KR102657247B1 - 다카르복실산-함유 혼합물의 분리 및 정제 방법 - Google Patents
다카르복실산-함유 혼합물의 분리 및 정제 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102657247B1 KR102657247B1 KR1020207001632A KR20207001632A KR102657247B1 KR 102657247 B1 KR102657247 B1 KR 102657247B1 KR 1020207001632 A KR1020207001632 A KR 1020207001632A KR 20207001632 A KR20207001632 A KR 20207001632A KR 102657247 B1 KR102657247 B1 KR 102657247B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acid
- mixture
- glucaric
- dicarboxylic
- dicarboxylic acid
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 8
- DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-N D-glucaric acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-N 0.000 claims abstract description 62
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 34
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims description 4
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 13
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-L D-glucarate(2-) Chemical group [O-]C(=O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-L 0.000 description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 9
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000002585 base Substances 0.000 description 8
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 8
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 6
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- VBUYCZFBVCCYFD-JJYYJPOSSA-N 2-dehydro-D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)C(O)=O VBUYCZFBVCCYFD-JJYYJPOSSA-N 0.000 description 5
- AEMOLEFTQBMNLQ-AQKNRBDQSA-N D-glucopyranuronic acid Chemical compound OC1O[C@H](C(O)=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-AQKNRBDQSA-N 0.000 description 5
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 5
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 4
- IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N Galacturonsaeure Natural products O=CC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 4
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IZSRJDGCGRAUAR-MROZADKFSA-M 5-dehydro-D-gluconate Chemical compound OCC(=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O IZSRJDGCGRAUAR-MROZADKFSA-M 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- AEMOLEFTQBMNLQ-BZINKQHNSA-N D-Guluronic Acid Chemical compound OC1O[C@H](C(O)=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-BZINKQHNSA-N 0.000 description 3
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M Glycolate Chemical compound OCC([O-])=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- AEMOLEFTQBMNLQ-BKBMJHBISA-N alpha-D-galacturonic acid Chemical compound O[C@H]1O[C@H](C(O)=O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-BKBMJHBISA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229940097042 glucuronate Drugs 0.000 description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229940049920 malate Drugs 0.000 description 3
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IZSRJDGCGRAUAR-MROZADKFSA-N 5-dehydro-D-gluconic acid Chemical compound OCC(=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O IZSRJDGCGRAUAR-MROZADKFSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical group C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- AEMOLEFTQBMNLQ-YMDCURPLSA-N D-galactopyranuronic acid Chemical compound OC1O[C@H](C(O)=O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-YMDCURPLSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000061 acid fraction Substances 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005571 anion exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- -1 carboxylate salt Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 2
- 239000012539 chromatography resin Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 2
- 229940097043 glucuronic acid Drugs 0.000 description 2
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIYFAQRHWMVENL-UHFFFAOYSA-N 2-(4-oxopyran-3-yl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=COC=CC1=O OIYFAQRHWMVENL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 1
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N nitroxyl Chemical compound O=N ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C51/47—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1814—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns recycling of the fraction to be distributed
- B01D15/1821—Simulated moving beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
- B01D15/36—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
- B01D15/361—Ion-exchange
- B01D15/364—Amphoteric or zwitterionic ion-exchanger
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J43/00—Amphoteric ion-exchange, i.e. using ion-exchangers having cationic and anionic groups; Use of material as amphoteric ion-exchangers; Treatment of material for improving their amphoteric ion-exchange properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C59/00—Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
- C07C59/01—Saturated compounds having only one carboxyl group and containing hydroxy or O-metal groups
- C07C59/10—Polyhydroxy carboxylic acids
- C07C59/105—Polyhydroxy carboxylic acids having five or more carbon atoms, e.g. aldonic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C59/00—Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
- C07C59/235—Saturated compounds containing more than one carboxyl group
- C07C59/245—Saturated compounds containing more than one carboxyl group containing hydroxy or O-metal groups
- C07C59/285—Polyhydroxy dicarboxylic acids having five or more carbon atoms, e.g. saccharic acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2215/00—Separating processes involving the treatment of liquids with adsorbents
- B01D2215/02—Separating processes involving the treatment of liquids with adsorbents with moving adsorbents
- B01D2215/023—Simulated moving beds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
디카르복실산 생성물을 그러한 디카르복실산을 함유하는 혼합물로부터 분리하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은, 디카르복실산-함유 혼합물을 제공하는 단계로서, 상기 혼합물의 카르복실산 함량의 적어도 35%가 관심 대상의 디카르복실산 생성물인, 단계; 디카르복실산 생성물이 상기 디카르복실산-함유 혼합물로부터 우선적으로 용리되도록 양쪽성 수지로 구성된 크로마토그래피 컬럼을 통해 상기 디카르복실산-함유 혼합물의 추출을 실시하는 단계를 포함한다. 특정 구현예에서, 관심 대상의 디카르복실산 생성물은 글루카르산 또는 글루콘산 중 어느 하나 또는 둘 모두와 또 다른 카르복실산의 혼합물로부터의 글루카르산 또는 글루콘산 생성물일 수 있다.
Description
본 개시 내용은 유기 화합물의 크로마토그래피 분리에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 디카르복실산-함유 혼합물로부터 적어도 부분적으로 크로마토그래피 수단에 의해 정제된 디카르복실산을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
디카르복실산의 제조 방법은 다양한 경로상(on-path) 및 경로외(off-path) 카르복실산을 함유하는 조 혼합물(crude mixture)을 생성하는 것으로 알려져 있다. 기타 다른 공정으로부터의 다양한 폐기물 스트림이 또한 상업적인 관심 대상의 디카르복실산을 함유할 수 있다.
