CN111148843B - 1,5-二氨基戊烷的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纯化1,5‑二氨基戊烷的方法，该方法包括如下步骤：制备包含1,5‑二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液；加热发酵液来制备第一组合物；蒸发第一组合物来制备第二组合物和蒸发残余物；向蒸发残余物添加水，然后进行蒸发，以制备第三组合物；以及蒸馏第二组合物和第三组合物以收集1,5‑二氨基戊烷。
Description
技术领域
一个或多个实施方式涉及一种精制1,5-二氨基戊烷的方法。
背景技术
1,5-二氨基戊烷(尸胺)是工业应用中一种重要的基础化学品，并可在聚合过程中用作添加剂或用作诸如聚酰胺或聚氨酯之类的聚合物的组分。1,5-二氨基戊烷可以通过化学或生物方法生产。具体而言，生物方法可分类为在L-赖氨酸微生物培养后通过酶促脱羧生产1,5-二氨基戊烷的方法(日本特开专利申请No.2005-006650)或通过培养产生1,5-二氨基戊烷的微生物来生产1,5-二氨基戊烷的方法(韩国专利登记No.10-1457229和日本专利No.5548864)。当使用生物方法利用微生物来发酵1,5-二氨基戊烷时，会产生大量的有机酸和乙酸。无法从1,5-二氨基戊烷中除去有机酸是聚合降低的主要原因，因为在产生诸如聚酰胺和聚氨酯之类次要产物的聚合反应中，胺基与有机酸之间形成酰胺键。因此，通过发酵产生的1,5-二氨基戊烷需要添加大量的碱性化合物来提高纯度和收率，因此，需要进行副产物处理和额外的精制。
因此，需要一种从发酵液中有效地精制1,5-二氨基戊烷的方法。
发明内容
技术问题
一个或多个实施方式包括一种精制1,5-二氨基戊烷的方法，所述方法包括：制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液；通过加热所述发酵液来制备其中1,5-二氨基戊烷的碳酸盐被热分解的第一组合物；通过蒸发第一组合物来制备第二组合物和蒸发残余物；通过向蒸发残余物添加水并蒸发水来制备第三组合物；以及通过蒸馏第二组合物和第三组合物来回收1,5-二氨基戊烷。
问题的解决方案
一个或多个实施方式包括一种精制1,5-二氨基戊烷的方法，所述方法包括：制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液；通过加热所述发酵液来制备其中1,5-二氨基戊烷的碳酸盐被热分解的第一组合物；通过蒸发第一组合物来制备第二组合物和蒸发残余物；通过向蒸发残余物添加水并蒸发水来制备第三组合物；以及通过蒸馏第二组合物和第三组合物来回收1,5-二氨基戊烷。
本公开的有利效果
当使用根据一个或多个实施方式的精制1,5-二氨基戊烷的方法时，可以高收率获得高纯度的1,5-二氨基戊烷。
附图说明
图1显示了根据一个或多个示例性实施方式的精制1,5-二氨基戊烷的方法的流程图；
图2显示了根据实施例1的精制1,5-二氨基戊烷的方法的流程图；
图3详细显示了图1中的发酵液的制备流程图；和
图4详细显示了图2中的发酵液的制备流程图。
具体实施方式
由于本发明构思允许各种改变和许多实施方式，所以将在附图中示出并在书面描述中详细描述特定实施方式。然而，这并非意欲将本发明构思限于特定的实践模式，并且应当领会，没有脱离本发明构思的精神和技术范围的所有改变、等效体和替代都包涵在本发明构思中。
虽然诸如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等之类的术语可以用于描述各种组分，但是这样的组分不必限于以上术语，以上术语仅用于区分一个组分与另一个组分。
根据一个或多个实施方式，精制1,5-二氨基戊烷的方法可以包括：制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液；通过加热所述发酵液来制备其中1,5-二氨基戊烷的碳酸盐被热分解的第一组合物；通过蒸发第一组合物来制备第二组合物和蒸发残余物；通过向蒸发残余物添加水并蒸发水来制备第三组合物；以及通过蒸馏第二组合物和第三组合物来回收1,5-二氨基戊烷。
