CN1064057C - 环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物(EOPO)的纯化方法。它是向提取红霉素后的发酵液中加入一定量的醋酸丁酯,静止或离心分相,将EOPO萃取至酯相,取出上相加入水,摇匀分相,则EOPO转入水相,再利用温度诱导相分离法使EOPO和水分离,得到EOPO纯品。本发明工艺简单易行,纯化效果好,适用范围广,对双水相分离工艺中EOPO回收更为适用。
Description
本发明涉及一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物(EOPO)的纯化方法。
目前对用双水相系统(ATPS)提取生物物质的研究大部分进行到将生物物质提取到聚合物相,无论从纯化的角度还是从聚合物回收的角度都要求两者能够分开。从聚合物相中回收生物物质,循环利用聚合物以降低成本是这项新技术能否工业化的关键。最近,利用诱导相分离法,使到聚合物与生物物质分离,从而回收聚合物受到了人们的注意。
所谓温度诱导相分离,就是在加热聚合物溶液时,聚合物能与它的水溶液分离,从而形成了含水的上相和含聚合物的下相。这种现象发生时的温度称为聚合物溶液的浊点(cloud point)。10%的PEG(Mn=20000)浊点为111.7℃,而相同浓度的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的浊点是50℃。相分离发生在生物分子保持活性的最佳温度(37-56℃)。通过改变环氧乙烷和环氧丙烷的摩尔比或者加入Na2SO4等均能降低聚合物的浊点。
在用EOPO作为成相剂处理红霉素发酵液时,可以通过温度诱导相分离法回收EOPO。但同时却还存在一个问题,在用ATPS处理发酵液时,杂蛋白在上相(EOPO)和下相(盐相)的分配系数为2-5,如果只通过温度诱导回收EOPO,杂蛋白及其它一些杂质会富集在EOPO相,约8%左右。曾采用温度诱导相分离法循环回收三次后的EOPO来提取发酵液中的红霉素时,发现乳化现象严重,提取出的红霉素效价降低,说明此时的EOPO相中已富含杂质,不能再继续使用。
EOPO的传统纯化工艺报道很少,其方法为,将粗品溶于水并加入二氯甲烷,EOPO被萃取至二氯甲烷相中,溶剂在65℃下真空蒸发,得到精制的EOPO。但此法不适用于双水相系统,因为在处理液中的非挥发性杂质,如杂蛋白、红霉素降解产物等,在真空蒸发除去二氯甲烷后,这物质仍会在EOPO相中。
本发明的目的是提供一种工艺较为简单,纯化效果好,适用范围广的一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法。
为了达到上述目的本发明采取了下列措施,它的步骤为:
a.在60ml的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物废液中加入10~60ml的醋酸丁酯,置于45~80℃水浴中,系统完全达到温度后,剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物萃取至酯相中,静置1~5小时分相;
b.取上相55ml,过滤除去不溶性杂质,55ml滤液中加入15~150ml蒸馏水,将系统温度降至0~10℃并剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物反萃至水相中,保持温度不变,静止分相;
c.取下相65ml,水浴加热至48~85℃,静止分相;
d.取下相25ml得到纯化的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物。
本发明的优点:
1.工艺简单易行
主要根据温度变化提纯EOPO,萃取或反萃均采用水一醋酸丁酯系统,原料易得,场地占用少,工艺简单易行。
2.纯化效果好
在不同的温度下,EOPO分别被萃取至水相或反萃到酯相,使得水溶性或酯溶性杂质均能被除去,所得到的EOPO有很高的纯度。
3.适用范围广
所回收提纯的EOPO,已经多次处理过红霉素发酵液,所含的杂质较为复杂,有无机物,有机溶剂,生物小分子,生物大分子等,但得到的EOPO纯度却很高,说明该方法也适用于其它场合。
4.对双水相分离工艺中EOPO的回收。因为在步骤d得到的下相中,主要含有75%左右的EOPO,25%左右的水,以及极少量的醋酸丁酯,此时已经可以直接作为ATPS的成相剂,无需再将水除去。在实际应用中,建议用温度诱导相分离方法回收使用EOPO不超过三次,否则由杂质富集,难以使用。用上述的新工艺则可解决这个难题。
下面结合实施例对本发明作详细说明,
环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法的步骤为:
a.在60ml的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物废液中加入20~40ml的醋酸丁酯,置于50~60℃水浴中,系统完全达到温度后,剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物萃取至酯相中,静置1.5~2.5小时分相;
b.取上相55ml,过滤除去不溶性杂质,55ml滤液中加入40~60ml蒸馏水,将系统温度降至1~3℃并剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物反萃至水相中,保持温度不变,静止分相;
c.取下相65ml,水浴加热至50~75℃,静止分相;
d.取下相25ml得到纯化的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物。
环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的分子量为1000~8000,其它分子量和不同摩尔比也适用。