이러한 조 혼합물 및 폐기물 스트림을 정제(refining)하기 위한 방법이 필요하며, 충분히 순수한 디카르복실산 생성물이 조 혼합물로부터 생성될 수 있게 하도록, 또는 추가의 사용 또는 정제를 위하여 디카르복실산을 함유하는 유용한 폐기물 스트림 분율을 제공하도록 개발되어 왔다.
최근에 상업적인 관심을 받아온 하나의 디카르복실산은 글루카르산이다. Diamond외 다수에게 허여된 US 9,776,945는 일반적으로 특정 용리제, 예컨대 유기 산(예를 들어, 아세트산 또는 포름산), 염기(예를 들어, 중탄산나트륨 또는 사붕산나트륨), 및 강산(예를 들어, 황산 또는 염산)과 함께 음이온 교환 크로마토그래피를 사용하여 디카르복실산을 회수하기 위한 방법을 기재하지만, 물 이외의 그러한 용리제의 사용은 시약 비용을 증가시키고 처분 또는 추가의 제거 및 재순환 (recycling) 비용을 필요로 하기 때문에 바람직하지 않는 것으로 나타내고 있다. 따라서 구체적으로, 당 수용액을 산화시켜 상응하는 산을 생성하기 위한 공정, 예를 들어 Boussie외 다수에게 허여된 US 8,669,397에 기재된 바와 같이 글루코스를 산화시켜 글루카르산을 수득하기 위한 공정, 또는 Diamond외 다수에게 허여된 US 8,785,683에 기재된 바와 같이 자일로스를 산화시켜 자일라르산을 수득하기 위한 공정에 대한 계획은 분리 구역 내의 분리 매체를 Boussie외 다수의 반응 생성물과 접촉시키고, 반응 생성물 내의 글루카르산 또는 이의 염의 적어도 일부분을 글루카르산으로의 기타 다른 경로상 중간체(특히, 글루콘산, 이는 Boussie외 다수의 공정에서의 글루카르산과 비견되는 수준으로 형성됨)로부터 분리하고(이러한 중간체는 라피네이트(raffinate) 내에 함유됨), 분리 구역으로부터 라피네이트를 제거하고, 글루카르산 또는 이의 염을 물을 포함하는 용리제를 사용하여 분리 매체로부터 용리하는 것을 제안한다.
바람직한 분리 매체는 유사 이동층(simulated moving bed)에 사용되는 약염기성 음이온 교환 크로마토그래피 수지, 특히 음이온 교환 크로마토그래피 수지의 글루카레이트 형태를 포함하는 것으로 기재된다. 이들 수지와 약염기 및 강염기 작용기의 조합이 또한 유용한 것으로 기재된다. 글루콘산과 기타 다른 경로상 중간체로부터 글루카르산을 분리하기 위한 공정의 특정 예가 실시예 2에 주어져 있으며, 이 예는 1.4 eq/L 교환 용량 및 0.3 mm 비드 크기를 갖는 (75 내지 80% 약염기 및 25 내지 20% 강염기 작용기를 갖는 것으로 특징지어진) Lanxess Lewatit MDS 4368 스티렌/디비닐벤젠 가교결합된 거대다공성 음이온 교환 수지를 사용하는 유사 이동층 시스템을 수반하였다. 수지의 유리-염기 및 하이드록실 형태를 사용 전에 1 M 글루카르산 용액에 노출시킴으로써 글루카레이트 형태로 전환시켰다. 글루카르산 함량의 풍부화는 공급물 내의 47.9 몰%로부터 추출물 내의 90.1 몰%로 가능해진 것으로 되어 있으며, 미전환된 글루코스 및 경로상 중간체의 97 질량%가 라피네이트 중에서 농축되고, Boussie외 다수의 산화 공정으로 다시 보내져서 추가의 글루카르산을 제조하기 위한 재순환에 이용가능하였다.
본 개시 내용은 디카르복실산 생성물을 그러한 디카르복실산을 함유하는 혼합물로부터 분리하기 위한 방법을 기재한다. 상기 방법은, 디카르복실산-함유 혼합물을 제공하는 단계로서, 상기 혼합물의 카르복실산 함량의 적어도 35%가 관심 대상의 디카르복실산 생성물인, 단계; 디카르복실산 생성물이 상기 디카르복실산-함유 혼합물로부터 우선적으로 용리되도록 양쪽성 수지로 구성된 크로마토그래피 컬럼을 통해 상기 디카르복실산-함유 혼합물의 추출을 실시하는 단계를 포함한다. 특정 구현예에서, 관심 대상의 디카르복실산 생성물은 글루카르산 또는 글루콘산 중 어느 하나 또는 둘 모두와 또 다른 카르복실산의 혼합물로부터의 글루카르산 또는 글루콘산 생성물일 수 있다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, 단수형("a", "an", 및 "the")은 그 문맥에 달리 명백히 나타나 있지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하는(comprising)" 및 그의 파생어는 유사하게, 언급된 특징부, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 존재를 명시하지만, 기타 다른 언급되지 않은 특징부, 요소, 성분, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 배제하지는 않는 개방형 용어이고자 한다. 이러한 이해는 또한 유사한 의미를 갖는 단어, 예컨대 용어 "포함한(including)", "갖는(having)" 및 이들의 파생어에도 적용된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "이루어진(consisting)" 및 그의 파생어는 언급된 특징부, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 존재를 명시하지만, 기타 다른 언급되지 않은 특징부, 요소, 성분, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 배제하는 폐쇄형 용어이고자 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "본질적으로 이루어진"은 언급된 특징부, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계뿐만 아니라, 언급된 특징부, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 기본적이고 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 주지 않는 것들의 존재를 명시하고자 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로", "약" 및 "대략"과 같이 정도를 나타내는 용어는 특정 속성을 수치로 기술하는 데 사용되는 유효 숫자의 개수에 의해 통상적으로 이해되는 정밀도에 관계 없이, 언급된 값으로부터 + 또는 - 5%를 의미한다.
