本申请要求于2014年6月12日提交的美国临时申请号62/011,500的权益,该申请通过引用而整体并入本文。
技术领域:
本技术部分地涉及从有机材料或分子的混合物中纯化感兴趣的多元羧酸。
背景技术:
:作为用于工业生产尼龙、塑料和许多其他工业聚合物的化学中间体或单体,多元羧酸具有许多用途。目前,绝大多数的多元羧酸单体从石油生产。最近,使用除石油外的碳源,如各种糖、脂肪和油,利用遗传工程微生物以工业规模生产多元羧酸已成为可能。工程微生物可在含有一种或多种碳源以及其他所需营养物的合适液体培养基中进行培养。当在所需温度、pH、溶解氧等条件下培养时,微生物可产生并向培养基中分泌多元羧酸。然后可将多元羧酸从该培养基中分离,并纯化至在特定工业过程中使用所需的程度。技术实现要素:在某些方面提供了从水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其包括:(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;以及(d)收集纯化的多元羧酸。在某些实施方案中,感兴趣的多元羧酸为辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸(十一烷二酸或UDDA)、十二烷二酸(DDDA)、十四烷二酸(TDDA)等中的至少一种。还提供了从水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其包括:(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;(d)收集纯化的多元羧酸;并任选地在(a)与(b)之间包括分离步骤,以分离沉淀的多元羧酸。在本文描述的一些方法中,水溶液可为发酵液。在某些方法中,感兴趣的多元羧酸为二羧酸。本文提供了本文所述的用于纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其包括在水性介质中培养微生物以产生感兴趣的多元羧酸;(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;以及(d)收集纯化的多元羧酸。在某些方面,所述水性介质可为发酵液。在某些方面,该发酵液包含至少一种原料,该原料为非基于石油的碳源。在一些方面,在不使用任何基于石油的原料的情况下获得所述多元羧酸。在某些方面是如本文所述的从水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其中该多元羧酸选自杜鹃花酸、皮脂酸、UDDA、DDDA、巴西基酸、TDDA、十六碳二酸、创伤酸、十八烷二酸、9-十八碳烯二酸、十八碳-c6,c9-二烯-1,18-二酸盐、十八碳-c3,c6,c9-三烯-1,18-二酸盐和二十烷二酸。在某些情况下,该多元羧酸为DDDA。在某些方面是本文所述的从如本文所述的水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其包括使该多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂接触。在某些实施方案中,所述至少一种有机溶剂为酸。在一些实施方案中,所述至少一种有机溶剂为乙酸。在一些情况下,所述至少一种有机溶剂为乙酸、甲酸、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、庚醇(septanol)、辛醇、丁酮、戊酮、丙酮和乙酸乙酯中的一种或多种。可将所述有机溶剂加热以使所述感兴趣的多元羧酸溶解。在一些情况下,将所述有机溶剂加热至比将添加该有机溶剂的包含所述感兴趣多元羧酸的介质的温度高1、2、3、4、5、6、7、8、9或10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70度或超过70度。在一些情况下,可在加热后使所述有机溶剂冷却。在一些情况下,使所述溶剂缓慢冷却。在一些情况下,可在加热后使所述有机溶剂冷却,从而导致所述感兴趣的多元羧酸沉淀。可将所述有机溶剂加热至约70摄氏度,随后冷却至约25摄氏度。在一些情况下,可使所述有机溶剂缓慢冷却。在一些情况下,可将所述溶剂以每小时1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15摄氏度至180℃或小于每小时1摄氏度的速率冷却至室温。