JP7742997B2 - Aqueous two-phase separation liquid and organic matter separation method using said aqueous two-phase separation liquid - Google Patents
Aqueous two-phase separation liquid and organic matter separation method using said aqueous two-phase separation liquidInfo
- Publication number
- JP7742997B2 JP7742997B2 JP2021005313A JP2021005313A JP7742997B2 JP 7742997 B2 JP7742997 B2 JP 7742997B2 JP 2021005313 A JP2021005313 A JP 2021005313A JP 2021005313 A JP2021005313 A JP 2021005313A JP 7742997 B2 JP7742997 B2 JP 7742997B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- general formula
- aqueous
- carboxybetaine
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Pyrane Compounds (AREA)
Description
本発明は、カルボキシベタイン及び/又はアミンN-オキシドを使用した水性二相分離液に関する。また、本発明は、当該水性二相分離液を用いた有機物の分離方法に関する。 The present invention relates to an aqueous two-phase separation liquid using carboxybetaine and/or amine N-oxide. The present invention also relates to a method for separating organic substances using the aqueous two-phase separation liquid.
従来、有機物を分離、回収する手法の一つとして分液法が知られている。分液法では、相間における種々の有機物の分配係数の違いを利用して、有機物を分離、回収する。分液法では、一般に油水二相系を用いることが多く、油相には有機溶媒が使用されるが、引火性や毒性等による安全面の問題や揮発性による環境面の問題等が懸念されている。 Lapse separation is a well-known method for separating and recovering organic substances. This method utilizes the differences in the distribution coefficients of various organic substances between phases to separate and recover organic substances. Separation generally uses an oil-water two-phase system, with organic solvents used in the oil phase. However, this raises safety concerns due to flammability and toxicity, as well as environmental concerns due to volatility.
一方、ポリエチレングリコール(PEG)、スルホベタイン、テトラアルキルアンモニウム塩等の添加剤と水溶性塩を使用することにより、有機溶媒を使用せずとも水性二相系を形成できることが知られている(例えば、非特許文献1~3)。水性二相系は、有機溶媒を使用しないため、溶媒の揮発による環境問題も生じず、更に引火等の心配もないため、安全面での有用性も高い。しかしながら、水性二相系については、分配挙動が十分に解明されておらず、更に前記添加剤を使用した水性二相系では、有機物に対する分配係数が低いという欠点もあり、従来、産業分野では水性二相系は現時点では実用化されていないのが現状である。 On the other hand, it is known that aqueous two-phase systems can be formed without the use of organic solvents by using additives such as polyethylene glycol (PEG), sulfobetaine, and tetraalkylammonium salts, along with water-soluble salts (e.g., Non-Patent Documents 1-3). Because aqueous two-phase systems do not use organic solvents, they do not pose environmental problems due to solvent evaporation, and there is no risk of ignition, making them highly useful from a safety perspective. However, the partition behavior of aqueous two-phase systems has not been fully elucidated, and aqueous two-phase systems using the above-mentioned additives also have the disadvantage of having a low partition coefficient for organic substances. Therefore, aqueous two-phase systems have not yet been put to practical use in the industrial field.
このような従来技術を背景として、有機物に対する分配係数が高く、有機物の分離を効率的に行うことができる水性二相系の開発が切望されている。 Against this background of conventional technology, there is a strong demand for the development of an aqueous two-phase system that has a high partition coefficient for organic substances and can efficiently separate organic substances.
本発明の目的は、有機物の分離を効率的に行うことができる水性二相分離液、及び当該水性二相分離液を用いた有機物の分離方法を提供することである。 The object of the present invention is to provide an aqueous two-phase separation liquid that can efficiently separate organic matter, and a method for separating organic matter using the aqueous two-phase separation liquid.
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、特定の構造のカルボキシベタイン及び/又はアミンN-オキシドと水溶性塩とを含む水溶液は、二相に分離する相分離能に優れ、二相分離後のカルボキシベタイン相における有機物の分配係数が高く、有機物の分離、回収に有用であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。 The inventors conducted extensive research to solve the above-mentioned problems and discovered that an aqueous solution containing a carboxybetaine and/or amine N-oxide of a specific structure and a water-soluble salt has excellent phase separation ability, and has a high distribution coefficient for organic matter in the carboxybetaine phase after separation, making it useful for separating and recovering organic matter. The present invention was completed based on this finding and through further research.
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 下記一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は下記一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを含む、水性二相分離液。
項2. 前記一般式(1)において、R1、R2、及びR3が、それぞれ同一又は異なって、炭素数3~5のアルキル基であり、且つR4がメチレン基である、項1に記載の水性二相分離液。
項3. 前記一般式(1)において、R1、R2、及びR3が、炭素数5のアルキル基であり、且つR4がメチレン基である、項1又は2に記載の水性二相分離液。
項4. 前記一般式(2)において、R5、R6、及びR7が、それぞれ同一又は異なって、炭素数3~5のアルキル基である、項1に記載の水性二相分離液。
項5. 前記一般式(2)において、R5、R6、及びR7が、炭素数5のアルキル基である、項1又は4に記載の水性二相分離液。
項6. 前記水溶性塩を構成する陰イオンが、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、又は酢酸イオンであり、且つ前記水溶性塩を構成する陽イオンが、グアニジウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、リチウムイオン、又はナトリウムイオンである、項1~5のいずれかに記載の水性二相分離液。
項7. 前記水溶性塩が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウム、及び酢酸カルシウムよりなる群から選択される少なくとも1種である、項1~5のいずれかに記載の水性二相分離液。
項8. 有機物の分離に使用される、項1~7のいずれかに記載の水性二相分離液。
項9. 下記第1工程及び第2工程を含む、有機物の分離方法:
有機物を含む被処理物と、下記一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は下記一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを含む水性二相分離液を調製して混合する第1工程、
前記第1工程で得られた混合液を、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、水溶性塩とを含む水相に二相分離させ、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相を回収する第2工程。
項10. 前記有機物のオクタノール/水分配係数が-7~14である、項9に記載の有機物の分離方法。
That is, the present invention provides the following aspects.