특정 수치값이 정도를 나타내는 용어를 동반하지 않고서 본 발명과 관련된 특정 파라미터를 정량화하는 데 사용되는 경우, 그리고 특정 수치값이 명시적으로 수치 범위의 일부가 아닌 경우, 본 명세서에 제공된 각각의 그러한 특정 수치값은 대상 파라미터에 대한 값의 넓은 범위, 중간 범위 및 좁은 범위에 대한 축어적 지지(literal support)를 제공하는 것으로 해석되어야 하는 것으로 이해될 것이다. 넓은 범위는, 2개의 유효 자릿수로 반올림된, 수치값 + 및 - 수치값의 60%가 될 것이다. 중간 범위는, 2개의 유효 자릿수로 반올림된, 수치값 + 및 - 수치값의 30%가 될 것이며, 한편 좁은 범위는, 수치값 + 및 - 수치값의 15%가 다시 2개의 유효 자릿수로 될 것이다. 또한, 이들 넓은 범위, 중간 범위 및 좁은 수치 범위는 특정 값뿐만 아니라 이들 특정 값 사이의 차이에도 적용되어야 한다. 따라서, 본 명세서가 제1 스트림에 대해 110 kPa의 제1 압력을 그리고 제2 스트림에 대해 48 kPa의 제2 압력을 기재하고 있는 경우(차이 62 kPa), 이들 2개의 스트림 사이의 압력 차이에 대한 넓은 범위, 중간 범위 및 좁은 범위는 각각 25 내지 99 kPa, 43 내지 81 kPa, 및 53 내지 71 kPa가 될 것이다.
유사하게, 본 설명에서 수치 범위를 사용하여 본 발명에 관한 특정 파라미터를 정량화하는 경우, 이들 범위는, 단지 그 범위의 하한치만을 언급하는 청구범위 제한뿐만 아니라 단지 그 범위의 상한치만을 언급하는 청구범위 제한에 대한 축어적 지지를 제공하는 것으로 해석되어야 하는 것으로 이해될 것이다.
달리 나타내지 않는 한, 이 섹션에서 또는 다른 섹션에서 기재된 임의의 정의 또는 구현예는 그것이 당업자의 이해에 따라 적합할 본 명세서에 기재된 주제의 모든 구현예 및 양태에도 적용가능하고자 한다.
양쪽성 수지는 폴리스티렌 매트릭스에 부착된 양성 작용기 및 음성 작용기 둘 모두를 함유한다. 이러한 종류의 수지는 통상적으로 전해질과 비전해질을 분리하는 데 또는 2개의 상이한 전해질(예를 들어, 당/염, 글리세린/염, 가성(caustic) 물질/염, 염/염)을 분리하는 데 사용된다. 관심 대상의 물질 또는 화합물의 양의 양이온 및 음의 음이온은 양쪽성 수지의 상응하는 부분에 선택적으로 결합한다.
본 발명과 관련하여, 폴리스티렌 매트릭스에 부착된 약산성의 양의 작용기 및 강염기성의 음의 작용기 둘 모두를 함유하는 양쪽성 수지는, 예를 들어 제한 없이, Boussie외 다수에게 허여된 US 8,669,397에 기재된 바와 같은 제조 방법에 의해 생성된 바와 같은, 글루카르산과 일반적으로는 기타 다른 카르복실산, 구체적으로는 기타 다른 디카르복실산의 혼합물로부터의 글루카르산의 회수에 특히 매우 적합한 것으로 입증되어 있다. 일 구현예에서, 그러한 수지는 유사 이동층 크로마토그래피에 사용된다.
D-글루카르산(사카르산으로도 알려짐)은 구매가능하고, 산화제로서 질산을 사용하여 글루코스의 비선택적 화학적 산화에 의해 생성되지만, 본 발명의 범주 내에서 글루카르산-함유 혼합물(여기서, 글루카르산은 혼합물의 총 카르복실산 함량의 적어도 35%임)을 생성하기 위한 기타 다른 방법이 제안되어 있으며 바람직할 것이다. 부언하면, 명확함을 위하여, 본 발명에 따른 "글루카르산-함유 혼합물"은 글루카르산 및 기타 다른 카르복실산 그 자체를 포함할 수 있거나, 또는 글루카르산 및 기타 다른 카르복실산의 염을 포함할 수 있는데, 여기서 혼합물의 글루카레이트 염 함량은 혼합물의 총 카르복실레이트 염 함량의 적어도 35%이다.