本发明的基础在于发现EOPO(1∶1)(4200)在醋酸丁酯/水系统中分配随温度变化的特性。表1给出了在不同温度下,EOPO在醋酸丁酯-水系统中的分配系数k。结果表明k值随温度变化很大,低温时EOPO主要分配在水相,高温时,特别是在超过浊点温度后,大部分EOPO分配在酯相。
表1.EOPO在醋酸丁酯一水系统中的分配t(℃) 2 15 25 33 40 50C上(g/ml) 0.015 0.033 0.054 0.085 0.114 0.174C下(g/ml) 0.141 0.137 0.115 0.096 0.087 0.013K 0.106 0.241 0.47 0.89 1.31 13.38
表中C为EOPO在溶液中的浓度,g/ml
实施例:
环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法的步骤为:
a.在60ml的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物废液中加入30ml的醋酸丁酯置于55℃水浴中,系统完全达到温度后,剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物萃取至酯相中,静置2小时分相;
b.取上相55ml,过滤除去不溶性杂质,55ml滤液中加入50ml蒸馏水,将系统温度降至2℃并剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物反萃至水相中,保持温度不变,静止分相;
c.取下相65ml,水浴加热至65℃,静止分相;
d.取下相25ml得到纯化的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物。
用新工艺处理了60ml红霉素ATPS处理液,EOPO的含量为0.452g/ml。通过此工艺回收得到EOPO样品24.13g,含水量为74.16%,真空干燥除去水份后,测得纯度为99.47%。作为对比,我们将ATPS处理液用原工艺(温度诱导相分离法)处理,得到未经纯化的EOPO,测得纯度为92.6%。这表明新工艺得到的EOPO纯度较原工艺有显著提高。该方法解决了循环使用后EOPO的纯化问题,即以富含杂质的EOPO作为原料,采用本发明所提出的方法,最后得到高纯度的产品。
Claims (4)
1.一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法,其特征在于它的步骤为:
a.在60ml的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物废液中加入10~60ml的醋酸丁酯,置于45~80℃水浴中,系统完全达到温度后,剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物萃取至醇相中,静置1~5小时分相;
b.取上相55ml,过滤除去不溶性杂质,55ml滤液中加入15~150ml蒸馏水,将系统温度降至0~10℃并剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物反萃至水相中,保持温度不变,静止分相;
c.取下相65ml,水浴加热至48~85℃,静止分相;
d.取下相25ml得到纯化的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物。
2.根据权利要求1所述的一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法,其特征在于它的步骤为:
a.在60ml的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物废液中加入20~40ml的醋酸丁酯,置于50~60℃水浴中,系统完全达到温度后,剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物萃取至酯相中,静置1.5~2.5小时分相;
b.取上相55ml,过滤除去不溶性杂质,55ml滤液中加入40~60ml蒸馏水,将系统温度降至1~3℃并剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物反萃至水相中,保持温度不变,静止分相;
c.取下相65ml,水浴加热至50~75℃,静止分相;
d.取下相25ml得到纯化的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法,其特征在于它的步骤为:
a.在60ml的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物废液中加入30ml的醋酸丁酯置于55℃水浴中,系统完全达到温度后,剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物萃取至酯相中,静置2小时分相;
b.取上相55ml,过滤除去不溶性杂质,55ml滤液中加入50ml蒸馏水,将系统温度降至2℃并剧烈搅拌,使环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物反萃至水相中保持温度不变,静止分相;
c.取下相65ml,水浴加热至65℃,静止分相;
d.取下相25ml得到纯化的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物。
4.根据权利要求1或2所述的一种环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的纯化方法,其特征在于所说的环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物的分子量为1000~8000
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