Item 1. An aqueous two-phase separation liquid comprising a carboxybetaine represented by the following general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by the following general formula (2), and a water-soluble salt:
Item 2. The aqueous two-phase separation liquid according to Item 1, wherein in general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are the same or different and each represent an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 4 is a methylene group.
Item 3. The aqueous two-phase separation liquid according to Item 1 or 2, wherein in general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups having 5 carbon atoms, and R 4 is a methylene group.
Item 4. The aqueous two-phase separation liquid according to Item 1, wherein in general formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are the same or different and each represent an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms.
Item 5. The aqueous two-phase separation liquid according to Item 1 or 4, wherein in the general formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are alkyl groups having 5 carbon atoms.
Item 6. The aqueous two-phase separation liquid according to any one of Items 1 to 5, wherein the anion constituting the water-soluble salt is a carbonate ion, a hydrogen carbonate ion, a sulfate ion, a hydrogen sulfate ion, a phosphate ion, a hydrogen phosphate ion, a dihydrogen phosphate ion, or an acetate ion, and the cation constituting the water-soluble salt is a guanidinium ion, a magnesium ion, a calcium ion, a lithium ion, or a sodium ion.
Item 7. The aqueous two-phase separation liquid according to any one of Items 1 to 5, wherein the water-soluble salt is at least one selected from the group consisting of sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, sodium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, trisodium phosphate, tripotassium phosphate, disodium hydrogenphosphate, dipotassium hydrogenphosphate, sodium dihydrogenphosphate, potassium dihydrogenphosphate, sodium acetate, magnesium acetate, and calcium acetate.
Item 8. The aqueous two-phase separation liquid according to any one of Items 1 to 7, which is used for separating organic substances.
Item 9. A method for separating organic matter, comprising the following first and second steps:
a first step of preparing and mixing an organic substance-containing material to be treated with an aqueous two-phase separation liquid containing a carboxybetaine represented by the following general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by the following general formula (2), and a water-soluble salt;
The second step is to separate the mixture obtained in the first step into two phases: an aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and an aqueous phase containing a water-soluble salt, and recover the aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2).
Item 10. The method for separating an organic substance according to Item 9, wherein the organic substance has an octanol/water partition coefficient of −7 to 14.
本発明によれば、特定の構造のカルボキシベタイン及び/又はアミンN-オキシドと水溶性塩とを使用することにより、有機物を効率的に分離できる水性二相系を形成できるので、油水二相系の場合に問題になる環境問題や安全面での懸念がない分液法として有用性が高い。 According to the present invention, by using a carboxybetaine and/or amine N-oxide with a specific structure and a water-soluble salt, it is possible to form an aqueous two-phase system that can efficiently separate organic substances, making it a highly useful separation method that does not have the environmental or safety concerns that arise with oil-water two-phase systems.
1.水性二相分離液
本発明の水性二相分離液は、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを含むことを特徴とする。以下、本発明の水性二相分離液について詳述する。
1. Aqueous Two-Phase Separation Liquid The aqueous two-phase separation liquid of the present invention is characterized by containing a carboxybetaine represented by general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by general formula (2), and a water-soluble salt. The aqueous two-phase separation liquid of the present invention will be described in detail below.
[カルボキシベタイン及び/又はアミンN-オキシド]
本発明で使用されるカルボキシベタインは、下記一般式(1)で示される構造の化合物である。
The carboxybetaine used in the present invention is a compound having a structure represented by the following general formula (1):
一般式(1)において、R1、R2、及びR3は、それぞれ同一又は異なるアルキル基を示し、且つR1、R2、及びR3のアルキル基の合計炭素数が9~15である。本発明において、「R1、R2、及びR3のアルキル基の合計炭素数」とは、R1のアルキル基の炭素数とR2のアルキル基の炭素数とR3のアルキル基の炭素数の合計値である。R1、R2、及びR3のアルキル基の合計炭素数が前記範囲を満たすカルボキシベタインを使用することにより、水溶性の無機塩及び/又は有機酸塩との共存によって、水性二相系を形成させることが可能になる。より一層優れた相分離能を具備させるという観点から、R1、R2、及びR3のアルキル基の合計炭素数として、好ましくは11~15、より好ましくは12~15、更に好ましくは13~15、より一層好ましくは14又は15、特に好ましくは15が挙げられる。 In general formula (1), R1 , R2 , and R3 each represent the same or different alkyl groups, and the total number of carbon atoms in the alkyl groups of R1 , R2 , and R3 is 9 to 15. In the present invention, the "total number of carbon atoms in the alkyl groups of R1 , R2 , and R3 " refers to the sum of the number of carbon atoms in the alkyl group of R1 , the number of carbon atoms in the alkyl group of R2 , and the number of carbon atoms in the alkyl group of R3 . By using a carboxybetaine in which the total number of carbon atoms in the alkyl groups of R1 , R2 , and R3 falls within the above range, it becomes possible to form an aqueous two-phase system in the presence of a water-soluble inorganic salt and/or organic acid salt. From the viewpoint of providing even better phase separation ability, the total number of carbon atoms in the alkyl groups of R1 , R2 , and R3 is preferably 11 to 15, more preferably 12 to 15, even more preferably 13 to 15, even more preferably 14 or 15, and particularly preferably 15.