Boussie외 다수에게 허여된 미국 특허 8,669,397에 관련된 것으로서, 미국 특허 2,472,168은 산소 및 염기의 존재 하에서 백금 촉매를 사용하여 글루코스로부터 글루카르산을 제조하기 위한 방법을 예시한다. 산소 및 염기의 존재 하에서 백금 촉매를 사용하여 글루카르산을 제조하는 것에 관한 추가의 유사한 예는 문헌 [Journal of Catalysis, vol. 67, pp. 1-13 및 14-20 (1981)]에서 찾아볼 수 있다. Boussie외 다수에 의해 참조된 기타 다른 종래의 산화 방법은 US 6,049,004(질산 산화 후 디알킬 에테르에 의한 용매 추출을 사용하여 글루카르산을 결정화하고, 중화의 필요성을 피함); US 5,599,977(중간 정도의 온도 증가를 위하여 반응 생성물 내로의 가스 주입에 의한 질산 산화 후 중화); US 6,498,269(옥소암모늄 촉매/할라이드 공촉매 시스템의 사용); 문헌[J. Chem. Technol. Biotechnol., vol. 76, pp.186-190 (2001)](산화 매체 중에서 질산과 함께 오산화바나듐 촉매를 사용하여 패킹된 층 내에서 당밀의 산화에 의한 D-글루카르산); 문헌[J. Agr. Food Chem., vol. 1, pp. 779-783 (1953)]; 문헌[J. Carbohydrate Chem., vol. 21, pp. 65-77 (2002)](최종 산화제로서 원소 염소 또는 브롬을 사용하여 D-글루코스를 D-글루카르산으로 4-AcNH-TEMPO-촉매 산화); 문헌[Carbohydrate Res., vol. 337, pp. 1059-1063 (2002)](표백제를 사용하여 글루코스를 글루카르산으로 TEMPO-매개 산화)에 기재된 것들을 포함한다. 그러나, 이들 방법은 Boussie외 다수에 의하면, 기타 다른 문제 중에서도 공정 수율 제한 및 추가의 반응 성분에 대한 요건으로부터 발생되는 다양한 경제적 결점이 문제가 되는 것으로 특징지어진다.
공개된 이들 종래 산화 방법의 배경에 반하여, Boussie외 다수에게 허여된 US 8,669,397은 글루코스로부터 글루카르산을 생성하기 위한 촉매적 방법을 기재하는데, 이때 이어서 글루카르산은 수소첨가탈산소화에 의해 아디프산으로 전환된다. Boussie외 다수에 따르면, 글루코스는 글루코스를, 지지체 상의 또는 비지지된 상태로, 단독으로 또는 하나 이상의 주족 금속(예를 들어, Al, Ga, Tl, In, Sn, Pb 또는 Bi)과 조합하여, 단독으로 또는 하나 이상의 희토류 금속과 조합하여, 선택적으로 하나 이상의 기타 다른 d-구역(d-block) 금속(예를 들어, Rh 또는 Ru)의 존재 하에서, 통상적으로 팔라듐 및 백금 중 하나 이상을 포함한 촉매의 존재 하에서, 그러나 첨가된 염기의 부재 하에서, 산소(공기, 산소-풍부화된 공기, 또는 반응에 대해 실질적으로 불활성인 기타 다른 성분과 함께 존재하는 산소의 형태)와 반응시킴으로써 고수율로 글루카르산으로 전환될 수 있다.
Boussie외 다수의 산화 공정으로부터의 반응 생성물의 기타 다른 성분으로부터 글루카르산을 분리하기 위한 방법은 Diamond외 다수에게 허여된 US 2016/0090346에 기재되어 있으며, 이는 이미 상기에 요약된 바와 같다.
본 발명의 목적상, Boussie외 다수에 기재된 방법이 글루코스로부터 글루카르산을 제조하기 위한 것으로 기재된 기타 다른 산화 방법에 비하여 바람직하지만, 본 발명자들은 글루카르산 및 글루콘산의 혼합물에서 이들 산을 분리하기 위하여 Diamond외 다수 방법에 대한 대안적인 방법을 제안할 것이다.
하나의 개선된 분리 단계는, 바람직하게는 유사 이동층 시스템에서, 약염기성 음이온 교환 수지보다는 양쪽성 수지에 의한 크로마토그래피 분리를 수반할 것이다. 대체로 매우 유사한 특성을 갖는 이들 카르복실산을 분리하는 데 있어서의 그러한 수지의 놀라운 유효성을 입증하기 위한 예가 하기에 제공되어 있다.
그러나, 본 발명자들의 개념에 따라 Boussie외 다수에 의해 생성된 것과 같은 혼합물에서 글루콘산으로부터 글루카르산을 분리하기 위한 바람직한 방법은, 글루카르산-함유 혼합물을 제공하는 단계로서, 혼합물의 카르복실산 함량의 적어도 35%(특정 구현예에서는, 예를 들어, 카르복실산 함량의 40% 내지 55%임)가 글루카르산인, 단계; 원하는 글루카르산 공급 물질이 혼합물로부터 우선적으로 용리되도록 양쪽성 수지로 구성된 크로마토그래피 컬럼을 통해 혼합물의 추출을 실시하는 단계를 포함할 것이다. 본 발명자들은 놀랍게도, 제공된 양쪽성 수지가 글루카레이트:글루코네이트에 대해 적어도 2:1 내지 3:1의 우선적인 친화성 비를 제공한다는 것을 알아내었는데, 이는 Diamond외 다수에 의해 교시된 약염기성 음이온 교환 수지보다 월등한 분리 잠재력(separation potential)과 아울러, 역시 약염기성 음이온 교환 수지에 비하여 시간 경과에 따른 양쪽성 수지의 개선된 성능을 나타낸다.
실시예 1 및 비교예 1
글루카르산이 Boussie외 다수에 의해 생성된 바와 같은 생성물로부터 회수될 수 있는 방식을 보여주기 위하여, 6.3 중량%의 글루코네이트 염, 8.2 중량%의 글루카레이트 염, 0.013%의 염화물, 0.025%의 황산염, 및 2.7%의 기타 다른 유기산 염(건조 고형물 로딩률)을 함유하는 수성 공급 혼합물을 사용하여 일련의 펄스 시험을 실시하였다. 더 구체적으로는, 수성 공급 혼합물의 다양한 카르복실산을 각각의 백분율로 분석한 결과는 다음과 같았다: 푸마르산, 0.4; 글리콜산, 1.6; 갈락투론산, 7.7; 2-케토-글루코네이트, 0.4; 5-케토-글루콘산, 3.3; 글루쿠론산, 0.5; 글루콘산, 35.7; 글루카르산, 50.3(총계 100.0).