在一些情况下是本文所述的从如本文所述的水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其包括使该多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂接触,其中该多元羧酸为杜鹃花酸、皮脂酸、UDDA、DDDA、巴西基酸、TDDA、十六碳二酸、创伤酸、十八烷二酸、9-十八碳烯二酸、十八碳-c6,c9-二烯-1,18-二酸盐、十八碳-c3,c6,c9-三烯-1,18-二酸盐和二十烷二酸中的一种,所述至少一种有机溶剂为乙酸,任选地将该乙酸加热至约70摄氏度,随后任选地冷却至约35至约20摄氏度。在一些情况下,将所述至少一种有机溶剂冷却至约25摄氏度。在某些方面是本文所述的从如本文所述的水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,所述方法进一步包括一个或多个分离步骤。在一些情况下,在通过降低包含所述多元羧酸的水性介质的pH使所述多元羧酸从所述介质中沉淀之后,可引入分离步骤以从所述水性介质中分离所述多元羧酸。在某些方面是本文所述的从如本文所述的水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其中按重量:重量计,与所述水性混合物相比,所述多元羧酸的纯度至少高5%。在一些方面是至少一种基本纯的多元羧酸的组合物,其中所述基本纯的多元羧酸通过本文描述的方法进行纯化。在一个方面是一种包含基本纯的多元羧酸的组合物,其中所述多元羧酸通过包括以下步骤的方法从水性混合物中纯化:(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;以及(d)收集纯化的多元羧酸。在一些情况下,按重量:重量计,与从中纯化所述多元羧酸的水性混合物中对应量的未纯化多元羧酸相比,所述基本纯的多元羧酸的纯度可至少高5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%。在一些情况下,所述基本纯的多元羧酸可为杜鹃花酸、皮脂酸、UDDA、DDDA、巴西基酸、TDDA、十六碳二酸、创伤酸、十八烷二酸、9-十八碳烯二酸、十八碳-c6,c9-二烯-1,18-二酸盐、十八碳-c3,c6,c9-三烯-1,18-二酸盐和二十烷二酸中的至少一种。在一些实施方案中,提供了如本文所述的从水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其中该方法不包括纳滤步骤。在一些情况下,该方法可包括纳滤步骤。在一些情况下,该方法可以不包括多元羧酸的结晶。在一些情况下,所述水溶液可为发酵液。本文提供了上文或下文描述的从水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的任何方法,该方法包括:(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;以及(d)收集纯化的多元羧酸。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,该方法在以下步骤(a)与(b)之间包括分离过程:(a)降低包含所述多元羧酸的水性介质的pH,使得所述多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述水溶液为发酵液。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述感兴趣的多元羧酸为二羧酸。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述多元羧酸选自杜鹃花酸、皮脂酸、UDDA、DDDA、巴西基酸、TDDA、十六碳二酸、创伤酸、十八烷二酸、9-十八碳烯二酸、十八碳-c6,c9-二烯-1,18-二酸盐、十八碳-c3,c6,c9-三烯-1,18-二酸盐和二十烷二酸。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述多元羧酸为DDDA。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述至少一种有机溶剂为酸。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述至少一种有机溶剂为乙酸。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中将所述至少一种有机溶剂加热以使所述感兴趣的多元羧酸溶解。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中在加热后使所述有机溶剂缓慢冷却,从而使所述感兴趣的多元羧酸沉淀。