从由前体氢化获得的混合物中生产和分离甘露醇和山梨醇的方法_2

文档序号:8491166阅读:来源:国知局
化的基质(2)进行色谱分离步骤,产生富含甘露醇的级分(zl)、含有至少98%的山梨醇和〈0.2%且优选〈0.15%总还原糖的高纯度的山梨醇级分(X)、和第二富含山梨醇的级分(Y)。然后将富含甘露醇的级分(zl)进行结晶步骤。在此结晶步骤后,结晶甘露醇(Z)从母液(3)中分离,母液随后被加到经氢化的基质(2)中。此方法示意性地示于图1。
[0037]根据本发明的方法的另一个实施方式,首先将经氢化的基质(2)进行结晶,其中存在的甘露醇的一部分以结晶形式被回收,然后将母液进行色谱分离。因此,该母液(3)被分离成包含至少98%的山梨醇和〈0.2%并优选〈0.15%的总还原糖的高纯度山梨醇级分(X)、第二富含山梨醇的级分(Y)和富含甘露醇的级分(zl),zl再循环经氢化的基质中以进行结晶。这在图2示意性示出。
[0038]色谱分离使用具有串联连接的有限数量的树脂床的设备进行,其中床的数量为
2-6个。多种分离方法可用于此过程,如SSMB、ISMB、MCI或NMCI,这取决于何种方法最适用于所用基质。
[0039]在根据本发明的方法的特定的实施方案中,色谱分离过程包括使用串联连接的两个树脂床(4a和4b),所述方法包括下列步骤的重复(参见图3):
[0040]?在第一树脂床(4a)的顶端引入待分离的糖浆,且同时经由第二树脂床(4b)的出口提取相同体积的富含甘露醇的级分(zl)。上述糖浆已经被氢化并从一个所谓的糖浆进料槽(5)供给。这个进料槽(5)通过装备有进料泵(6)和流量计(7)的导管连接至该糖浆的储槽(8)
[0041]?在第二树脂床(4b)的顶部引入去矿质水,同时将在第二树脂床(4b)的出口收集的相同体积循环至色谱分离系统的进料槽(5)。该系统配备有去矿质水储槽(9),以确保去矿质水供应充足。
[0042]?连接第二树脂床(4b)的排出口至第一树脂床(4a)的入口,并通过配备有流量计
(11)的循环泵(10)将产品循环,
[0043]?在第一树脂床(4a)的顶部引入去矿质水,并同时在第二树脂床(4b)的出口收集相同体积的高纯度山梨醇级分(X),
[0044]?在第一树脂床(4a)的顶部引入去矿质水,并同时在第二树脂床(4b)中的出口收集相同体积的第二富含山梨醇的级分(Y),
[0045].连接第二树脂床(4b)的排出口至第一树脂床(4a)的入口,并通过循环泵(10)将产品循环。
[0046]一些实施例是在下面列出,以进一步解释本发明的方法:
[0047]实施例1:
[0048]生产富含甘露糖的糖浆:
[0049]将I升的Dowex MSA-1 (由陶氏化学公司制造的大孔、强碱性阴离子交换树脂)浸在250g/L的钼酸钠的水溶液中12小时,并轻轻搅拌。在此期间,加入足够量的IN盐酸溶液以保持pH为3.5。然后,将树脂放在双壁柱中并用去矿质水洗涤,直到所有残留在溶液中的钼酸盐被除去,然后重新调节至PH值至3.5。
[0050]现将该柱加热至85°C,并以0.5BV/小时加入40Bx葡萄糖糖浆(96%葡萄糖,干物质)。将该柱的流出物收集并同时分析甘露糖含量。调节钼酸盐填充柱的进料速率,以在柱的出口处保持甘露糖含量为26% ±1%干物质。
[0051]实施例2:
[0052]从化学异构化的高右旋糖(dextrose)糖浆生产富含山梨醇和甘露醇的糖浆:
[0053]将实施例1中的糖浆通过串联连接的H+形式的Dowex 88树脂床(由陶氏化学公司制造的强酸性阳离子交换树脂)和游离胺形式的Dowex 66树脂床(由陶氏化学公司制造的弱碱性阴离子交换树脂)进行纯化。
[0054]将经精炼的糖浆浓缩至50Bx,且加入3 % w/w的5 % Ru/CP催化剂9017 (BASF)。将悬浮液加入到反应器中,并加热至105°C,同时在40巴氢气的压力搅拌,直至停止消耗氢气。将反应器冷却,滤除催化剂,并将澄清糖浆以0.5BV/小时在60°C引入并通过OH-形式的Dowex MSA-1树脂床(由陶氏化学公司制造的大孔、强碱性阴离子交换树脂),以除去剩余的还原糖。通过使该糖浆在30°C和以2BV/小时穿过H+形式的Lewatit S8528树脂床(由Lanxess制的弱酸性阳离子交换树脂)以进一步精炼。通过加入0.05N的NaOH将该精炼糖浆的PH值调整至6.0。
