CN107353197A - 一种提取3‑羟基丙酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工领域，具体公开了一种提取3‑羟基丙酸的方法。将含有3‑羟基丙酸的水溶液通过与有机溶剂混合，蒸发浓缩去除3‑羟基丙酸水溶液中的水分，从而使得3‑羟基丙酸分子更好地进入有机相，得到了含有3‑羟基丙酸的有机相产物而无机盐及其他有机杂质较少的进入有机相，从而实现3‑羟基丙酸与水溶液中的其他杂质的分离。进入有机相中的3‑羟基丙酸可通过本行业技术人员所熟知的多种传统的方法取得到较为纯净的3‑羟基丙酸，3‑羟基丙酸盐，3‑羟基丙酸聚合物或其他3‑羟基丙酸产品。本发明所述方法提取3‑羟基丙酸，工艺路线短，便于操作，所得3‑羟基丙酸纯度高。3‑羟基丙酸产品收率高、环境污染小，避免了传统3‑羟基丙酸生产工艺中复杂的操作过程。

Description

一种提取3-羟基丙酸的方法

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地说，涉及提取3-羟基丙酸的方法。

背景技术

3-羟基丙酸(3-hydroxypropionic acid，简写3-HP)，分子式为 C3H6O3，分子量90.08，是一种具有三个碳原子的非手性有机酸，酸解离常数(pKa)为4.5，呈液态，具有黏性，无色无味，可溶于水、乙醇、乙醚。可以用于丙烯酸等多种化学品的合成。3-HP和乳酸是同分异构体，但3-HP的化学性质更为活泼。3-HP氧化、氢化、脱水、酯化反应等可以将其转化为多种重要的化学物质，如丙烯酸、1，3-丙二醇、丙二酸、聚3-HP等，3-HP还可作为食品或饲料的添加剂和防腐剂。3-HP的生产方法目前有化学方法和微生物发酵方法。化学方法生产3-HP使用不可再生资源、副产物多，分离困难。微生物发酵方法生产3-HP已成为今后的发展趋势。美国专利USP7279598报道了3-HP 和丙烯酸等有机酸的分离，以乙酸乙酯或其他有机物为萃取剂，以逆流萃取的方式分离纯化丙烯酸及3-HP。

因此，针对目前3-羟基丙酸生产工艺繁琐、产品收率低及能耗高的状况，亟需提出了一种更为经济、有效的制备3-羟基丙酸的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种提取 3-羟基丙酸/3-羟基丙酸盐的方法。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种提取3-羟基丙酸/3-羟基丙酸盐的方法，包括如下步骤：

1)将含有3-羟基丙酸的粗品水溶液与有机溶剂混合，对混合液进行蒸发浓缩去除水分，得到含有3-羟基丙酸的有机溶剂；

2)提取步骤1)所得中的3-羟基丙酸。

所述提取方法可采用本领域技术人员所熟知的传统方法或常规使用的提取方法，将进入有机相的3-羟基丙酸/3-羟基丙酸盐从有机溶剂中提取出来，获得较为纯净的3-羟基丙酸/3-羟基丙酸盐/其他3-羟基丙酸产品。

进一步地，所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液可选自(1)或(2) 或(3)：

(1)通过发酵或酶转化得到的3-羟基丙酸发酵液；

(2)通过酸解3-羟基丙酸发酵液，进一步过滤后得到的3-羟基丙酸酸解液或经过其他方法处理过的3-羟基丙酸发酵液；

(3)通过其他途径获得的含3-羟基丙酸的水溶液。

所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液还可为通过预浓缩的水溶液。

进一步地，所述有机溶剂选自以下一种有机化合物或多种有机化合物的混合物：

酯类(如醋酸戊酯、3-羟基丙酸三丁酯等)、酮类(如2-庚酮等)、醚类(如丁醚等)、醇类(如辛醇等)、磷酸酯类(如磷酸三丁酯等)、磷氧类(如三辛基氧膦等)、膦硫类(如三异丁基硫化膦等)、胺类(如三辛胺等)、酰胺类(如N.N-二丁基甲酰胺等)、其他沸点在常压下大于100℃的有机化合物。

进一步地，所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液与有机溶剂的混合比例为1：100～100：1。

作为优选，所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液与有机溶剂的混合比例为1：50～50：1。

进一步地，所述蒸发浓缩的条件为真空浓缩，温度为30～95℃。

作为优选，温度为40～90℃。

进一步地，所述步骤2)具体为：将含有3-羟基丙酸的有机溶剂与水混合，得到纯化的3-羟基丙酸溶液；或将含有3-羟基丙酸的有机溶剂与碱性溶液混合，得到3-羟基丙酸盐溶液；或通过直接蒸馏将3- 羟基丙酸与有机溶剂分开，从而得到高纯度的3-羟基丙酸或/及其聚合物。

分离3-羟基丙酸后的有机溶剂可返回步骤1)中循环使用。

作为优选，含有3-羟基丙酸的有机溶剂与水/碱性溶液混合时的温度为1～150℃。

本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。

本发明的有益效果在于：

本发明所述方法提取3-羟基丙酸，工艺路线短，便于操作，所得 3-羟基丙酸纯度高。3-羟基丙酸产品收率高、环境污染小，避免了传统3-羟基丙酸生产工艺中复杂的操作过程。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

取30％(质量百分比)3-羟基丙酸溶液150g，有机溶剂450g(其中三辛铵182g，八炭醇45g，煤油223g)放于三口烧瓶内，于80℃进行真空浓缩，浓缩至不再有冷凝水出来后，得到了含有3-羟基丙酸的有机溶剂。

将含有3-羟基丙酸的有机溶剂转移至另一个三口烧瓶中，加水与含有3-羟基丙酸的有机溶剂在90℃混合然后将有机溶剂分离得到含有3-羟基丙酸的溶液。

经计算，3-羟基丙酸的收率为92.5％。

经检测，分离得到的含有3-羟基丙酸的溶液，3-羟基丙酸纯度为 99％。

实施例2

取30％(质量百分比)3-羟基丙酸溶液200g，有机溶剂三辛铵 395g放于三口烧瓶内，于80℃进行真空浓缩，浓缩至至不再有冷凝水出来后，将含有3-羟基丙酸的有机溶剂转移至蒸馏烧瓶中。在5mmHg 真空条件下，150℃进行蒸馏，得到3-羟基丙酸。

经计算，3-羟基丙酸的收率为99％。

经检测，分离得到的3-羟基丙酸中，3-羟基丙酸的纯度为99.5％。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种提取3-羟基丙酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将含有3-羟基丙酸的粗品水溶液与有机溶剂混合，对混合液进行蒸发浓缩去除水分，得到含有3-羟基丙酸的有机溶剂；

2)提取步骤1)所得中的3-羟基丙酸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液可选自：(1)通过发酵或酶转化得到的3-羟基丙酸发酵液；(2)通过酸解3-羟基丙酸发酵液，进一步过滤后得到的3-羟基丙酸酸解液或经过其他方法处理过的3-羟基丙酸发酵液；(3)通过其他途径获得的含3-羟基丙酸的水溶液。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液为通过预浓缩的水溶液。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自以下一种有机化合物或多种有机化合物的混合物：

酯类、酮类、醚类、醇类、磷酸酯类、磷氧类、膦硫类、胺类、酰胺类、其他沸点在常压下大于100℃的有机化合物。

5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述含有3-羟基丙酸的粗品水溶液与有机溶剂的混合比例为1：100～100：1。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述蒸发浓缩的条件为真空浓缩，物料温度为10～100℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：将含有3-羟基丙酸的有机溶剂与水混合，得到纯化的3-羟基丙酸溶液；或将含有3-羟基丙酸的有机溶剂与碱性溶液混合，得到3-羟基丙酸盐溶液；或通过直接蒸馏将3-羟基丙酸与有机溶剂分开，从而得到高纯度的3-羟基丙酸或/及其聚合物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，含有3-羟基丙酸的有机溶剂与水/碱性溶液混合时的温度为1～150℃。