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中所述多元羧酸为DDDA,所述有机溶剂为乙酸且被加热至约70摄氏度,随后冷却至约25摄氏度。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,该方法进一步包括一个或多个分离步骤。在一些实施方案中是上文或下文描述的任何方法,其中按重量:重量计,与起始混合物相比,所述多元羧酸的纯度至少高5%。在一些实施方案中是一种包含感兴趣的多元羧酸的组合物,其中所述感兴趣的多元羧酸根据上文或下文描述的任何方法制得。在一些实施方案中是一种组合物,其中所述感兴趣的多元羧酸为DDDA。在以下描述、实施例和权利要求中进一步描述了某些非限制性的方面和实施方案。具体实施方式本文提供了从分子的混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法。在某些实施方案中,可以通过在存在至少一种非石油碳源的水性介质如发酵液中培养产生感兴趣的多元羧酸的微生物来产生感兴趣的多元羧酸。可通过降低水性介质的pH,将感兴趣的多元羧酸暴露于至少一种合适的有机溶剂,以及任选地改变所述至少一种合适的有机溶剂与感兴趣的多元羧酸的混合物的温度,来纯化感兴趣的多元羧酸。在一些实施方案中,可选择性地采用诸如离心或过滤等额外的处理步骤来进一步纯化感兴趣的多元羧酸。如本文所用的术语“感兴趣的多元羧酸”和“目标多元羧酸”是指有待从有机分子混合物和/或其他有机物质如细胞团块中纯化或分离的多元羧酸。本文中感兴趣的多元羧酸具有至少八个碳并且具有至少两个且任选更多个羧基基团。感兴趣的多元羧酸可以是部分多元羧酸盐种类的形式,其中一个或多个羧基基团是盐形式而非质子化的,而其他羧基基团为酸形式;盐形式可包括钠阳离子、钾阳离子、其组合或任何其他阳离子或带正电荷的种类。本文还包括完全质子化(酸)形式的感兴趣的多元羧酸和全盐形式的感兴趣的多元羧酸。本文包括的“感兴趣的多元羧酸”在25摄氏度下以等于或低于1克/升的浓度可溶于水,并且在70摄氏度下以至少10克/升的浓度可溶于水与有机溶剂(其中该有机溶剂可与水混溶)的混合物。在某些实施方案中,感兴趣的多元羧酸的长度为至少8个碳并且可任选地为最多24个或更多个碳,其中多元羧酸中碳的总数可以是奇数(9、11、13、15、17、19、21、23、25等)或偶数(8、10、12、14、16、18、20、22、24、26等)。本发明的多元羧酸的羧基基团可位于分子的任何碳上,例如在分子的末端碳(“α”或“ω”位置)上、在一个末端碳和一个或多个近末端(支链)碳上,诸如在1位和2位(即,1,2-二羧酸或“αβ”二羧酸),或仅在近末端(支链或“内部”)碳上。本文包括的多元羧酸的非限制性实例为二羧酸,诸如1,8-辛二酸(“软木酸”)、1,10-癸二酸(“皮脂酸”)、1,12-十二烷二酸(“DDDA”和“月桂二酸”)、1,14-十四烷二酸(“TDDA”和“肉豆蔻酸”)、1,16-十六烷二酸(“棕榈酸”)、1,18-十八烷二酸(“硬脂酸”)、二十烷二酸、油二酸(oleicdiacid)、杜鹃花酸、巴西基酸、十一烷二酸、棕榈油二酸、亚油二酸、亚麻二酸和庚二酸。任选地,本发明的多元羧酸可以是饱和的或不饱和的,并且如果是不饱和的,其可以具有一个、两个、三个、四个或更多个双键。如本文所用的术语“混合物”是指在水性环境中彼此接触的两种或更多种不同的有机分子和/或有机物质,其中至少一种化合物或物质为感兴趣的多元羧酸。在一些实施方案中,混合物可包含两种或更多种不同的多元羧酸,其中一种为感兴趣的多元羧酸。在一些实施方案中,混合物中可存在除多元羧酸以外的有机分子,例如,一种或多种一元羧酸、一种或多种ω羟基酸、一种或多种醇、醛、酸、酯、烷烃、烯烃、炔烃、芳香化合物、多肽、肽、脂质、糖、碳水化合物和/或多核酸分子。在一些实施方案中,有机物质如细胞和/或细胞碎片可存在于混合物中。如本文所用的术语“纯化的”、“纯化”“纯的”、“基本纯的”或“基本纯化的”是指包含感兴趣的多元羧酸的溶液、固体或半固体物质,该溶液或固体或半固体物质从包含感兴趣的多元羧酸的起始混合物获得,并且其中按重量:重量(例如将起始混合物中总固体的重量与已部分或完全纯化的混合物中总固体的重量进行比较)、重量:体积(例如,g/L)或体积:体积计,与含有感兴趣的多元羧酸的原始起始混合物相比,包含感兴趣的多元羧酸的溶液或固体或半固体物质的纯度至少高5%且高达95%或更高。在一些实施方案中,与起始混合物相比,纯化的多元羧酸的纯度可以高5.1-6%、6.1-7%、7.1-8%、8.1-9%、9.1-10%、10.1-11%、11.1-12%、12.1-13%、13.1-14%、14.1-15%、15.1-16%、16.1-17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31-34%、35%、36-39%、40%、41-44%、45%、46-49%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或超过95%。