R1、R2、及びR3のアルキル基のそれぞれの炭素数としては、合計炭素数が前記範囲を満たすことを限度として特に制限されないが、例えば、1~8、好ましくは2~7、より好ましくは3~6、更に好ましくは3~5、より一層好ましくは4又は5、特に好ましくは5が挙げられる。 The number of carbon atoms in each of the alkyl groups R 1 , R 2 , and R 3 is not particularly limited as long as the total number of carbon atoms falls within the above range, but examples include 1 to 8, preferably 2 to 7, more preferably 3 to 6, even more preferably 3 to 5, still more preferably 4 or 5, and particularly preferably 5.
R1、R2、及びR3のアルキル基の炭素数が3以上である場合、当該アルキル基は直鎖状又は分岐状のいずれであってもよいが、好ましくは直鎖状が挙げられる。 When the alkyl group of R 1 , R 2 and R 3 has 3 or more carbon atoms, the alkyl group may be either linear or branched, but is preferably linear.
一般式(1)において、R4は、炭素数1~5のアルキレン基である。R4として、好ましくは炭素数1~3のアルキレン基、より好ましくはメチレン基(-CH2-)又はエチレン基(-CH2-CH2-)、更に好ましくはメチレン基が挙げられる。 In general formula (1), R4 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. R4 is preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methylene group ( -CH2- ) or an ethylene group ( -CH2 - CH2- ), and even more preferably a methylene group.
一般式(1)で示されるカルボキシベタインの好適な例として、一般式(1)において、R1、R2、及びR3が、それぞれ同一又は異なって、炭素数3~5のアルキル基であり、且つR4がメチレン基である化合物;より好ましくは、一般式(1)において、R1、R2、及びR3が、それぞれ同一又は異なって、炭素数4又は5のアルキル基であり、且つR4がメチレン基である化合物;更に好ましくは、一般式(1)において、R1、R2、及びR3が炭素数5のアルキル基(好ましくは直鎖状のペンチル基)であり、且つR4がメチレン基である化合物が挙げられる。 Preferred examples of carboxybetaines represented by general formula (1) include compounds in which, in general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are the same or different and each is an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 4 is a methylene group; more preferred are compounds in general formula (1), in which R 1 , R 2 , and R 3 are the same or different and each is an alkyl group having 4 or 5 carbon atoms, and R 4 is a methylene group; and even more preferred are compounds in general formula (1), in which R 1 , R 2 , and R 3 are an alkyl group having 5 carbon atoms (preferably a linear pentyl group), and R 4 is a methylene group.
一般式(1)で示されるカルボキシベタインの製造方法については、例えば、特開2009-96766号公報等で公知であり、公知の有機合成法から導き出すことができる。 Methods for producing carboxybetaine represented by general formula (1) are publicly known, for example, in JP 2009-96766 A, and can be derived from known organic synthesis methods.
本発明で使用されるアミンN-オキシドは、下記一般式(2)で示される構造の化合物である。
一般式(2)において、R5、R6、及びR7は、それぞれ同一又は異なるアルキル基を示し、且つR5、R6、及びR7のアルキル基の合計炭素数が9~15である。本発明において、「R5、R6、及びR7のアルキル基の合計炭素数」とは、R5のアルキル基の炭素数とR6のアルキル基の炭素数とR7のアルキル基の炭素数の合計値である。R5、R6、及びR7のアルキル基の合計炭素数が前記範囲を満たすカルボキシベタインを使用することにより、水溶性の無機塩及び/又は有機酸塩との共存によって、水性二相系を形成させることが可能になる。より一層優れた相分離能を具備させるという観点から、R5、R6、及びR7のアルキル基の合計炭素数として、好ましくは11~15、より好ましくは12~15、更に好ましくは13~15、より一層好ましくは14又は15、特に好ましくは15が挙げられる。 In general formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 each represent the same or different alkyl groups, and the total number of carbon atoms in the alkyl groups of R 5 , R 6 , and R 7 is 9 to 15. In the present invention, the "total number of carbon atoms in the alkyl groups of R 5 , R 6 , and R 7 " refers to the sum of the number of carbon atoms in the alkyl group of R 5 , the number of carbon atoms in the alkyl group of R 6 , and the number of carbon atoms in the alkyl group of R 7. By using a carboxybetaine in which the total number of carbon atoms in the alkyl groups of R 5 , R 6 , and R 7 falls within the above range, it becomes possible to form an aqueous two-phase system in the presence of a water-soluble inorganic salt and/or organic acid salt. From the viewpoint of providing even better phase separation ability, the total number of carbon atoms in the alkyl groups of R 5 , R 6 , and R 7 is preferably 11 to 15, more preferably 12 to 15, even more preferably 13 to 15, even more preferably 14 or 15, and particularly preferably 15.
R5、R6、及びR7のアルキル基のそれぞれの炭素数としては、合計炭素数が前記範囲を満たすことを限度として特に制限されないが、例えば、1~8、好ましくは2~7、より好ましくは3~6、更に好ましくは3~5、より一層好ましくは4又は5、特に好ましくは5が挙げられる。 The number of carbon atoms in each of the alkyl groups R5 , R6 , and R7 is not particularly limited as long as the total number of carbon atoms falls within the above range, but examples include 1 to 8, preferably 2 to 7, more preferably 3 to 6, even more preferably 3 to 5, still more preferably 4 or 5, and particularly preferably 5.
R5、R6、及びR7のアルキル基の炭素数が3以上である場合、当該アルキル基は直鎖状又は分岐状のいずれであってもよいが、好ましくは直鎖状が挙げられる。 When the alkyl group of R 5 , R 6 , and R 7 has 3 or more carbon atoms, the alkyl group may be either linear or branched, but is preferably linear.