制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液可以是制备通过微生物发酵获得的包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液。
如本文所用的术语‘1,5-二氨基戊烷的碳酸盐’，是指选自1,5-二氨基戊烷碳酸盐和1,5-二氨基戊烷碳酸氢盐中的至少一种。然而，实施方式不限于此。可以使用通过1,5-二氨基戊烷和碳酸根离子在发酵液中结合而形成的任何合适的化合物。
如本文所用的术语‘包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液’，是指包含在发酵过程期间产生的1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液。发酵液可以通过在包含葡萄糖的培养基中培养微生物而获得，或者通过在通过培养微生物获得的发酵液中进行酶转化而获得。例如，包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液可以是通过在包含葡萄糖的培养基中培养微生物来直接生产而获得的包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液。例如，包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液可以是通过使用赖氨酸脱羧酶对通过在包含葡萄糖的培养基中培养微生物而产生的赖氨酸进行酶转化而获得的包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液。对在产生包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液中所用的微生物类型没有特别的限制。可以使用任何合适的微生物，条件是该微生物可以通过发酵直接产生1,5-二氨基戊烷的碳酸盐或通过酶转化产生1,5-二氨基戊烷的碳酸盐。
所述方法还可以包括在制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液之后，从发酵液中去除细菌细胞。
从发酵液中去除细菌细胞的方法没有特别的限制。可以使用本领域中可用的任何合适的方法。例如，可以使用离心分离器、压滤机、挤压过滤器、硅藻土过滤器、旋转真空过滤器、膜滤器、以及絮凝/浮选法来去除细菌细胞。
如本文所用的术语“第一组合物”可以是具有1,5-二氨基戊烷作为主要组分的组合物，其是通过加热包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液对1,5-二氨基戊烷的碳酸盐进行热分解而产生的。在制备第一组合物中，1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解可以在165℃至175℃范围内的温度下进行1至6小时。例如，在制备第一组合物中，可以在165℃至174℃、165℃至173℃、165℃至172℃、165℃至171℃、或165℃至170℃范围内的温度下进行1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解。当在165℃至175℃范围内的温度下加热包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液时，1,5-二氨基戊烷的碳酸盐可被热分解为1,5-二氨基戊烷、二氧化碳和水。二氧化碳和水可以通过蒸发等除去。在制备第一组合物中，在1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解温度低于165℃的情况下，可能无法完成1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的分解。因此，可能降低1,5-二氨基戊烷的回收率。在制备第一组合物中，在1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解温度高于175℃的情况下，目标产物可被热分解。