如本文所用的术语“分离的”是指包含一种或多种多元羧酸的混合物,其中按重量:重量、重量:体积(例如,g/L)或体积:体积计,与含有感兴趣的多元羧酸的原始起始混合物相比,多元羧酸的纯度至少高50%。如本文所用的术语“有机溶剂”是指部分水性液体或非水性液体,或者两种或更多种非水性液体的组合,该非水性液体可与水性液体至少部分混溶并具有2至30个或更多个碳。本文中特别有用的有机溶剂是感兴趣的多元羧酸在70摄氏度下以至少10克/升的浓度可溶于其中的那些有机溶剂,并且其中该有机溶剂可与水混溶。有机溶剂的非限制性实例包括极性和非极性的、质子和质子惰性的有机溶剂。在此适用的一种或多种有机溶剂的选择通常取决于待纯化的感兴趣的多元羧酸的分子特征,诸如碳的数目、羧基基团的数目和位置、是否存在不饱和、是否存在其他官能团等。在此适用的有机溶剂的非限制性实例包括冰醋酸。可以使用不与感兴趣的多元羧酸或酸反应的有机溶剂;这样的有机溶剂包括例如甲烷、乙烷、戊烷、己烷、辛烷、癸烷、十二烷、十一烷,以及亚甲基(methene)、乙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯、十二碳烯、十一碳烯等。也可以使用炔,诸如己炔、辛炔、癸炔等。对于一些实施方案有用的还有冰醋酸、聚乙二醇和其他二醇。在某些实施方案中,芳香化合物和线性支链化合物可能是有用的。在一些实施方案中,可使用Hansen溶解度参数模型来确定最适用于纯化感兴趣的多元羧酸的有机溶剂。对于被称为十二烷二酸(“DDDA”)的12个碳的αω多元羧酸和与DDDA相似的其他感兴趣的多元羧酸,以下列出的有机溶剂可用于纯化过程:醋酸(冰醋酸)、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-庚醇、1-辛醇、丁酮、3-戊酮、丙酮和乙酸乙酯。在一些实施方案中,以下列出的有机溶剂也可能是有用的:环化的有机分子,诸如环己烷、环己烯、环癸烷、环癸烯等,也作为任选有用的有机溶剂包括在本文中。本文所包括的其他有机溶剂为石油馏出物,如煤油。可以按体积:体积、重量:重量、体积:重量或重量:体积计,将本技术的有机溶剂添加至包含待纯化的感兴趣多元羧酸的混合物中。通常,将按体积:体积进行确定。任选地,可以将1倍体积的混合物与0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、25、0.5、0.75、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、99或更多倍体积(包括前述数目之间的任何体积量和大于99的体积量)的一种或多种溶剂组合。此外,可部分地基于感兴趣的多元羧酸的所需纯化水平,适当采用这些体积的分数(诸如9.5、25.25、37.75等)。在某些实施方案中,使用可行的最少量的有机溶剂,从而使有机溶剂的环境影响最小化。在可能的情况下,可通过连续的纯化循环来使用以及重复使用有机溶剂,以作为降低环境影响的手段。在一些实施方案中,可以在采用第一有机溶剂的同时或之后使用第二有机溶剂。在一些实施方案中,可以在将所述至少一种有机溶剂用于感兴趣的多元羧酸的纯化之前和/或期间对其进行加热。如本文所用的,“加热”有机溶剂或“加热的”有机溶剂是指在将任何有机溶剂添加至这类包含感兴趣的多元羧酸的介质之前,使该有机溶剂的温度高于包含感兴趣的多元羧酸的介质或混合物的温度。在一些实施方案中,将有机溶剂加热至比将添加该有机溶剂的包含感兴趣的多元羧酸的介质的温度高1、2、3、4、5、6、7、8、9或10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70度或超过70度。在此是否使用加热的有机溶剂的决定通常取决于感兴趣的多元羧酸在这样的有机溶剂中的溶解度。对于大多数有机溶剂,感兴趣的多元羧酸在有机溶剂中的溶解度随着温度的升高而增加。在一些实施方案中,将所述至少一种有机溶剂加热至适于使感兴趣的多元羧酸的溶解最大化而没有明显溶剂损失的温度。在一些实施方案中,可以在等于或大于大气压的压力下进行一个或多个纯化步骤。在某些实施方案中,在用一种或多种有机溶剂处理感兴趣的多元羧酸之前,将包含感兴趣的多元羧酸的混合物的pH降低至较低的pH。如本文所用的“较低的pH”是指比混合物在经受pH降低之前的pH低的任何pH。任选地,较低的pH具有比感兴趣的多元羧酸的最低pKa低至少0.5、1.0、1.5、2.0或超过2.0个pH单位的值。