一般式(2)で示されるアミンN-オキシドの好適な例として、一般式(2)において、R5、R6、及びR7が、それぞれ同一又は異なって、炭素数3~5のアルキル基である化合物;より好ましくは、一般式(2)において、R5、R6、及びR7が、それぞれ同一又は異なって、炭素数4又は5のアルキル基である化合物;更に好ましくは、一般式(2)において、R5、R6、及びR7が炭素数5のアルキル基(好ましくは直鎖状のペンチル基)である化合物が挙げられる。 Suitable examples of the amine N-oxide represented by general formula (2) include compounds in which, in general formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are each the same or different and are an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms; more preferably, compounds in general formula (2), in which R 5 , R 6 , and R 7 are each the same or different and are an alkyl group having 4 or 5 carbon atoms; and even more preferably, compounds in general formula (2), in which R 5 , R 6 , and R 7 are each an alkyl group having 5 carbon atoms (preferably a linear pentyl group).
一般式(2)で示されるアミンN-オキシドの製造方法については、公知の有機合成法から導き出すことができる。 The method for producing the amine N-oxide represented by general formula (2) can be derived from known organic synthesis methods.
本発明の水性二相分離液において、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び一般式(2)で示されるアミンN-オキシドの中から、1種の構造のものを単独で使用してもよく、また2種以上の構造のものを組み合わせて使用してもよい。 In the aqueous two-phase separation liquid of the present invention, one type of structure from the carboxybetaine represented by general formula (1) and the amine N-oxide represented by general formula (2) may be used alone, or two or more types of structures may be used in combination.
[水溶性塩]
本発明で使用される水溶性塩は、水溶性無機塩又は水溶性有機酸塩のいずれであってもよい。
[Water-soluble salts]
The water-soluble salt used in the present invention may be either a water-soluble inorganic salt or a water-soluble organic acid salt.
本発明で使用される水溶性塩を構成する陰イオンの種類については、特に制限されないが、例えば、硫酸イオン、硫酸水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、水酸化物イオン、次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、塩素酸イオン、過塩素酸イオン、次亜臭素酸イオン、亜臭素酸イオン、臭素酸イオン、過臭素酸イオン、次亜ヨウ素酸イオン、亜ヨウ素酸イオン、ヨウ素酸イオン、過ヨウ素酸イオン、亜硫酸イオン、亜硫酸水素イオン、チオ硫酸イオン、チオ硫酸水素イオン、硫化物イオン、硫化水素イオン、チオシアン酸イオン、テトラヒドロキシドアルミン酸イオン、テトラクロリド金(III)イオン、テトラヒドロキシホウ酸イオン、ホウ酸二水素イオン、ホウ酸水素イオン、ホウ酸イオン、メタホウ酸イオン、四ホウ酸イオン、テトラヒドロホウ酸イオン等の無機イオン;ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、酪酸イオン、乳酸イオン、酒石酸イオン、マロン酸イオン、コハク酸イオン、フマル酸イオン、リンゴ酸イオン、ピルビン酸イオン、シュウ酸イオン、クエン酸イオン、アジピン酸イオン、イタコン酸イオン、グルコン酸イオン、グルクロン酸イオン、ガラクツロン酸イオン、サッカリン酸イオン、グリセリン酸イオン、キシロン酸イオン、アスコルビン酸イオン、ノイラミン酸イオン、アスパラギン酸イオン、グルタミン酸イオン、キナ酸イオン、グリコール酸イオン、クマル酸イオン、コーヒー酸イオン、クロロゲン酸イオン、オロト酸イオン、サリチル酸イオン、安息香酸イオン等の有機酸イオンが挙げられる。これらの陰イオンの中でも、ホフマイスター系列においてコスモトロープ性が強いほど、より一層優れた相分離能を具備させることができるので、水溶性塩を構成する陰イオンとして、コスモトロープ性が強い陰イオンが好適である。コスモトロープ性が強い陰イオンとして、具体的には、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、酢酸イオン等が挙げられる。陰イオンのカオトロープ性、コスモトロープ性に関する序列はよく知られており、例えば、文献(Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara、J.Am.Chem.Soc.,136,6155-6158(2014))に記されている。 The type of anion constituting the water-soluble salt used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include sulfate ion, hydrogen sulfate ion, phosphate ion, hydrogen phosphate ion, dihydrogen phosphate ion, nitrate ion, carbonate ion, hydrogen carbonate ion, fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, hydroxide ion, hypochlorite ion, chlorite ion, chlorate ion, perchlorate ion, hypobromite ion, bromite ion, bromate ion, perbromate ion, hypoiodite ion, iodite ion, iodate ion, periodate ion, sulfite ion, hydrogen sulfite ion, thiosulfate ion, hydrogen thiosulfate ion, sulfide ion, hydrogen sulfide ion, thiocyanate ion, tetrahydroxide aluminate ion, tetrachloridogold(III) ion, tetrahydroxyborate ion, borate dihydrate ion, and the like. Examples of the cation ion include inorganic ions such as sodium ion, hydrogen borate ion, borate ion, metaborate ion, tetraborate ion, and tetrahydroborate ion; and organic acid ions such as formate ion, acetate ion, propionate ion, butyrate ion, lactate ion, tartrate ion, malonate ion, succinate ion, fumarate ion, malate ion, pyruvate ion, oxalate ion, citrate ion, adipate ion, itaconate ion, gluconate ion, glucuronate ion, galacturonate ion, saccharinate ion, glycerinate ion, xylonate ion, ascorbate ion, neuraminic acid ion, aspartic acid ion, glutamic acid ion, quinic acid ion, glycolic acid ion, coumaric acid ion, caffeic acid ion, chlorogenic acid ion, orotate ion, salicylic acid ion, and benzoic acid ion. Among these anions, the stronger the kosmotropic property in the Hofmeister series, the better the phase separation ability that can be achieved, so anions with strong kosmotropic properties are preferred as anions that constitute water-soluble salts. Specific examples of strong kosmotropic anions include carbonate ion, bicarbonate ion, sulfate ion, hydrogensulfate ion, phosphate ion, hydrogenphosphate ion, dihydrogenphosphate ion, and acetate ion. The hierarchy of anions in terms of chaotropic and kosmotropic properties is well known and is described, for example, in literature (Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara, J. Am. Chem. Soc., 136, 6155-6158 (2014)).