비교를 위하여, Diamond외 다수가 예시한 특정 Lanxess Lewatit MDS 4368 스티렌/디비닐벤젠 가교결합된 거대다공성 음이온 교환 수지 280 mL를 2개의 재킷형 유리 컬럼(25 mm Х 600 mm) 내로 로딩하고, 공기 버블을 제거하였다. 양쪽 컬럼을 수조에 연결하고, 50℃로 가열하였다. 이들 컬럼을 대략 10 베드 부피의 탈이온수로 헹구고, 이어서 제1 컬럼(컬럼 #1)을 7 베드 부피의 수성 공급 혼합물로 컨디셔닝하였으며, 한편 제2 컬럼(컬럼 #2)은 7 베드 부피의 준비된 사카르산 용액으로 컨디셔닝하였는데, 이때 사카르산 용액은 400 ml의 Dowex 88 나트륨 형태의 거대다공성 강산 양이온 교환 수지를 통과한 것이다. 양쪽 컬럼은 수지의 팽윤으로 인해(약 40%의 팽윤이 관찰됨) 전처리 동안 상향류로 실행시켰다. 전처리 후에, 이어서 10 베드 부피의 탈이온수로 컬럼을 헹구었다.
컬럼을 이러한 방식으로 컨디셔닝한 후에, 컬럼을 하향류 작업에 맞게 구성하였다. 컬럼 상부 상의 밸브를 개방하고, 이어서 액체 레벨이 수지층의 상부에 도달함에 따라, 20 밀리미터의 수성 공급 혼합물의 펄스를 도입하였다. 액체 레벨이 다시 수지층의 상부로 낮아짐에 따라, 1 내지 2 밀리리터의 탈이온수(DI 수)를 첨가하고, 컬럼의 상부에 있는 밸브를 폐쇄하였다. 20 밀리리터/분의 탈이온수의 용리 유동을 시작하고, 후속 분석을 위하여 약 48 mL의 34개의 분획 각각을 0.16 베드 부피 간격으로 수집하였다.
후속으로, Mitsubishi에 의해 Exhibit A(이의 내용은 본 명세서에 포함되는 것으로 이해되어야 함)에 따라, 260 μm의 균일한 비드 크기 및 분해 및 침출에 대한 현저한 저항성을 갖는 것으로, 4차 암모늄 기 및 카르복실 기가 가교결합된 폴리스티렌 프레임 상에 도입된 양쪽성 이온 교환 수지로 특징지어진 280 mL의 Mitsubishi DIAION AMP-03 양쪽성 이온 교환 수지를 탈이온수 중에 슬러리화하고, 약염기성 음이온 교환 수지 Lewatit MDS 4368과 동일한 방식으로 2개의 동일한 재킷형 유리 컬럼 내로 로딩하였다. 제1 컬럼은 동일한 수성 공급 혼합물을 사용하여 컨디셔닝/전처리하였으며, 한편 제2 컬럼은 탈이온수로 컨디셔닝/전처리하였다. 그러나, 양쪽성 수지 컬럼에 대해서는 하향류 구성으로 전처리를 수행하였는데, 그 이유는, 팽윤이 예상되지 않았기 때문이며, 실제로 아무것도 관찰되지 않았다. 앞에서와 같이 탈이온수로 헹군 후에, MDS 4368 수지와 동일한 방식으로 수성 공급 혼합물을 사용하여 펄스 시험에 착수하였다.
MDS 4368 컬럼 및 AMP-03 컬럼의 용리로부터 수집된 분획의 분석은 각각, 글루콘산 또는 글루카르산 분획의 중첩의 누적 면적을, 경우에 따라, 한편으로는 모든 기타 다른 물질에 대한 분획과 비교함으로써 그리고 또 한편으로는 "모든 기타 다른 물질" 중에서 특별히 그리고 개별적으로 글루카르산 및 글루콘산에 대한 분획과 비교함으로써, 양쪽성 수지가 Diamond외 다수에 의해 제공된 약염기성 음이온 교환 수지에 비하여 월등한 성능을 제공하였음을 입증한다(하기 표 1 참조). 더 구체적으로는, 양쪽성 수지는 Diamond외 다수에 의해 주창된 약염기성 음이온 교환 수지에 비하여, Boussie외 다수에 기재된 유형의 생성 혼합물로부터 글루카르산을 단리함에 있어서 훨씬 더 효과적인 수지임을 입증하였다. 표 1에서, "OAGnF"는 글루콘산 분획과 "모든 기타 다른 물질"의 그리고 "모든 기타 다른 물질" 중에서 특별히 글루카르산의 중첩 면적을 지칭하는 것으로 이해될 것이고, "OAGrF"는 이에 상응하여 글루카르산 분획과 "모든 기타 다른 물질"의 그리고 "모든 기타 다른 물질" 중에서 특별히 글루콘산의 중첩 면적을 지칭하는 것으로 이해될 것이다:
| AMP-03 수지 펄스 시험 결과 | MDS 4368 수지 펄스 시험 | |||
| 글루카르산/기타 다른 물질 | 글루카르산/글루콘산 | 글루카르산/ 기타 다른 물질 | 글루카르산/글루콘산 | |
| OAGnF | 22.2 | 16.2 | 43.6 | 23.4 |
| OAGrF | 31.4 | 28.2 | 53.8 | 32.6 |
실시예 2
실시예 1 및 비교예 1에 대해 사용된 것과 동일한, 이에 따라 6.3 중량%의 글루코네이트 염, 8.2 중량%의 글루카레이트 염, 0.013%의 염화물, 0.025%의 황산염, 및 2.7%의 기타 다른 유기산 염(건조 고형물 로딩률)을 함유하는 수성 공급 혼합물을 사용하여 일련의 추가의 펄스 시험을 실시하였다. 더 구체적으로는, 수성 공급 혼합물의 다양한 카르복실산을 각각의 백분율로 분석한 결과는 다음과 같았다: 푸마르산, 0.4; 글리콜산, 1.6; 갈락투론산, 7.7; 2-케토-글루코네이트, 0.4; 5-케토-글루콘산, 3.3; 글루쿠론산, 0.5; 글루콘산, 35.7; 글루카르산, 50.3(총계 100.0).