较低的pH通常低于5.0,有时为4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5,或前述值之间的pH。在某些实施方案中,较低的pH通常是低于感兴趣的多元羧酸的pKa的pH,并且在一些实施方案中,较低的pH低于感兴趣的多元羧酸的最低pKa。在某些实施方案中,较低的pH比感兴趣的多元羧酸的pKa1低0.1、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0或甚至更多个pH单位。虽然任何酸,如有机酸(例如乙酸、丁酸、甲酸等)或无机酸(例如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等)均可用于降低包含感兴趣的多元羧酸的混合物的pH,但经常使用的酸是那些被认为是强酸(诸如硫酸)的酸和/或那些不具有可与感兴趣的多元羧酸反应的反应性基团的酸。因此,在许多实施方案中,通常使用无机酸。在本文的某些实施方案中,有时在将包含感兴趣的多元羧酸的混合物暴露于较低的pH与随后将其暴露于有机溶剂之间实施“一个分离步骤”或“多个分离步骤”。这样的分离步骤可任选地包括以下的一种或多种:离心、过滤、在任何温度下用纯水或其他溶液洗涤、结晶、蒸馏或倾析,和/或生化分离化学中已知且常用的其他方法。分离步骤有时包括多个子步骤。当分离步骤包括过滤时,可使用一种或多种类型的过滤。有用的过滤类型和系统的实例包括但不限于微滤、纳滤、超滤和渗滤。本文中对一些实施方案有用的过滤系统包括但不限于GEAR型横流过滤系统(www.geafiltration.com)、GEOsmonicsGH牌超滤系统或GK牌超滤系统(www.gewater.com)、HydranauticsNF245纳滤系统(www.hydranautics.com)以及TriSep(www.trisep.com)XN45纳滤系统、TrisepUA-60系统、TrisepUE-10系统或KochHFK328系统(www.kochfilter.com)。合适的过滤程序和系统的选择通常取决于感兴趣的多元羧酸与存在于特定混合物中的污染性有机分子、盐等相比的分子大小、净电荷和/或极性。当分离步骤包括一个或多个层析步骤时,本文中有用的层析的实例包括但不限于离子交换(阳离子和/或阴离子)层析、大小排阻层析、吸附层析(诸如基于聚合物的[二乙烯基苯]、活性炭或硅藻土)、亲和层析、反相层析、模拟移动床层析、快速蛋白质液相层析、逆流层析、置换层析、高效层析或膨胀床层析。可以使用各种方法,诸如具有UV检测的高效液相层析、气相层析、反相液相层析等(如在dionex.com和phenomenex.com中描述的)来确定存在于混合物、溶液或有机溶剂中的感兴趣多元羧酸的量。本发明的实施方案包括使用低pH与诸如冰醋酸等微极性有机溶剂的组合来纯化具有约8至16个碳的感兴趣的多元羧酸。特别地,诸如十二烷二酸、皮脂酸、软木酸、巴西基酸、肉豆蔻二酸和棕榈酸等二羧酸可通过以下步骤进行纯化:(i)将包含感兴趣的多元羧酸的混合物暴露于1.0至约4.0范围的pH,以使多元羧酸从混合物溶液中沉淀出来;(ii)以混合物体积:有机溶剂体积为1:1的比例且最高1:3、1:4、1:5、1:6、1:17、1:8、1:9、1:10或甚至超过1:10的比例(混合物与溶剂的体积比)使沉淀的多元羧酸重悬于合适的有机溶剂如冰醋酸中;(iii)对感兴趣的多元羧酸与有机溶剂的溶液进行加热;(iv)将加热的溶液离心以去除杂质;(v)降低离心溶液的温度以使感兴趣的多元羧酸从有机溶剂中沉淀出来;以及(vi)收集沉淀的感兴趣的多元羧酸。在一些实施方案中,可通过使用额外轮次的感兴趣多元羧酸的结晶或添加感兴趣的多元羧酸/有机溶剂的一个或多个蒸发步骤以去除某些污染物,来实现感兴趣的多元羧酸的分离步骤或增加的纯化步骤。感兴趣的多元羧酸可以以晶体的形式从有机溶剂中沉淀出来,随后可通过将混合物从晶体沉淀物蒸发、通过将晶体过滤出或通过干燥而以浓缩的形式获得该晶体。如本文所述,可以通过在合适的温度下使含有感兴趣的多元羧酸的混合物经受至少一种有机溶剂和低pH条件,来形成感兴趣的多元羧酸盐的晶体及其混合物。在一些实施方案中,形成的晶体的形态、形状和大小可以取决于感兴趣的多元羧酸是否完全质子化(使得所有羧基均为酸形式)或是否一些或全部羧基为盐形式。在一些实施方案中,用于形成晶体沉淀物的一种或多种酸的类型和一种或多种有机溶剂的类型可以影响晶体形态。在一些实施方案中,可以通过使感兴趣的多元羧酸经历一种或多种倾析程序而使其得到进一步纯化或分离。该程序对于多元羧酸在沉淀物中且污染物在液相中的情况通常是有效的。