本発明で使用される水溶性塩を構成する陽イオンの種類については、特に制限されないが、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;アルミニウムイオン等の13属、銅イオン、鉄イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、クロムイオン、亜鉛イオン等の遷移金属イオン、アンモニウムイオン、グアニジウムイオン、ピリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、テトラゾリウムイオン、スルホニウムイオン、ホスホニウムイオン等の有機イオン等が挙げられる。これらの陽イオンの中でも、ホフマイスター系列においてカオトロープ性が強いほど、より一層優れた相分離能を具備させることができるので、水溶性塩を構成する陽イオンとして、カオトロープ性が強い陽イオンが好適である。カオトロープ性が強い陽イオンとして、具体的には、グアニジウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン等が挙げられる。陽イオンのカオトロープ性、コスモトロープ性に関する序列はよく知られており、例えば、文献(Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara、J.Am.Chem.Soc.,136,6155-6158(2014))に記されている。 The type of cation constituting the water-soluble salt used in the present invention is not particularly limited, but examples include alkali metal ions such as lithium ion, sodium ion, and potassium ion; alkaline earth metal ions such as magnesium ion and calcium ion; transition metal ions such as group 13 metal ions such as aluminum ion, copper ion, iron ion, nickel ion, manganese ion, chromium ion, and zinc ion; and organic ions such as ammonium ion, guanidium ion, pyridinium ion, imidazolium ion, tetrazolium ion, sulfonium ion, and phosphonium ion. Among these cations, cations with strong chaotropic properties in the Hofmeister series are preferred as cations constituting the water-soluble salt, since the stronger the chaotropic properties of these cations in the Hofmeister series, the better the phase separation ability they can provide. Specific examples of strong chaotropic cations include guanidium ion, magnesium ion, calcium ion, lithium ion, and sodium ion. The hierarchy of chaotropic and kosmotropic properties of cations is well known and is described, for example, in the literature (Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara, J. Am. Chem. Soc., 136, 6155-6158 (2014)).
本発明で使用される水溶性塩の具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸アンモニウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硝酸マグネシウム等が挙げられる。 Specific examples of water-soluble salts for use in the present invention include sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, sodium sulfate, sodium hydrogen sulfate, ammonium sulfate, trisodium phosphate, tripotassium phosphate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, sodium acetate, potassium acetate, ammonium acetate, sodium chloride, potassium chloride, sodium nitrate, potassium nitrate, ammonium nitrate, sodium bromide, potassium bromide, magnesium sulfate, ammonium sulfate, magnesium nitrate, etc.
前述の通り、水溶性塩を構成する陰イオンはコスモトロープ性が強いほど相分離能が向上し、また、水溶性塩を構成する陽イオンはカオトロープ性が強いほど相分離能が向上するので、本発明で使用される水溶性塩の好適な例として、コスモトロープ性が強い陰イオンとカオトロープ性が強い陽イオンから構成されている水溶性塩が挙げられる。このような水溶性塩として、具体的には、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等が挙げられる。 As mentioned above, the stronger the kosmotropic properties of the anions that make up the water-soluble salt, the better the phase separation ability; and the stronger the chaotropic properties of the cations that make up the water-soluble salt, the better the phase separation ability. Therefore, suitable examples of water-soluble salts for use in the present invention include water-soluble salts composed of a strongly kosmotropic anion and a strongly chaotropic cation. Specific examples of such water-soluble salts include sodium carbonate, sodium bicarbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, sodium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, trisodium phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, etc.
本発明で使用される水溶性塩は、無水物の形態であってもよく、また水和物等の溶媒和物の形態であってもよい。 The water-soluble salts used in the present invention may be in an anhydrous form or in a solvate form such as a hydrate.
また、本発明の水性二相分離液において、水溶性塩は、1種のものを単独で使用してもよく、また2種以上のものを組み合わせて使用してもよい。 Furthermore, in the aqueous two-phase separation liquid of the present invention, one type of water-soluble salt may be used alone, or two or more types may be used in combination.
[一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと水溶性塩の濃度]
本発明の水性二相分離液は、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを水に溶解させることにより調製される。
[Concentration of carboxybetaine represented by general formula (1) and/or amine N-oxide represented by general formula (2) and water-soluble salt]
The aqueous two-phase separation liquid of the present invention is prepared by dissolving a carboxybetaine represented by general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by general formula (2) and a water-soluble salt in water.
本発明の水性二相分離液において、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと水溶性塩の濃度は、当該カルボキシベタイン及び/又はアミンN-オキシドの種類や水溶性塩の種類等に応じて、二相を形成できる範囲で適宜設定すればよい。具体的には、二相を形成できる濃度範囲は、使用するカルボキシベタイン及び/又はアミンN-オキシドと水溶性塩の種類毎に作成したバイノーダル曲線を用いることにより設定できる。バイノーダル曲線は、均一相から二相に変わる(相分離を起こす)添加剤と水溶性塩の濃度の関係を示す曲線であり、添加剤と水溶性塩の濃度を種々代えて、二相を形成できる条件と均一相になる条件の境界を求めることにより作成できる。バイノーダル曲線は、添加剤(一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシド)の濃度を縦軸、水溶性塩の濃度を横軸した場合、バイノーダル曲線の右上の領域が二相を形成できる範囲、左下の領域が均一相になる範囲となる。 In the aqueous two-phase separation liquid of the present invention, the concentrations of the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and the water-soluble salt may be appropriately set within a range that allows the formation of two phases, depending on the type of carboxybetaine and/or amine N-oxide and the type of water-soluble salt. Specifically, the concentration range that allows the formation of two phases can be set using binodal curves created for each type of carboxybetaine and/or amine N-oxide and water-soluble salt used. A binodal curve is a curve that shows the relationship between the concentration of the additive and the water-soluble salt at which a homogeneous phase changes to two phases (causing phase separation). It can be created by varying the concentrations of the additive and the water-soluble salt to determine the boundary between the conditions that allow the formation of two phases and the conditions that result in a homogeneous phase. When the concentration of the additive (carboxybetaine represented by general formula (1) and/or amine N-oxide represented by general formula (2)) is plotted on the vertical axis and the concentration of the water-soluble salt on the horizontal axis, the region in the upper right corner of the binodal curve is the range in which two phases can be formed, and the region in the lower left corner is the range in which a homogeneous phase is formed.