4차 암모늄 및 하이드록실 작용기가 디비닐 벤젠-가교결합된 겔 폴리스티렌 상에 도입되고, Exhibit B(이의 내용은 본 명세서에 포함되는 것으로 간주되어야 함)에 더 상세히 특징지어진 바와 같은 280 mL의 Purolite® WCA100 양쪽성 수지를 실시예 1 및 비교예 1에서 행해진 바와 같이 탈이온수로 슬러리화하고, 2개의 재킷형 유리 컬럼(25 mm Х 600 mm) 내로 로딩하고, 공기 버블을 제거하였다. 양쪽 컬럼을 수조에 연결하고, 50℃로 가열하였다. 이들 컬럼을 대략 10 베드 부피의 탈이온수로 헹구고, 이어서 제1 컬럼(컬럼 #1)을 7 베드 부피의 수성 공급 혼합물로 컨디셔닝하였으며, 한편 제2 컬럼(컬럼 #2)은 7 베드 부피의 탈이온수로 컨디셔닝하였는데, 이는 AMP-03 수지에 대해 행해진 바와 같다. 전처리 후에, 이어서 10 베드 부피의 탈이온수로 컬럼을 헹구었다.
컬럼을 이러한 방식으로 컨디셔닝한 후에, 컬럼을 하향류 작업에 맞게 구성하였다. 컬럼 상부 상의 밸브를 개방하고, 이어서 액체 레벨이 수지층의 상부에 도달함에 따라, 20 밀리미터의 수성 공급 혼합물의 펄스를 도입하였다. 액체 레벨이 다시 수지층의 상부로 낮아짐에 따라, 1 내지 2 밀리리터의 탈이온수를 첨가하고, 컬럼의 상부에 있는 밸브를 폐쇄하였다. 20 밀리리터/분의 탈이온수의 용리 유동을 시작하고, 후속 분석을 위하여 약 48 mL의 34개의 분획 각각을 0.16 베드 부피 간격으로 수집하였다.
이들 분획의 중첩 면적 분석은 WCA100 양쪽성 수지가 마찬가지로 Diamond외 다수에 의해 제공된 약염기성 음이온 교환 수지에 비하여 월등한 성능을 제공하고 AMP-03 수지와는 본질적으로 유사한 성능을 제공하였음을 입증하였다.
실시예 3 내지 실시예 5
실시예 1에 사용된 것과 동일한 장치 및 방법을 사용하여 펄스 시험을 수행하였지만, 여기서는 단지 양쪽성 수지만을 사용하였으며, 시트르산, 말산 및 락트산이, 순차적으로 이들이 Boussie외 다수(US 8,669,397)에 의해 생성된 바와 같은 생성 혼합물 내에서 발견되는 것보다 더 큰 양으로 스파이킹된(spiked) 수성 글루카르산-함유 공급물을 사용하였다.
더 구체적으로는, 펄스 시험을 위한 시트르산-, 말산- 및 락트산-스파이킹된 수성 글루카르산-함유 공급물 각각에 존재하는 다양한 카르복실산을 각각의 백분율로 분석한 결과는 다음과 같았다:
시트르산-스파이킹된 것 - 0.6 글루코네이트; 0.0 락테이트; 0.04 글리콜레이트; 0.09 2-케토-글루코네이트; 0.20 갈락투로네이트/굴루로네이트; 0.08 글루쿠로네이트; 0.19 5-케토-글루코네이트; 69.8 글루카레이트; 0.0 말레이트; 29.0 시트레이트.
말산-스파이킹된 것 - 0.6 글루코네이트; 0.0 락테이트; 0.05 글리콜레이트; 0.10 2-케토-글루코네이트; 0.22 갈락투로네이트/굴루로네이트; 0.11 글루쿠로네이트; 0.20 5-케토-글루코네이트; 67.4 글루카레이트; 31.3 말레이트; 0.03 시트레이트.
락트산-스파이킹된 것 - 0.51 글루코네이트; 25.6 락테이트; 0.04 글리콜레이트; 0.09 2-케토-글루코네이트; 0.21 갈락투로네이트/굴루로네이트; 0.09 글루쿠로네이트; 0.19 5-케토-글루코네이트; 73.3 글루카레이트; 0.0 말레이트; 0.03 시트레이트.