在一些实施方案中,可以通过使感兴趣的多元羧酸经受蒸馏条件从而从感兴趣的多元羧酸中蒸馏出污染物,而使感兴趣的多元羧酸得到进一步纯化。可以使用任何已知的程序进行蒸馏,例如蒸汽蒸馏、真空蒸馏、闪蒸等。待使用的蒸馏的选择部分地取决于相比于污染物的物理性质,感兴趣的多元羧酸的物理性质。在一些实施方案中,纯化程序的每个步骤中混合物的温度可以影响来自该步骤的感兴趣的多元羧酸的所得纯化程度。感兴趣的多元羧酸的溶解度通常随其所在的混合物和该混合物的温度而变化。在本文的一些纯化过程中,可以在纯化过程期间一次或多次升高和/或降低温度以有助于纯化感兴趣的多元羧酸。在纯化的一些步骤中,温度可以高至有机溶剂的熔解温度,最高约200摄氏度。在纯化过程的其他步骤中,温度可以低至1摄氏度或甚至低于0摄氏度。在一些实施方案中提供了本文所述的用于纯化感兴趣的多元羧酸的方法,该方法包括在水性介质中培养微生物以产生所述感兴趣的多元羧酸;(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;以及(d)收集纯化的多元羧酸。在某些方面,所述水性介质可为发酵液。在某些方面,该发酵液包含至少一种原料,该原料为非基于石油的碳源。在一些方面,在不使用任何基于石油的原料的情况下获得所述多元羧酸。在一个实施方案中,用于纯化或分离感兴趣的多元羧酸的过程涉及将天然地或通过遗传工程产生感兴趣的多元羧酸并将其分泌至培养基中的微生物进行发酵。该微生物任选地为酵母,诸如耶氏酵母属的种(Yarrowiasp.)、假丝酵母属的种(Candidasp.)、毕赤酵母属的种(Pichiasp.)、克鲁维酵母属的种(Klyveromycessp.)或酵母属的种(Saccharomycessp.),但也可使用其他微生物,诸如细菌、真菌藻类等。该微生物可以在含有一种或多种合适的碳源的培养基中培养,该碳源例如是单糖、二糖或多糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、右旋糖等),诸如甘油的醇,或油,或诸如月桂酸、油酸的脂肪酸,或油/脂肪酸如棕榈油的混合物。任选地,可以采用糖类、油和/或脂肪酸的混合物作为碳源,并且可在发酵过程期间的相同时间或不同时间将这些碳源包含在培养基中。除了碳源之外,培养基通常还包含通常为酵母提取物或硫酸铵形式的氮源,某些维生素如生物素和微量的矿物质,包括但不限于锌、铜、硼、碘和/或锰。当将碳源转化为感兴趣的多元羧酸时,将微生物添加至培养基中并在合适的pH(通常在pH5.5至7.5或8.0的范围内)、合适的温度(通常为25-50℃)下并在适当水平的溶解氧的存在下(通常在搅拌下)发酵一段时间。发酵完成后,可以将微生物和含有感兴趣多元羧酸的培养液的混合物的pH降低至4.0或更低,并任选地降低至比感兴趣的多元羧酸的最低pKa低2个或更多个pH单位的pH值,并且可以将混合物进行离心或过滤以去除细胞团块。这往往导致显著比例的感兴趣的多元羧酸与消耗的细胞团块及其他固体颗粒一起从溶液中沉淀出来,在此之后可以将混合物进行离心以浓缩含有大部分感兴趣的多元羧酸的沉淀物。然后可以使该沉淀物悬浮在有机溶剂中,可任选地对该有机溶剂进行加热,以使感兴趣的多元羧酸重新溶解。含有有机溶剂的混合物随后可经历分离步骤,诸如过滤或离心或两者,并且可任选地在相同的升高的温度下进行离心和/或过滤步骤。在该分离步骤之后,可以将包含大部分感兴趣的多元羧酸的液相冷却至室温或更低的温度,在这种情况下,感兴趣的多元羧酸将可能沉淀,并且可以使该沉淀物重悬并经历诸如结晶等额外的分离步骤,以将其从其他污染物中进一步纯化出来。实施例以下阐述的实施例说明了某些实施方案,而并非意在以任何方式限制本文所述的发明。实施例1在室温(20至25℃)和70℃下,对于水以及乙酸与水的组合(80%体积/体积),确定多元羧酸十二烷二酸(“DDDA”)和皮脂酸的溶解度。十二烷二酸和皮脂酸从Sigma-Aldrich(St.Louis,MS,USA)获得。将每种多元羧酸添加至水或乙酸溶液中,同时进行混合并保持在合适的温度下直到溶液变得过饱和(如在添加多元羧酸后至少20分钟目测确定的)。如表1所示,DDDA在水中具有小于1g/L的溶解度,但在70℃下在乙酸溶液中的溶解度超过100g/L。皮脂酸在70℃下在乙酸溶液中也具有超过100g/L的溶解度,但在70℃下在水中的溶解度小于3g/L。DDDA皮脂酸H2O23.0℃<0.03g/L<0.10g/L70.0℃<0.12g/L<2.6g/L80%乙酸20.0℃<0.20g/L<0.20g/L70.0℃>100g/L>100g/L实施例2:由工程微生物产生DDDA将假丝酵母属菌株sAA2178的一毫升冷冻甘油储备物(如国际专利申请PCT/US2013/076664中所公开的)在无菌条件下接种至含有约80mlSP92培养基(配方如下)的500ml带挡板的摇瓶中,并用泡沫塞盖住该摇瓶,并将该摇瓶放置在摇床上在30℃和250rpm下摇动约24小时。