[0055]实施例3:
[0056]从高果糖糖浆生产富含山梨醇和甘露醇的糖浆。
[0057]将Isosweet 111 (由Syral Belgium NV制造的高果糖糖楽)稀释到50Bx并加入3% w/w的5% Ru/CP 9017催化剂(BASF)。将悬浮液加入到反应器中,并加热至105°C,同时在40巴氢气的压力搅拌,直至停止消耗氢气。将反应器冷却,滤除催化剂,并将澄清糖浆以0.5BV/小时在60°C引入并通过OH-形式的Dowex MSA-1树脂床(由陶氏化学公司制造的大孔、强碱性阴离子交换树脂),以除去剩余的还原糖。通过使该糖浆在30°C和以2BV/小时穿过H+形式的Lewatit S8528树脂床(由Lanxess制的弱酸性阳离子交换树脂)而进一步精炼。通过加入0.05N的NaOH将该精炼糖浆的pH值调整至6.0。
[0058]实施例4:
[0059]从由葡萄糖化学异构化得到的甘露醇糖浆同时生产高纯度山梨醇、非结晶山梨醇和结晶甘露醇。
[0060]将根据实施例2生产的且含26.3%甘露醇和65.8%山梨醇(剩余物由DP2和更高级的多元醇与裂解产物组成)的糖浆浓缩至55Bx并通过色谱分离分为3种级分。
[0061]色谱分离设备在图3中示意,且其包括串联的2个双壁柱(4a和4b),每个高度为lm,可用内部体积为2.35L,在80°C储存。将该柱用DIA1N UBK555 (三菱化学公司)分离树脂填充。该系统还包括3个温度控制到80°C的槽:20L糖浆储槽(8)、2L糖浆进料槽(5),和50L去矿质水槽(9)。该系统还包括糖浆计量泵(6)、循环泵(10)、流量计(7,11),和所需的电磁阀和连接导管。
[0062]分离过程包括以下步骤的重复:
[0063]1.将来自糖浆进料槽的0.5L甘露醇糖浆以1.4L/小时在柱I (4a)顶端引入,同时,在柱2 (4b)的出口收集0.5L产物级分(zl)(甘露醇级分)。
[0064]2.将来自去矿质水槽(9)的0.126L去矿质水以1.4L/小时在柱2 (4b)的顶端引入,同时,将来自柱2(4b)的出口的0.126L产物再循环至色谱分离系统的糖浆进料槽(5)。
[0065]3.将柱I的入口和柱2的出口通过循环泵连接,并使产物以1.4L/小时的流速通过柱2的出口循环至柱I的入口,保持26分钟。
[0066]4.在柱I的顶端以1.4L/小时添加0.423L去矿质水,同时,在柱2的出口收集0.423L产物级分2 (高纯度山梨醇)。
[0067]5.在柱I的顶端以1.41/小时添加0.987L去矿质水,同时,在柱2(4b)的出口收集0.987L产物级分3 (非结晶山梨醇)。
[0068]6.将柱I的入口和柱2的排出口通过循环泵连接,并将产物以1.4L/小时的流速通过柱2的出口循环至柱I的入口,保持53分钟。
[0069]在进行上述6个步骤的5次循环后,所有的级分在Bx和组成方面被稳定化。在随后的32个循环中,所有的甘露醇级分(zl级分)被收集并浓缩为具有57%干物质的含量和67.9%的纯度的甘露醇糖浆。
[0070]将该糖楽放置在3L的实验室结晶器(商标为Labo Service Belgium)中,并加热至80°C保持3小时。在此之后,将结晶器冷却,同时以1°C/小时的速率轻轻搅拌。当结晶器内温度达到72°C时,将D-甘露醇晶体(Merckl.05980.9050)作为晶种材料加入。该晶种材料的含量为进料溶液的0.2%干物质。以1°C /小时继续冷却至30°C。将结晶物质转移到Rousselet-Robatel RC30VxR离心机,并且将晶体和母液分离。将晶体滤饼用去矿质水(每kg晶体使用30ml去矿质水)在室温洗涤3次。
[0071]收集母液和洗涤液,并将其以1/3.8份DM/DM的比率与实施例2中制备的甘露醇糖浆混合。所得到的糖浆具有29.3%的甘露醇含量并被浓缩至55Bx。
[0072]现将该糖浆用作另一个如上所述的6步色谱分离过程的进料溶液。将前5个循环的甘露醇级分(第一级分)除去。收集接下来的25个循环的甘露醇级分,并将其浓缩为具有71
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