本発明の水性二相分離液において、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと水溶性塩の濃度は、前述の通り、使用するカルボキシベタイン及び水溶性の種類に応じてバイノーダル曲線を作成して設定すればよいが、例えば、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドの濃度は、0.1~86質量%、好ましくは10~50質量%、より好ましくは15~40質量%の範囲内で設定すればよく、水溶性塩の濃度は、0.1~50質量%、好ましくは1~40質量%、より好ましくは5~35質量%の範囲内で設定すればよい。 In the aqueous two-phase separation liquid of the present invention, the concentrations of the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and the water-soluble salt can be determined by creating a binodal curve based on the type of carboxybetaine and water-soluble compound used, as described above. For example, the concentration of the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) can be set within the range of 0.1 to 86% by mass, preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 15 to 40% by mass, and the concentration of the water-soluble salt can be set within the range of 0.1 to 50% by mass, preferably 1 to 40% by mass, and more preferably 5 to 35% by mass.
[特性・用途]
本発明の水性二相分離液は、撹拌して静置すると、上層に一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、下層に水溶性塩を含む水相とからなる二相に分離した分離液になる。
[Characteristics/Applications]
When the aqueous two-phase separation liquid of the present invention is stirred and allowed to stand, it separates into two phases: an upper aqueous phase containing a carboxybetaine represented by general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by general formula (2), and a lower aqueous phase containing a water-soluble salt.
本発明の水性二相分離液は、有機物に対する分配係数が高く、有機物の分離のための分液法に好適に使用される。本発明の水性二相分離液を使用した有機物の分離方法については後述する通りである。 The aqueous two-phase separation liquid of the present invention has a high distribution coefficient for organic substances and is suitable for use in liquid separation methods for separating organic substances. A method for separating organic substances using the aqueous two-phase separation liquid of the present invention is described below.
2.有機物の分離方法
本発明の分離方法は、水性二相分離液を使用して有機物を分離する方法である。具体的には、本発明の分離方法は、有機物を含む被処理物と、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを含む水性二相分離液を調製して混合する第1工程、並びに、得られた混合液を、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、水溶性塩を含む水相に二相分離させ、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相を回収する第2工程を含むことを特徴とする。以下、本発明の分離方法について、詳述する。
2. Organic Substance Separation Method The separation method of the present invention is a method for separating organic substances using an aqueous two-phase separation liquid. Specifically, the separation method of the present invention is characterized by comprising: a first step of preparing and mixing an organic substance-containing material to be treated with an aqueous two-phase separation liquid containing a carboxybetaine represented by general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by general formula (2), and a water-soluble salt; and a second step of separating the resulting mixture into two phases: an aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and an aqueous phase containing the water-soluble salt; and recovering the aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2). The separation method of the present invention is described in detail below.
[有機物]
本発明の分離方法では、有機物を含む被処理物から有機物を分離する。本発明において、分離対象となる有機物は、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相に対して溶解性を示すことを限度として特に制限されないが、例えば、オクタノール/水分配係数(logP)が-7~14の範囲内である有機物が挙げられる。分離対象となる有機物として、オクタノール/水分配係数が、好ましくは-2~14、より好ましくは-1~14の範囲内であるものが挙げられる。オクタノール/水分配係数とは、1-オクタノールと水の2相システムにおいて化合物が1-オクタノール相に溶解している濃度と水に溶解している濃度の比であり、化合物の親水性又は疎水性の程度指標として用いられる値である。オクタノール/水分配係数は、日本工業規格JIS 7260-107:200「分配係数(1-オクタノール/水)の測定-フラスコ振とう法」に記載の方法で測定することができる。
[Organic matter]
In the separation method of the present invention, organic matter is separated from a material to be treated that contains organic matter. In the present invention, the organic matter to be separated is not particularly limited, as long as it is soluble in an aqueous phase containing a carboxybetaine represented by general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by general formula (2). Examples of the organic matter to be separated include organic matter having an octanol/water partition coefficient (log P) in the range of −7 to 14. Organic matter to be separated preferably has an octanol/water partition coefficient in the range of −2 to 14, more preferably −1 to 14. The octanol/water partition coefficient is the ratio of the concentration of a compound dissolved in the 1-octanol phase to the concentration of a compound dissolved in water in a two-phase system of 1-octanol and water, and is a value used as an index of the degree of hydrophilicity or hydrophobicity of a compound. The octanol/water partition coefficient can be measured by the method described in Japanese Industrial Standard JIS 7260-107:200, "Measurement of partition coefficient (1-octanol/water) - Shake flask method."
分離対象となる有機物の種類については、特に制限されないが、例えば、脂肪族化合物、芳香族化合物、脂環式化合物、単糖、オリゴ糖、多糖、核酸(RNA、DNA)、ペプチド、タンパク質、合成高分子(合成高分子、合成繊維)、機能性有機色素(有機半導体)及びその錯体、微生物等が挙げられる。 The type of organic matter to be separated is not particularly limited, but examples include aliphatic compounds, aromatic compounds, alicyclic compounds, monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, nucleic acids (RNA, DNA), peptides, proteins, synthetic polymers (synthetic polymers, synthetic fibers), functional organic dyes (organic semiconductors) and their complexes, microorganisms, etc.