使用该培养物接种三个含有约80mlSP92培养基的500ml带挡板的摇瓶至600nm处的初始光密度为0.4,并在约30℃和250rpm下温育24小时。然后使用每种培养物在2.5L带挡板的摇瓶中接种1.5升SP92(75g/L右旋糖)至600nm处的初始光密度为2,并在约30℃和250rpm下温育24小时。使用这些培养物在300L工作体积的搅拌槽发酵罐中接种约200ml含有约40.5g/L右旋糖的1.5xKA1培养基。将发酵罐保持在约35℃,搅拌保持在约400rpm,气流为约1VVM,并用NaOH作为碱将pH设定为约5.8。一旦右旋糖耗尽,则将pH增加至6.0,在最初二十四小时的发酵期间,分别以约1.35g/L-h和1.125g/L-h将葡萄糖和月桂酸乙酯进料至发酵罐中。将月桂酸乙酯的进料增加至约1.92g/L,并运行额外的110hr。通过GC分析确定,所得发酵液中十二烷二酸的浓度为约135g/L。SP92培养基(每升)材料不含氨基酸的YNB6.7g酵母提取物3.0g硫酸铵3.0g磷酸二氢钾1.0g磷酸氢二钾1.0g防泡剂0.060gDeKA-2培养基(每升)硫酸铵10.5g磷酸二氢钾7.65g硫酸镁1.54g硫酸钙二水合物0.248g无水柠檬酸0.09g硫酸亚铁0.06g葡萄糖40.5g生物素,1000x0.3ml微量元素,100x(见下表)1.5ml去离子水至1升微量元素硼酸0.900g硫酸铜0.110g碘化钾0.180g硫酸锰一水合物0.806g钼酸钠0.360g硫酸锌0.720g去离子水至1升实施例3:从发酵液中纯化DDDA通过在搅拌的同时向发酵液中逐滴添加未稀释的硫酸,将约7800g发酵液(含有约13.5重量%的DDDA)酸化至在30℃下最终pH小于2.5。然后将该发酵液在3300g下离心约10分钟,并弃去上清液。将沉淀物重悬于约7900g冰醋酸中,并在75℃下保持1小时,随后将该混合物在约3300g下离心约5分钟。离心后,收集上清液(其含有大部分DDDA)并弃去沉淀物。然后使乙酸溶液缓慢冷却至30℃过夜。将所得DDDA晶体收集在布氏漏斗中,每次用8升的水洗涤4次。从最终的洗涤获得约853gDDDA,并且该DDDA具有约92%(w/w)的纯度。该步骤导致与起始发酵液混合物相比大约7倍的DDDA纯化。实施例4:硬脂酸的酯化将可商购的硬脂酸与乙醇以1:3摩尔比混合,并添加1mol%H2SO4作为催化剂。所用的乙醇混合物含有5%甲醇作为变性剂。将混合物加热至70℃并搅拌5小时,随后将温度降至55℃并搅拌8小时。然后停止搅拌,以使水层与硬脂酸乙酯层分离。硬脂酸乙酯层的GC分析显示脂肪酸含量为94%,其中86%为甲酯或乙酯形式。组分质量百分比硬脂酸乙酯74硬脂酸甲酯8硬脂酸11乙醇1棕榈酸1未知5实施例5:由工程微生物产生十八烷二酸(“ODDA”)将假丝酵母属酵母菌株sAA2178的一毫升冷冻甘油储备物(在国际专利申请PCT/US2013/076664中公开)在无菌条件下接种至含有约80mlSP92培养基(在以上实施例2中描述的)的500ml带挡板的摇瓶中,并用泡沫塞盖住该摇瓶,并将该摇瓶放置在摇床上在30℃和250rpm下摇动约24小时。使用该培养物接种三个含有约80mlSP92培养基的500ml带挡板的摇瓶至在600nm处的初始光密度为0.4。将该摇瓶在约30℃和250rpm下温育24小时,之后将三个摇瓶合并。将合并的培养物分成三等份,用来接种三个含有SP92(75g/L右旋糖)的2.5L带挡板的摇瓶并且在600nm处的初始光密度为2;将这些摇瓶在约30℃和250rpms下温育约24小时。使用这些培养物在300L工作体积的搅拌槽发酵罐中接种约200L含有约40.5g/L右旋糖的1.5xKA培养基(在实施例2中描述的)。将发酵罐保持在约34℃,搅拌保持在约400rpm,气流为约1VVM,并用NaOH作为碱将pH设定为约5.8。一旦右旋糖耗尽,则将pH增加至6.0,在100小时的发酵期间,分别以约1.35g/L-h和0.9g/L-h将葡萄糖和硬脂酸乙酯混合物(74%硬脂酸乙酯、18%硬脂酸、8%硬脂酸甲酯)进料至发酵罐中,但是从第40小时至第48小时,将硬脂酸乙酯混合物的速率增加至1.8g/Lhr。通过GC分析确定,所得发酵液中十二烷二酸的浓度为约40g/L。实施例6:从发酵液中纯化ODDA将约1.51kg30%H2SO4和2.12kg98%H2SO4添加至从前述实施例获得的274.6kg发酵液中,并将pH调节至约2.56。使所得发酵液经历采用0.1微米不锈钢Graver膜的切向流过滤,直到将固体浓缩至约152.1kg。