시험의 결과는 이들 기타 다른 카르복실산 각각으로부터 글루카르산을 효과적으로 분리하는 능력을 확인시켜 주었으며, 다음과 같은 용리 순서(가장 이른 것부터 가장 마지막의 것까지)를 나타낸다: 글루콘산, 락트산, 글루카르산, 말산, 및 이어서 시트르산. 화합물 구조 및 용리 순서에 기초하여, AMP-03 수지 상에의 흡착에 대한 메커니즘은 이들 분자 내에 함유된 이중-결합된 산소에 대한 친화성임이 명백할 것이다. 글루콘산 및 락트산 둘 모두는 단일의 이중-결합된 산소를 가지며, 이에 따라 수지가 그들에 대해 더 적은 친화성을 가져서 이들은 가장 일찍 용리되는 반면, 글루카르산 및 말산 둘 모두는 2개의 이중-결합된 산소를 가져서 다소 나중에 함께 근접하게 용리되며, 한편 시트르산은 3개의 이중-결합된 산소를 함유하여 시험된 것들 중 가장 마지막에 용리된다. 이들 결과에 기초하여, 아스코르브산 및 아세트산은 글루카르산보다 더 일찍 용리될 것이며 또한 글루카르산으로부터 분리가능할 것인 반면, 석신산 및 옥살산은 말산 및 글루카르산과 유사하게 용리될 것으로 예상될 것이다.
Claims (7)
- 적어도 35 중량%의 관심 대상의 디카르복실산을 함유하는 디카르복실산-함유 혼합물을 제공하는 단계; 및
디카르복실산이 상기 디카르복실산-함유 혼합물로부터 용리되도록, 용리제로서 물을 사용하여 양쪽성 수지로 구성된 크로마토그래피 컬럼을 통해 상기 디카르복실산-함유 혼합물의 추출을 실시하는 단계
를 포함하는, 관심 대상의 디카르복실산을 기타 다른 카르복실산 중에 상기 디카르복실산을 함유하는 혼합물로부터 분리하기 위한 방법으로서,
관심 대상의 디카르복실산은 글루카르산 또는 글루콘산이며,
상기 양쪽성 수지는 중합체 골격 상에 카르복실 기 및 4차 암모늄 기 둘 모두를 갖는 것으로 특징지어지는 표면을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서, 글루카르산 및 글루콘산을, 글루카르산 및 글루콘산 둘 모두를 함유하고 이들 중 적어도 하나는 35 중량%를 초과하여 존재하는 혼합물로부터 분리하기 위하여 적용되는, 방법.
- 제3항에 있어서, 글루카르산 또는 글루콘산은 상기 혼합물 중에 50 중량% 이상의 농도로 존재하는 것인, 방법.
- 제4항에 있어서, 글루카르산 또는 글루콘산은 상기 혼합물 중에 60 중량% 이상의 농도로 존재하는 것인, 방법.
- 제5항에 있어서, 글루카르산 또는 글루콘산은 상기 혼합물 중에 70 중량% 이상의 농도로 존재하는 것인, 방법.
- 삭제
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762523540P | 2017-06-22 | 2017-06-22 | |
| US62/523,540 | 2017-06-22 | ||
| PCT/US2018/038418 WO2018236950A1 (en) | 2017-06-22 | 2018-06-20 | PROCESS FOR SEPARATING AND PURIFYING A MIXTURE CONTAINING DICARBOXYLIC ACID |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200020838A KR20200020838A (ko) | 2020-02-26 |
| KR102657247B1 true KR102657247B1 (ko) | 2024-04-16 |
Family
ID=74182987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207001632A KR102657247B1 (ko) | 2017-06-22 | 2018-06-20 | 다카르복실산-함유 혼합물의 분리 및 정제 방법 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11453636B2 (ko) |
| EP (1) | EP3641903A4 (ko) |
| JP (2) | JP7089540B2 (ko) |
| KR (1) | KR102657247B1 (ko) |
| CN (1) | CN110958906B (ko) |
| AU (1) | AU2018289448B2 (ko) |
| BR (1) | BR112019027361A2 (ko) |
| CA (1) | CA3067448A1 (ko) |
| MY (1) | MY200559A (ko) |
| WO (1) | WO2018236950A1 (ko) |
| ZA (1) | ZA202000380B (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111701397B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-12-21 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 脱除有机胺脱硫溶液中硫酸根离子和氯离子及减少有机胺溶液损失的工艺 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB868926A (en) * | 1956-06-28 | 1961-05-25 | Benckiser Gmbh Joh A | A method for the purification and concentration of carboxylic acids |
| JP3183487B2 (ja) | 1993-12-28 | 2001-07-09 | 日本電信電話株式会社 | 無線チャネル割当方法 |
| SE9803838D0 (sv) * | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Knut Irgum | A chromatography method and a column material useful in said method |
| JP2001172240A (ja) | 1999-12-15 | 2001-06-26 | Mitsubishi Chemicals Corp | エチレンジアミン−ｎ，ｎ′−ジコハク酸塩の製造方法 |
| JP2001322972A (ja) | 2000-05-17 | 2001-11-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | エチレンジアミン−ｎ，ｎ’−ジコハク酸又はその塩の製造方法 |
| JP2002020355A (ja) | 2000-06-29 | 2002-01-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | エチレンジアミン−ｎ，ｎ’−ジコハク酸又はその塩の製造方法 |
| CN1141289C (zh) * | 2001-12-19 | 2004-03-10 | 俞铮 | 一种柠檬酸发酵液中提取柠檬酸的清洁生产工艺 |
| EP1962097A1 (en) | 2007-02-23 | 2008-08-27 | SeQuant AB | Mass spectrometric quantitative detection of methyl malonic acid and succinic acid using hilic on a zwitterionic stationary phase |
| DE102007050833A1 (de) | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Lanxess Deutschland Gmbh | Amphotere Ionenaustauscher |
| ES2516192T3 (es) * | 2010-03-30 | 2014-10-30 | Dupont Nutrition Biosciences Aps | Procedimiento de separación |
| DE102010025167A1 (de) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Uhde Gmbh | Verfahren zur Abtrennung, Gewinnung und Reinigung von Bernsteinsäure |
| WO2013090032A1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | Rennovia, Inc. | Process for the separation of mono-and di-carboxylic acid compounds |
| CA2858815C (en) * | 2011-12-14 | 2020-09-08 | Rennovia, Inc. | Water concentration reduction process |