分離対象となる有機物として、より具体的には、デンプン、セルロース、キチン、キトサン、ペクチン、イヌリン、アガロース、カラギーナン、キサンタンガム、グアガム、アルギン酸のような多糖;酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、アラキドン酸等の脂肪酸;脂肪酸とグリセリンがトリグリセリド、ジグリセリド又はモノグリセリド結合した油脂;グリカナーゼ、ヌクレアーゼ、リパーゼ、プロテアーゼ、ホスホターゼ、オキシダーゼ、リダクターゼ、キナーゼ、セルラーゼ、ポリメラーゼ、リアーゼ、イソメラーゼ、シンセターゼ、転写調節因子、受容体(アドレナリン受容体、グルコース受容体、ドーパミン受容体、アンギオテンシン受容体、セロトニン受容体、オピオイド受容体、アセチルコリン受容体等)、ルビスコ、成長因子(EGF、IGF、TGF、BDNF、VEGF、EPO、TPO等)、抗体、サイトカイン(インターフェロン、インターロイキン等)、バイオ医薬品(インスリン、ソマトロピン、エリスロポエチン等)等のタンパク質;細菌(大腸菌、ブドウ球菌、サルモネラ菌、緑膿菌、レンサ球菌、結核菌、コレラ菌、ボツリヌス菌等)真菌(白癬菌、カンジダ菌等)、ファージ、ウイルス(インフルエンザウイルス、コロナウイルス、肝炎ウイルス、エイズウイルス、風疹ウイルス、麻疹ウイルス等)等の微生物;フェノール、カテキン、アントシアニン、フラバノン、フラボノール、クロロゲン酸、クマリン、リグニン、クマル酸、フェルラ酸、タンニン、ヒドロキノン、クルクミン、フラボン、イソフラボン、トコフェロール、ルチン、リモネン、リグナン、セサミン、ルテイン、キサントフィル、フコキサンチン、アスタキサンチン、リコペン、β―カロテン、レチノール、レチノイン酸、カフェイン、テオフィリン、メラニン等の低分子化合物;ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、インジゴ系色素、シアニン系色素、スチルベン系色素、アゾ系色素、ロイコ系色素、アニリン系色素等の合成色素;ポリチオフェン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸及びそのエステル、ポリメタクリル酸及びそのエステル、ポリシリコーン、ポリウレタン等の合成高分子;PEDOT・PSS、アントラキノン、スクリアリウム、[トリス(2―フェニルピリジン)イリジウム(III)]、トリス(8―キノリノラト)アルミニウム等の機能性色素及びその錯体等が挙げられる。 Specific examples of organic substances to be separated include polysaccharides such as starch, cellulose, chitin, chitosan, pectin, inulin, agarose, carrageenan, xanthan gum, guar gum, and alginic acid; fatty acids such as butyric acid, valeric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, arachidic acid, and arachidonic acid; fats and oils in which fatty acids and glycerin are bonded together as triglycerides, diglycerides, or monoglycerides; glycanases, nucleases, lipases, proteases, phosphotases, oxidases, and enzymes. Proteins such as ductases, kinases, cellulases, polymerases, lyases, isomerases, synthetases, transcriptional regulators, receptors (adrenergic receptors, glucose receptors, dopamine receptors, angiotensin receptors, serotonin receptors, opioid receptors, acetylcholine receptors, etc.), Rubisco, growth factors (EGF, IGF, TGF, BDNF, VEGF, EPO, TPO, etc.), antibodies, cytokines (interferons, interleukins, etc.), biopharmaceuticals (insulin, somatropin, erythropoietin, etc.); bacteria (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus, Mycobacterium tuberculosis, Vibrio cholerae), etc. Microorganisms such as fungi (tinea fungus, Candida fungus, etc.), phages, and viruses (influenza virus, coronavirus, hepatitis virus, AIDS virus, rubella virus, measles virus, etc.); phenol, catechin, anthocyanin, flavanone, flavonol, chlorogenic acid, coumarin, lignin, coumaric acid, ferulic acid, tannin, hydroquinone, curcumin, flavones, isoflavones, tocopherol, rutin, limonene, lignan, sesamin, lutein, xanthophyll, fucoxanthin, astaxanthin, lycopene, β-carotene, retinol, retinoic acid, caffeine, theophilin low molecular weight compounds such as porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, indigo dyes, cyanine dyes, stilbene dyes, azo dyes, leuco dyes, and aniline dyes; synthetic dyes such as polythiophene, polyester, polyamide, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid and its esters, polymethacrylic acid and its esters, polysilicone, and polyurethane; and functional dyes and complexes thereof such as PEDOT/PSS, anthraquinone, sculirium, [tris(2-phenylpyridine)iridium(III)], and tris(8-quinolinolato)aluminum.
本発明の分離方法において、処理対象である「有機物を含む被処理物」とは、有機物を含み、有機物の分離が求められているものである。有機物を含む被処理物は、液状、ペースト状、固体状等のいずれであってもよい。有機物を含む被処理物の種類については、特に制限されないが、例えば、植物、生体組織、細胞等の抽出物;微生物、細胞等の培養物;酵素反応、化学反応等の反応物、汚水等の水処理等が挙げられる。 In the separation method of the present invention, the "material to be treated containing organic matter" refers to a material that contains organic matter and from which separation of the organic matter is desired. The material to be treated containing organic matter may be in any form, such as a liquid, paste, or solid. There are no particular limitations on the type of material to be treated that contains organic matter, but examples include extracts of plants, biological tissues, cells, etc.; cultures of microorganisms, cells, etc.; reaction products of enzyme reactions, chemical reactions, etc.; and water treatment of wastewater, etc.