然后通过采用四个1微米聚丙烯毡袋(过滤器来源,Hampsburg,PA)的死端式过滤将所得发酵液进一步脱水直至完全脱水。然后通过使空气穿过该袋将固体部分干燥,随后在真空烘箱(100-150mbar,70℃)下最终干燥,直至通过KarlFisher方法(astm.org/standards/E203.htm)测得的水含量小于0.5%。将这些干固体与冰醋酸以1kg固体/7kg乙酸的比例混合,并将该混合物加热至70℃并保持在该温度下混合30分钟。通过使用200微米烧结(frit)布氏漏斗过滤将细胞碎片去除,随后将ODDA/乙酸滤液返回至70℃保持15分钟。使混合物冷却至室温过夜。通过使用4-7微米Whatman597纤维素滤纸过滤来回收沉淀的ODDA,并用水洗涤两次至原始体积的100%。将回收的粗ODDA收集在托盘中并在温热的真空烘箱中干燥。所得材料为约69.6%十八烷二酸。该步骤导致与起始发酵液相比大约17倍的ODDA纯化。实施例7:选择的实施方案下文列出的是本发明实施方案的非限制性实例。A1.一种从水性混合物中纯化感兴趣的多元羧酸的方法,其包括:(a)降低包含该多元羧酸的水性介质的pH,使得该多元羧酸从所述介质中沉淀出来;(b)使沉淀的多元羧酸与至少一种合适的有机溶剂在一个或多个选定的温度下接触;(c)从所述至少一种合适的有机溶剂中分离该多元羧酸;以及(d)收集纯化的多元羧酸。A2.根据实施方案A1至A4中任一项所述的方法,其在(a)与(b)之间包括分离过程。A3.根据实施方案A1所述的方法,其中所述水溶液为发酵液。A4.根据实施方案A1-A3中任一项所述的方法,其中所述感兴趣的多元羧酸为二羧酸。A5.根据实施方案A4所述的方法,其中所述多元羧酸选自杜鹃花酸、皮脂酸、UDDA、DDDA、巴西基酸、TDDA、十六碳二酸、创伤酸、十八烷二酸、9-十八碳烯二酸、十八碳-c6,c9-二烯-1,18-二酸盐、十八碳-c3,c6,c9-三烯-1,18-二酸盐和二十烷二酸。A6.根据实施方案A5所述的方法,其中所述多元羧酸为DDDA。A7.根据实施方案A1至A6中任一项所述的方法,其中所述有机溶剂为酸。A8.根据实施方案A7所述的方法,其中所述有机溶剂为乙酸。A9.根据实施方案A8所述的方法,其中将所述有机溶剂加热以使所述感兴趣的多元羧酸溶解。A10.根据实施方案A9所述的方法,其中在加热后使所述有机溶剂缓慢冷却,从而使所述感兴趣的多元羧酸沉淀。A11.根据实施方案A10所述的方法,其中所述多元羧酸为DDDA,所述有机溶剂为乙酸,该乙酸被加热至约70摄氏度,随后冷却至约25摄氏度。A12.根据实施方案A1-A11中任一项所述的方法,其进一步包括一个或多个分离步骤。A13.根据实施方案A1-A12中任一项所述的方法,其中按重量:重量计,与起始混合物相比,所述多元羧酸的纯度至少高5%。B1.一种包含感兴趣的多元羧酸的组合物,其中该感兴趣的多元羧酸根据实施方案A1的方法制得。B2.根据实施方案B1所述的组合物,其中所述感兴趣的多元羧酸为DDDA。本文述及的各专利、专利申请、出版物和文件的全文通过引用并入本文。对上述专利、专利申请、出版物和文件的引用并非承认上述任何一个属于相关的现有技术,也不视作承认这些出版物或文件的内容或日期。可以在不脱离该技术的基本方面的情况下对以上内容作出修改。虽然已经参照一个或多个具体实施方案相当详细地描述了该技术,但本领域普通技术人员应该认识到,可对本申请具体公开的实施方案作出改变,而这些修改和改进仍落在该技术的范围和构思内。本文适当地示例性描述的技术可在缺乏本文未具体公开的任何元素的情况下实施。因此,例如在本文中的各情况下,术语“包含”、“基本上由…组成”和“由…组成”中的任一个可替换为另两个术语中的任一个。所用的术语和表述是描述性而非限制性地使用的,此类术语和表述的使用不排除所示和所述特征或其部分的任何等同物,并且各种修改在所请求保护的技术的范围内是可能的。术语“一个”或“一种”可指一个或多个其所修饰的元素(例如,“一种试剂”可表示一种或多种试剂),除非上下文明确描述是所述元素中的一个或所述元素中的多于一个。本文所用的术语“约”是指在基础参数的10%以内的数值(即,加或减10%),而在一串数值开始处使用的术语“约”修饰每一个数值(即,“约1、2和3”是指约1、约2和约3)。例如,“约100克”的重量可包括90克至110克的重量。此外,在本文中描述一列数值时(例如,约50%、60%、70%、80%、85%或86%),该列表包括其所有中间值和分数值(例如,54%、85.4%)。因此,应当理解,虽然已通过代表性实施方案和任选的特征具体公开了本发明的技术,但本领域技术人员可以想到本文所公开的概念的修改和改变,此类修改和改变被认为落在该技术的范围内。该技术的某些实施方案在随附的权利要求书中阐述。当前第1页1 2 3