因此，其收率可能变差，并且杂质可能增加。在制备第一组合物中，可以将1,5-二氨基戊烷的碳酸盐在165℃至175℃范围内的热分解温度维持1小时至6小时，例如2小时至5小时，以及例如3小时至4小时。当维持发酵液的温度在165℃至175℃范围内的时间过短时，可能无法完成1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解。因此，可能降低1,5-二氨基戊烷的回收率。当维持发酵液的温度在165℃至175℃范围内的时间过长时，目标产物1,5-二氨基戊烷可能被热分解。因此，其收率可能变差，并且杂质可能增加。
在制备第一组合物中，可以另外提供惰性气体。例如，可以向第一组合物或在包含第一组合物的反应器中提供惰性气体。惰性气体可以是，例如，氮气、氩气等。但是实施方式不限于此。可以使用不氧化1,5-二氨基戊烷的任何合适气体。由于向第一组合物或在包含第一组合物的反应器中提供惰性气体，可以降低由于1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解而产生的二氧化碳的分压和空气中的氧气分压。因此，可以促进1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解，并可以抑制副反应的发生。总之，可改善1,5-二氨基戊烷的回收率。
通过蒸发第一组合物可以制备第二组合物和蒸发残余物。本领域已知的任何蒸发方法均可使用。具体而言，可以使用减压蒸发。在减压时，压力可以是0.5巴或更低，例如0.4巴或更低，例如0.2巴或更低，或例如0.1巴或更低。在蒸发时，第一组合物的温度可以是90℃或更高，例如100℃或更高，例如110℃或更高，或例如120℃或更高。第一组合物可通过蒸发而冷凝，并可含有1,5-二氨基戊烷作为主要组分。蒸发残余物可以是通过减压蒸发从第一组合物中除去至少一些1,5-二氨基戊烷而获得的残余组合物。
向蒸发残余物添加溶剂之后通过蒸发可以制备第三组合物，并且蒸发方法可以选自本领域普通技术人员已知的方式。还有，在减压蒸发期间，可以旋转蒸发器，并且可以将蒸发的组合物浓缩并以浓缩液或冷凝液的形式获得。蒸发方法可以取决于是否在减压下、在减压范围内进行蒸发、蒸发器是否旋转、或第三组合物是否浓缩来选择。例如，蒸发方法可以选自减压浓缩、真空浓缩、减压蒸发浓缩、真空蒸发浓缩、减压旋转蒸发浓缩、旋转真空蒸发浓缩等。例如，蒸发方法可以是减压蒸发。特别地，特别地，可以通过减压蒸发来制备第三组合物。在减压时，压力可以是0.5巴或更低，例如0.4巴或更低，例如0.2巴或更低，或例如0.1巴或更低。在蒸发时，蒸发残余物的温度可以是90℃或更高，例如100℃或更高，例如110℃或更高，或例如120℃或更高。通过在获得第一组合物之后获得第三组合物，可以更加改善1,5-二氨基戊烷的收率。
当制备第三组合物时，基于100重量份的蒸发残余物，添加给蒸发残余物的溶剂含量可以在80至300重量份的范围内，例如100至280重量份，或例如130至260重量份。当添加给蒸发残余物的溶剂含量过大时，可能会出现问题，即，在随后的蒸馏中为了去除水的能量(蒸汽等)用量增加。当添加给蒸发残余物的溶剂含量过大时，可能会出现问题，即，1,5-二氨基戊烷的收率低。
添加给蒸发残余物的溶剂可以由本领域普通技术人员从本领域中已知的溶剂中选择。例如，溶剂可以是水。
制备第三组合物后，可以从剩下的残余组合物中回收副产物。例如，在基于1,5-二氨基戊烷的第二组合物和第三组合物与第一组合物分离之后，可以通过另外的精制工艺从作为剩余淤浆的残余组合物中回收副产物。当淤浆含有细菌细胞时，还可以向淤浆添加蒸馏水以完全溶解淤浆，从而分离细菌细胞并回收副产物。
通过蒸馏第二组合物和第三组合物来回收1,5-二氨基戊烷可以是通过蒸馏从第二组合物和第三组合物的混合物中回收1,5-二氨基戊烷。蒸馏可以使用本领域普通技术人员已知的方法进行。例如，可以进行分馏、蒸汽蒸馏、薄膜蒸馏。例如，通过进行分馏，可以分离和回收1,5-二氨基戊烷、杂质和溶剂。例如，通过进行两次或更多次分馏，可以回收1,5-二氨基戊烷，并且该两次或更多次分馏可以连续地或不连续地进行。
