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酯化法提取生物基丁二酸

2014-08-14叶小金王红蕾王晓俊徐洪章薛冬桦

化学与生物工程 2014年4期
关键词:生物

叶小金,宫 莉,王红蕾,王晓俊,徐洪章,薛冬桦

(长春工业大学化学与生命科学学院,吉林 长春130012)

丁二酸又称琥珀酸,是一种重要的有机化合物,广泛应用于医药、农药、染料、香料、食品等领域[1-2]。工业级丁二酸主要通过化学法合成,不仅污染严重,而且所用原料是不可再生的石油化工产品[3-4]。因此,在石油资源日益枯竭的今天,环境友好的生物发酵法产丁二酸越来越引起重视[5-6]。

提取生物基丁二酸大多采用钙盐法,即在发酵液中加入钙离子形成丁二酸钙盐沉淀,以达到分离丁二酸的目的,但其收率和纯度并不理想[7]。络合萃取法是通过萃取分离发酵液中丁二酸,然后反萃,获得目标产物生物基丁二酸,该法污染环境,成本较高[8-9]。基于丁二酸在pH≤2、温度为0~4℃时,溶解度降低,可通过酸结晶法析出丁二酸晶体,但收率和纯度较低[10]。因此,高效分离纯化发酵液中丁二酸成为研究热点。

作者根据丁二酸盐在有机溶剂中的溶解度,经酸化与酯化分离纯化丁二酸,拟为生物发酵法产丁二酸的产业化奠定基础。

1 实验

1.1 原理

生物发酵法产丁二酸的发酵液中,丁二酸以盐的形式存在(微溶于醇溶剂),加酸使丁二酸盐酸化为丁二酸与水合盐(不溶于醇溶剂),加入醇溶剂后盐析形成沉淀,同时丁二酸与醇溶剂发生酯化反应,溶于醇溶剂中。此酯化反应是可逆反应,将醇溶剂蒸馏除去,余下的晶体即为生物基丁二酸。反应式如下:

反应式(1)、(2)均为可逆反应,当醇过量时,反应向正反应方向进行;……

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