| JP2014039505A (ja) | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Asahi Glass Co Ltd | 有機酸の製造方法 |
| EP3039006B1 (en) | 2013-08-28 | 2018-10-24 | Archer Daniels Midland Co. | Separation of propionic acid from acrylic acid |
| CN112807745B (zh) * | 2014-09-29 | 2023-03-03 | 阿彻丹尼尔斯米德兰公司 | 使用二羧酸盐型的阴离子交换色谱树脂制备和分离含二羧酸混合物 |
| DE102016001070A1 (de) * | 2015-02-06 | 2016-08-11 | Rwth Aachen | Verfahren zur Trennung organischer Dicarbonsäuren durch Adsorption hydrophober poröser Materialien |
| WO2017095686A1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Dow Global Technologies Llc | Chromatographic separation of organic acids using resin having strong and weak base anion exchange capacity |
-
2018
- 2018-06-20 CA CA3067448A patent/CA3067448A1/en active Pending
- 2018-06-20 KR KR1020207001632A patent/KR102657247B1/ko active IP Right Grant
- 2018-06-20 MY MYPI2019007582A patent/MY200559A/en unknown
- 2018-06-20 BR BR112019027361-1A patent/BR112019027361A2/pt unknown
- 2018-06-20 WO PCT/US2018/038418 patent/WO2018236950A1/en unknown
- 2018-06-20 US US16/623,535 patent/US11453636B2/en active Active
- 2018-06-20 JP JP2019570563A patent/JP7089540B2/ja active Active
- 2018-06-20 EP EP18819946.7A patent/EP3641903A4/en active Pending
- 2018-06-20 AU AU2018289448A patent/AU2018289448B2/en active Active
- 2018-06-20 CN CN201880048634.0A patent/CN110958906B/zh active Active
-
2020
- 2020-01-20 ZA ZA2020/00380A patent/ZA202000380B/en unknown
-
2022
- 2022-04-19 JP JP2022068606A patent/JP7405896B2/ja active Active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MARRUBINI et al., JOURNAL OF SEPARATION SCIENCE, 2013, vol.36, pp.3493-3502* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110958906B (zh) | 2022-04-05 |
| BR112019027361A2 (pt) | 2020-07-07 |
| JP7405896B2 (ja) | 2023-12-26 |
| AU2018289448B2 (en) | 2023-02-02 |
| US11453636B2 (en) | 2022-09-27 |
| WO2018236950A1 (en) | 2018-12-27 |
| CA3067448A1 (en) | 2018-12-27 |
| JP2020529969A (ja) | 2020-10-15 |
| ZA202000380B (en) | 2022-07-27 |
| EP3641903A4 (en) | 2021-03-24 |
| MY200559A (en) | 2024-01-03 |
| AU2018289448A1 (en) | 2020-01-30 |
| EP3641903A1 (en) | 2020-04-29 |
| CN110958906A (zh) | 2020-04-03 |
| KR20200020838A (ko) | 2020-02-26 |
| JP7089540B2 (ja) | 2022-06-22 |
| US20210147332A1 (en) | 2021-05-20 |
| JP2022101620A (ja) | 2022-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0684941B1 (de) | Verfahren zur abtrennung und reinigung von milchsäure | |
| EP3200891B1 (en) | Preparation and separation of a dicarboxylic acid-containing mixture using a dicarboxylate form of an anion exchange chromatography resin | |
| EP2914601B1 (en) | Improved method of making internal dehydration products of sugar alcohols | |
| JP2013516180A (ja) | コハク酸アンモニウムを含有する発酵ブロスからのコハク酸の精製 | |
| WO2015041013A1 (ja) | ２，５－フランジカルボン酸の製造方法 | |
| JP7042272B2 (ja) | Ｈｍｆ製造方法 | |
| JP7405896B2 (ja) | ジカルボン酸含有混合物の分離及び精製方法 | |
| CN113004320A (zh) | 一种肌醇生产时可降低解吸剂用量的方法 | |
| EP3247495B1 (en) | Process for the recovery of cobalt and tungstic acid and/or their derivatives from aqueous solutions. | |
| US11548863B2 (en) | Preparation of HMF catalyzed by a mixture of salt and acid | |
| CA2913866C (en) | Method for producing carbonyl compound | |
| CA3102108A1 (en) | Anolyte fraction-catalyzed 5-hydroxymethylfurfural (hmf) production | |
| EP0377430A1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Säuren aus salz- und kohlenhydrathaltigen Substraten | |
| JPS5855233B2 (ja) | セバシン酸ジメチルエステルの製造方法 | |
| EP4071142B1 (en) | Process for making esters of 2,5-furandicarboxylic acid | |
| US20140275518A1 (en) | L-glucose production from l-glusose/l-mannose mixtures using simulated moving bed separation | |
| EP3643786A2 (en) | Method for producing d-psicose from d-psicose borate complex using chromatography and composition containing d-psicose | |
| US10549238B2 (en) | Methods of regenerating a resin used to decolorize a biomass feedstream and related systems | |
| CN115260067A (zh) | 一种西司他丁母液纯化的方法 | |
| FI93857B (fi) | Menetelmä sitruunahapon erottamiseksi käymisliemestä polymeerisen adsorbentin avulla | |
| CN114478298A (zh) | 一种造影剂碘佛醇的纯化方法 | |
| JPH04183395A (ja) | マンニトールの分離精製方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |