度可通过除去杂质提高。
[0029] 从该发酵溶液中除去杂质可包括将过滤剂加至该发酵溶液中以除去杂质和/或 不溶性材料。该过滤剂可以是，例如，活性炭、硅藻土、膨润土、酸性白土、滑石等，但不限于 此。可使用本领域可用的任意过滤剂。通过使用过滤器，可将吸附有杂质和不溶性材料的 过滤剂从该发酵溶液中除去。例如，所述杂质可包括金属离子。所述不溶性材料可包括，例 如，微生物细胞。
[0030] 在一些实施方案中，所述精炼方法还可包括，在制备所述酸性组合物前浓缩该发 酵溶液。喹啉酸晶体的收率可通过进一步浓缩该发酵溶液来提高。浓缩该发酵溶液可包括 除去水以增加喹啉酸在该发酵溶液中的浓度，并因此提高后续步骤中析出的喹啉酸晶体的 量。
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