1,5-二氨基戊烷的回收可包括：通过第一次蒸馏从第二组合物和第三组合物中除去溶剂来制备含有1,5-二氨基戊烷的第四组合物；并通过第二次蒸馏从第四组合物中回收1,5-二氨基戊烷。
第四组合物可以通过第一次蒸馏从第二组合物和第三组合物中除去溶剂而获得。例如，第四组合物的制备可以在蒸馏塔中进行，蒸馏塔上部的温度可以在40℃至50℃的范围内，例如44℃至49℃，或例如，46℃至47℃。蒸馏塔下部的温度可以在100℃至120℃的范围内，例如105℃至115℃，或例如，110℃至112℃。蒸馏塔的内部压力可以在10mmHg至760mmHg的范围内，例如40mmHg至600mmHg，或例如60mmHg至200mmHg。在这样的条件下，可以高收率分离包含1,5-二氨基戊烷的第四组合物。包含1,5-二氨基戊烷的第四组合物可以留在用于蒸馏第二组合物和第三组合物的容器中，可以从蒸馏塔的下部回收，或者可以从蒸馏塔之间的储存池回收。然而，实施方式不限于此。也可以对第四组合物进行二次蒸馏，从而回收1,5-二氨基戊烷。
例如，1,5-二氨基戊烷的回收可以在蒸馏塔中进行。可以通过蒸馏塔的下部添加包含1,5-二氨基戊烷的第四组合物，然而，取决于具体的反应条件和蒸馏塔条件，让第四组合物通过的添加位置可以变化。
在1,5-二氨基戊烷的回收中，蒸馏塔上部的温度可以在100℃至120℃的范围内，例如105℃至115℃，或例如，109℃至110℃。蒸馏塔下部的温度可以在100℃至120℃的范围内，例如105℃至115℃，或例如，110℃至112℃。蒸馏塔的内部压力可以在10mmHg至760mmHg的范围内，例如40mmHg至600mmHg，或例如60mmHg至200mmHg。在这种条件下，可以高收率回收1,5-二氨基戊烷。
1,5-二氨基戊烷可以在蒸馏塔的上部以冷凝液的形式回收。例如，水和其他杂质可以在蒸馏塔的下部回收。然而，实施方式不限于此。
在蒸馏塔的上部回收的1,5-二氨基戊烷的收率可以是75％或更高、80％或更高、或者95％或更高。在蒸馏塔的上部回收的1,5-二氨基戊烷的纯度可以是99.90％或更高、99.92％或更高、或者99.95％或更高。
另外，在通过蒸馏从第二组合物和第三组合物回收1,5-二氨基戊烷之前和之后，可以包括另外的精制。所述精制过程可以使用本领域普通技术人员已知的方法进行。例如，可以使用过滤、离心、阴离子交换色谱、结晶、和高效液相色谱(HPLC)。
实施例
通过以下实施例和比较例来详细描述本公开。然而，这些实施例仅用于说明目的，并且本公开内容不意欲被这些实施例限制。
比较例1
(发酵)
1)1,5-二氨基戊烷生产菌的种子培养物
将2.0升(L)培养基添加到5L玻璃发酵罐中，所述培养基含有30.0克/升(g/L)的葡萄糖、15g/L的糖蜜、1.11g/L的磷酸、5.8g/L的硫酸镁7水合物、10.0g/L的玉米浆、0.5g/L的精氨酸、1.0mg/L的生物素、20.0mg/L的盐酸硫胺素、20.0mg/L的泛酸钙盐、20.0mg/L的烟酸和0.2g/L的消泡剂。随后，将培养基在120℃的温度下加热20分钟进行灭菌。将该玻璃发酵罐冷却至30℃的温度，并将在玉米粉琼脂(CMA)固体培养基中生长12小时的谷氨酸棒杆菌LU11271 LdcC(韩国专利登记No.10-1457229)接种到灭菌的培养基中。随后，将细胞在30℃的温度下在充分通气和搅动下培养以获得种子培养物。
2)主培养物
将9.0L培养基添加到三个30L不锈钢发酵罐中，所述培养基含有270g/L的葡萄糖、7.0g/L的糖蜜、0.7g/L的磷酸、2.0g/L的硫酸镁7水合物、5.0g/L的玉米浆、0.5g/L的精氨酸、1.0mg/L的生物素、20.0mg/L的盐酸硫胺素、20.0mg/L的泛酸钙盐、20.0mg/L的烟酸和0.3g/L的消泡剂。随后，将培养基在120℃的温度下加热20分钟进行灭菌。将该不锈钢发酵罐冷却至30℃的温度，然后将1)部分中制备的2.22L种子培养物添加到每个不锈钢发酵罐中，以将种子培养物接种到灭菌的培养基中。随后，将细胞在30℃的温度下在充分通气和搅拌下培养以获得主培养物。向其供应氨气，以使培养液的氮源不被耗尽。
随后，分离细菌细胞，获得50千克(kg)的1,5-二氨基戊烷发酵液。
表1
| 组分 | 发酵液(g) |
| 水 | 37,781.0 |
| 1,5-二氨基戊烷 | 5,150.0 |
| 离子 | 165.2 |
| 碳酸氢盐 | 6,159.8 |
| 氨基酸 | 37.7 |
| 有机酸 | 43.1 |
| 其他 | 663.3 |
| 细菌细胞 | 0 |
| 总计 | 50,000.0 |
(热分解：去除1,5-二氨基戊烷的碳酸盐)
将蒸馏塔(可得自Aceglass，多孔板，带夹套，镀银，10×3ea级)和在蒸馏塔顶部的蒸馏头(可得自Aceglass)安装在5升四颈圆形烧瓶(可得自Daihan Scientific Co.，Ltd.)中。使用低温恒温循环水浴(JEIO tech，Model No.HTRC-20)在10℃下注入供给蒸馏头的致冷剂。使用的热源是搅拌罩(可得自Misung Scientific Co.，Ltd.，Model No.MS-DMS639，5L)，并基于圆形烧瓶内部的温度进行加热。在5-L四颈圆形烧瓶的中心处入口连接蒸馏塔，在其他入口处安装温度计、气体注入装置、和发酵期间制备的发酵液注入装置，并使用磁力棒(可得自Cowie Co.，Ltd.，PTFE椭圆型搅棒蛋(PTFE Oval-type stirrer bar egg)，20×40毫米(mm))进行搅拌。5L四颈圆形烧瓶和蒸馏头均装有温度计(可得自MisungScientific Co.，Ltd.，K型)，以测试圆形烧瓶和蒸馏塔的内部温度。将3000g发酵液加入烧瓶中，然后在进行1,5-二氨基戊烷碳酸盐的热分解的同时，使用泵(可得自EYELA Co.，Ltd.，型号RP-2000)进一步依次添加200克发酵液/每次添加，直至所添加的发酵液的总量变为5,000g为止。用12小时将圆形烧瓶的内部温度从100℃升高至165℃，并将温度维持在165℃下3小时以进行热分解。氮气通过与气体注入装置连接的气体注入口注入。由1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的热分解产生的冷凝液和二氧化碳从蒸馏头除去。在蒸馏塔下部回收了3,917.3g冷凝液和638.4g溶液，并将444.3g二氧化碳释放到空气中。表2显示了热分解之前和之后的组成分析结果。在表2中，1,5-二氨基戊烷、氨基酸、有机酸、碳酸氢盐和离子使用高效液相色谱(HPLC)分析，水分分析使用Karl-Fischer水分测量法进行。
表2
(蒸发)
将蒸馏塔下部在热分解期间制备的638.4g溶液引入具有体积为1L的冷凝管的旋转蒸发器(型号N-1200B，可得自EYELACo.，Ltd.)中，并用120℃温度的油浴在0.05巴的减压下进行蒸发。蒸发后，回收了447.8g的冷凝液，190.6g的淤泥在蒸发后残留在旋转蒸发器中。表3显示了蒸发后的组成分析结果。在表3中，1,5-二氨基戊烷、氨基酸、有机酸、和离子使用HPLC分析，水分分析使用Karl-Fischer水分测量法进行。蒸发而来的1,5-二氨基戊烷的收率为80.5％。
表3
(第一次蒸馏：去除水分)
以相同的方式使用在热分解期间使用的蒸馏塔。蒸馏塔下部的温度为110℃至112℃，压力为0.1巴。添加来自蒸发的蒸发后447.8g冷凝液，并将蒸馏头维持在46℃至47℃的温度下。随后，除去37.9g蒸馏塔冷凝液，并回收409.9g蒸馏塔下部的溶液。表4显示了第一次蒸馏后的组成分析结果。在表4中，使用气相色谱法(GC，7890A，HP-5柱，可得自AgilentTechnologies)来分析1,5-二氨基戊烷，并使用HPLC来分析有机酸。使用Karl-Fischer水分测量法进行水分分析。
表4
(第二次蒸馏：回收1,5-二氨基戊烷)
蒸馏后，更换装有冷凝液的冷凝液接收器，并在0.1bar的压力下以110℃至112℃范围内的蒸馏塔下部温度进行减压蒸馏。蒸馏头的温度维持在109℃至110℃，并回收了406.3g蒸馏塔中的冷凝液。然后，3.3g溶液残留在蒸馏塔中。使用GC和Karl-Fischer法分析组分。表5显示了第二次蒸馏后的组分分析结果。1,5-二氨基戊烷的纯度为99.94％，并且基于包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液的1,5-二氨基戊烷收率为78.9％。
表5
实施例1：蒸发期间水的添加
(发酵)
以与比较例1相同的方式制备发酵液。
(热分解)
以与比较例1相同的方式对5,000g的发酵液进行热分解。
在蒸馏塔下部回收了3,914.0g的冷凝液和641.7g的溶液，并向空气中释放了444.3g的二氧化碳。表6显示了热分解之前和之后的组成分析结果。
表6
(第一次蒸发)
将热分解期间制备的蒸馏塔下部的溶液以与比较例1相同的方式进行蒸发，从而回收包含水和1,5-二氨基丁烷的冷凝液。在旋转蒸发器中残留了192.3g淤泥。
(第二次蒸发)
第一次蒸发后，向残留在旋转蒸发器中的192.3g淤泥添加250g蒸馏水。随后，以与第一次蒸发相同的方式在减压下再进行蒸发。
回收了447.8g的冷凝液，并且在蒸发后，190.6g的淤泥残留在旋转蒸发器中。表7显示了第二次蒸发之前和之后的组成分析结果。
表7
与仅包括第一次蒸发的比较例1在蒸发后的1,5-二氨基戊烷的80.5％收率相比，还包括第二次蒸发的实施例1在第二次蒸发后的1,5-二氨基戊烷的收率增加至95.5％。
(第一次蒸馏：除去水分)
第一次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。向其添加778.7g的蒸发冷凝液，除去290.2g的蒸馏塔冷凝液，并回收488.5g在蒸馏塔下部的溶液。表8显示了第一次蒸馏后的组分分析结果。蒸馏塔上部的温度在45℃至50℃的范围内，而蒸馏塔下部的温度在110℃至112℃的范围内。蒸馏在0.1巴的减压下进行。
表8
(第二次蒸馏：回收1,5-二氨基戊烷)
第二次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。回收了488.5g的蒸馏塔冷凝液，并残留4.3g在蒸馏塔下部的溶液。使用GC和Karl-Fischer法分析组分。表9显示了第二次蒸馏后的组成分析结果。蒸馏塔上部的温度在109℃至110℃的范围内，而蒸馏塔下部的温度在110℃至112℃的范围内。蒸馏在0.1巴的减压下进行。
回收的冷凝液中1,5-二氨基戊烷的纯度为99.90％，其收率为93.9％。与比较例1中1,5-二氨基戊烷的收率78.9％相比，收率增加了15％。在第二次蒸发中，残留在旋转蒸发器中的1,5-二氨基戊烷被进一步蒸发，从而增加了1,5-二氨基戊烷的收率。
表9
实施例2：蒸发期间水的添加
除了在第二次蒸发期间向残留在旋转蒸发器中的195.1g淤泥添加300g蒸馏水之外，实施例2以与实施例1相同的方式进行。
从第二次蒸馏回收的最终冷凝液中1,5-二氨基戊烷的纯度为99.94％，并且其收率为93.1％。
实施例3：蒸发期间水的添加
除了在第二次蒸发期间向残留在旋转蒸发器中的190.1g淤泥添加350g蒸馏水之外，实施例3以与实施例1相同的方式进行。
从第二次蒸馏回收的最终冷凝液中1,5-二氨基戊烷的纯度为99.93％，并且其收率为93.5％。
实施例4：蒸发期间水的添加
除了在第二次蒸发期间向残留在旋转蒸发器中的193.4g淤泥两次添加250g蒸馏水(即，总共添加500克蒸馏水)之外，实施例4以与实施例1相同的方式进行。
从第二次蒸馏回收的最终冷凝液中1,5-二氨基戊烷的纯度为99.90％，并且其收率为95.1％。
实施例5：热分解温度改为175℃
除了在热分解期间将圆形烧瓶的内部温度升至175℃并保持3小时之外，以与实施例1相同的方式进行热分解。
从第二次蒸馏回收的最终冷凝液中1,5-二氨基戊烷的纯度为99.95％，并且其收率为82.1％。
比较例2：不供应氮气
(发酵)
以与比较例1相同的方式制备发酵液。
(热分解)
除了在蒸馏塔的下部添加5,000g发酵液并且不添加氮气之外，以与比较例1相同的方式进行热分解。
在蒸馏塔下部回收了3,919.5g的冷凝液和636.2g的溶液，并将444.3g二氧化碳释放到空气中。表10显示了热分解之前和之后的组成分析结果。
表10
(蒸发)
以与比较例1相同的方式进行蒸发。回收了441.6g的冷凝液，并且蒸发后，在旋转蒸发器中残留了194.6g淤泥。表11显示了蒸发之前和之后的组成分析结果。
表11
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(第一次蒸馏：去除水分)
第一次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。向其添加441.6g蒸发冷凝液，除去41.4g蒸馏塔冷凝液，并回收400.2g蒸馏塔下部溶液。表12显示了第一次蒸馏后的组分分析结果。
表12
(第二次蒸馏：回收1,5-二氨基戊烷)
第二次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。回收了393.8g蒸馏塔冷凝液，并且6.4g溶液残留在蒸馏塔的下部。使用GC和Karl-Fischer法分析组分。表13显示了第二次蒸馏后的组分分析结果。
回收的冷凝液中1,5-二氨基戊烷的纯度为99.77％，其收率为76.3％。
表13
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在热分解期间，当添加惰性气体例如氮气时，氧气和二氧化碳从发酵液中除去，因此没有发生副反应。因此，1,5-二氨基戊烷的纯度高于99.9％。
另一方面，当不添加惰性气体时，发酵液中残留的氧气和二氧化碳可能引起副反应。因此，1，5-二氨基戊烷的纯度降低到99.77％。
比较例3：供应空气而不是氮气
(发酵)
以与比较例1相同的方式制备发酵液。
(热分解)
除了在蒸馏塔的下部添加5,000g发酵液并且添加空气而不是氮气之外，以与比较例1相同的方式进行热分解。
从蒸馏塔的下部回收了3,921.1g冷凝液和634.6g溶液，并向空气中释放了444.3g二氧化碳。表14显示了热分解之前和之后的组成分析结果。
表14
(蒸发)
以与比较例1相同的方式进行蒸发。回收了449.1g的冷凝液，并且蒸发后，在旋转蒸发器中残留了185.5g淤泥。表15显示了蒸发之前和之后的组成分析结果。
表15
(第一次蒸馏：去除水分)
第一次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。向其添加449.1g蒸发冷凝液，除去38.2g蒸馏塔冷凝液，并从蒸馏塔下部回收410.9g溶液。1612显示了第一次蒸馏后的组分分析结果。
表16
(第二次蒸馏：回收1,5-二氨基戊烷)
第二次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。回收了401.7g蒸馏塔冷凝液，并残留了9.3g的蒸馏塔下部溶液。使用GC和Karl-Fischer法分析组分。表17显示了第二次蒸馏后的组分分析结果。
回收的冷凝液中1,5-戊二胺的纯度为97.74％，其收率为76.2％。
当向其添加空气时，由于副反应，例如由空气中的氧气引起的氧化，1,5-二氨基戊烷的纯度降低。
表17
比较例4：160℃下的低温热分解
(发酵)
以与比较例1相同的方式制备发酵液。
(热分解)
除了在热分解期间，将圆形烧瓶的内部温度升至160℃并维持3小时之外，以与实施例1相同的方式对5,000g发酵液进行热分解。
回收了3,914.8g的冷凝液和654.2g的蒸馏塔下部溶液，并向空气中释放了444.3g的二氧化碳。表18显示了热分解之前和之后的组成分析结果。
表18
(蒸发)
以与比较例1相同的方式进行蒸发。回收了414.6g的冷凝液，并且蒸发后，在旋转蒸发器中残留了239.7g的淤泥。表19显示了蒸发后的组成分析结果。
表19
(第一次蒸馏：去除水分)
以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行第一次蒸馏，然而，在第一次蒸馏期间，过量的1,5-二氨基戊烷碳酸盐晶体沉淀在蒸馏塔的下部。因此，没有进行第二次蒸馏。
由于1,5-二氨基戊烷晶体的沉淀，降低了1,5-二氨基戊烷的收率和纯度。因此，在根据一个或多个实施方式的1，5-二氨基戊烷精制方法中，当热分解温度为160℃或更低时，1,5-二氨基戊烷的收率明显地低。
比较例5：180℃下的高温热分解
(发酵)
以与比较例1相同的方式制备发酵液。
(热分解)
除了在热分解期间，将圆形烧瓶的内部温度升至180℃并维持3小时之外，以与实施例1相同的方式对5,000g发酵液进行热分解。
回收了3,954.8g的冷凝液和600.9g的蒸馏塔下部溶液，并向空气中释放了444.3g的二氧化碳。表20显示了热分解之前和之后的组成分析结果。
表20
(蒸发)
以与比较例1相同的方式进行蒸发。回收了389.9g的冷凝液，并且蒸发后，在旋转蒸发器中残留了211.0g的淤泥。表21显示了蒸发后的组成分析结果。
表21
(第一次蒸馏：去除水分)
第一次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。向其添加449.1g蒸发冷凝液，除去10.4g的蒸馏塔冷凝液，并从蒸馏塔下部回收了379.5g的溶液。表22显示了蒸发后的组成分析结果。
表22
(第二次蒸馏：回收1,5-二氨基戊烷)
第二次蒸馏以与比较例1相同的方式在蒸馏塔中进行。回收了372.6g蒸馏塔冷凝液，并在蒸馏塔的下部残留了6.9g的溶液。使用GC和Karl-Fischer法分析组分。表23显示了第二次蒸馏后的组分分析结果。
回收的冷凝液中1,5-戊二胺的纯度为99.74％，其收率为72.2％。
当在180℃下进行热分解时时，1,5-二氨基戊烷被热分解。因此，与实施例1相比(纯度：99.9％，收率：93.9％)，纯度和收率降低。
另外，如比较例4所示，当在165℃的温度下进行热分解时，生成1,5-二氨基戊烷的结晶。因此，与实施例1相比(纯度：99.9％，收率：93.9％)，纯度和收率降低。
因此，根据以上结果，发现当在165℃至175℃的温度下进行热分解时，与在高于或低于165℃至175℃的温度下进行热分解的情况相比，1,5-二氨基戊烷的纯度和收率均明显地高。还发现通过在热分解溶液蒸发之后添加溶剂进行补充蒸发，纯度和收率得以改善。
表23
工业实用性
当使用根据一个或多个实施方式的精制1,5-二氨基戊烷的方法时，可以高收率获得高纯度的1,5-二氨基戊烷。
Claims (7)
1.一种精制1,5-二氨基戊烷的方法，所述方法包括：
制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液；
通过加热所述发酵液来制备其中1,5-二氨基戊烷的碳酸盐被热分解的第一组合物；
通过蒸发所述第一组合物来制备第二组合物和蒸发残余物；
通过向所述蒸发残余物添加水、然后蒸发水来制备第三组合物；以及
通过蒸馏所述第二组合物和所述第三组合物来回收1,5-二氨基戊烷，
其中所述第一组合物的制备是在165℃至175℃范围内的温度下进行3小时至4小时。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述1,5-二氨基戊烷的碳酸盐是选自1,5-二氨基戊烷碳酸盐和1,5-二氨基戊烷碳酸氢盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一组合物的制备中供应惰性气体。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于100重量份的蒸发残余物，向所述蒸发残余物添加的水的含量在130重量份至260重量份的范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述通过蒸馏所述第二组合物和所述第三组合物来回收1,5-二氨基戊烷包括：
通过第一次蒸馏从所述第二组合物和所述第三组合物中除去水来制备含有1,5-二氨基戊烷的第四组合物；以及
通过第二次蒸馏从所述第四组合物中回收1,5-二氨基戊烷。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第四组合物的制备在蒸馏塔中进行，并且所述蒸馏塔上部的温度在40℃至50℃的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包括在制备包含1,5-二氨基戊烷的碳酸盐的发酵液之后，从所述发酵液中去除细菌细胞。
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