[第1工程]
第1工程では、有機物を含む被処理物と、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを含む水性二相分離液を調製して混合する。
[First step]
In the first step, an aqueous two-phase separation liquid containing an organic substance-containing material to be treated, a carboxybetaine represented by general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by general formula (2), and a water-soluble salt is prepared and mixed.
水性二相分離液に添加される一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと水溶性塩の種類や濃度等については、前記「1.水性二相分離液」の欄に記載の通りである。 The types and concentrations of the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and water-soluble salt added to the aqueous two-phase separation liquid are as described above in the section "1. Aqueous two-phase separation liquid."
有機物を含む被処理物の添加量については、分離対象となる有機物の種類等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、水性二相分離液中で分離対象となる有機物の濃度が0.001~30質量%程度、好ましくは0.01~20質量%程度、より好ましくは0.1~15質量%程度となるように設定すればよい。 The amount of organic-containing material to be treated added can be set appropriately depending on the type of organic material to be separated, but it can be set, for example, so that the concentration of the organic material to be separated in the aqueous two-phase separation liquid is approximately 0.001 to 30% by mass, preferably 0.01 to 20% by mass, and more preferably 0.1 to 15% by mass.
斯くして有機物を含む水性二相分離液を調製して混合した後に、後述する第2工程に供する。 After preparing and mixing an aqueous two-phase separation liquid containing organic matter, it is subjected to the second step described below.
[第2工程]
第2工程では、前記第1工程で得られた混合液を、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、水溶性塩を含む水相に二相分離させ、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相を回収する。
[Second step]
In the second step, the mixture obtained in the first step is separated into two phases: an aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and an aqueous phase containing a water-soluble salt, and the aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) is recovered.
前記第1工程で得られた混合液を、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、水溶性塩を含む水相に二相分離させるには、当該混合液を静置すればよい。また、相分離を早める場合には遠心分離を行ってもよい。 To separate the mixture obtained in the first step into two phases, an aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and an aqueous phase containing the water-soluble salt, the mixture can be allowed to stand. Alternatively, centrifugation can be performed to accelerate the phase separation.
二相分離によって、上層に一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、下層に水溶性塩を含む水相とからなる二相に分離した分離液になる。分離対象となる有機物は、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相(すなわち上層)に分配されるので、当該水相を回収することにより、有機物が分離、回収される。 The two-phase separation results in a two-phase separated liquid consisting of an upper aqueous phase containing carboxybetaine represented by general formula (1) and/or amine N-oxide represented by general formula (2), and a lower aqueous phase containing a water-soluble salt. The organic matter to be separated is distributed in the aqueous phase containing carboxybetaine represented by general formula (1) and/or amine N-oxide represented by general formula (2) (i.e., the upper layer), and the organic matter is separated and recovered by recovering this aqueous phase.
また、第2工程後には、必要に応じて、回収した水相中の有機物を濃縮、精製等の処理に供してもよい。 Furthermore, after the second step, if necessary, the organic matter in the recovered aqueous phase may be subjected to treatment such as concentration and purification.
以下に、実施例等を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples, but the present invention is not limited to these in any way.
製造例:各種カルボキシベタインの製造
以下に示すカルボキシベタイン1~5を特開2009-96766号公報に記載の方法を参考にして合成した。カルボキシベタイン1は一般式(1)においてR1~R3がメチル基であり、R4がメチレン基である化合物、カルボキシベタイン2は一般式(1)においてR1~R3がエチル基であり、R4がメチレン基である化合物、カルボキシベタイン3は一般式(1)においてR1~R3がプロピル基であり、R4がメチレン基である化合物、カルボキシベタイン4は一般式(1)においてR1~R3がブチル基であり、R4がメチレン基である化合物、カルボキシベタイン5は一般式(1)においてR1~R3がペンチル基であり、R4がメチレン基である化合物である。
実施例1:カルボキシベタインと水溶性塩との水性二相系の形成の確認
水性二相系の形成能(相分離を生じさせる特性)について、1.0Mの濃度で調製したカルボキシベタイン1~5水溶液に固体の硫酸ナトリウム(Na2SO4)(富士フイルム和光純薬製、型番197-03345)を溶けなくなるまで添加することで確認した。また、比較添加物として、非特許文献1において硫酸ナトリウムの添加によって相分離を起こすことが明らかとなっているPEG600(東京化成工業製、型番P0903)(質量パーセント濃度:28.5%)を用いた。
Example 1: Confirmation of the formation of an aqueous two-phase system of carboxybetaine and a water-soluble salt The ability to form an aqueous two-phase system (the property of causing phase separation) was confirmed by adding solid sodium sulfate ( Na2SO4 ) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., model number 197-03345) to an aqueous solution of carboxybetaine 1 to 5 prepared at a concentration of 1.0 M until it no longer dissolved. Furthermore, as a comparative additive, PEG600 (manufactured by Tokyo Chemical Industry, model number P0903) (mass percent concentration: 28.5%) was used, which has been shown in Non-Patent Document 1 to cause phase separation when sodium sulfate is added.
結果を図1に示す。図1は硫酸ナトリウムが溶けなくなった直後の相分離の様子を示した写真画像である。PEG600は既に報告されているように相分離を起こした。一方、カルボキシベタイン1~5では次のようになった。カルボキシベタイン1及び2では相分離は確認されなかったが、カルボキシベタイン3~5ではPEG600と同様に相分離を起こすことが確認された。 The results are shown in Figure 1. Figure 1 is a photograph showing the phase separation that occurred immediately after sodium sulfate ceased to dissolve. PEG 600 underwent phase separation, as has already been reported. On the other hand, the results for carboxybetaines 1 to 5 were as follows: no phase separation was observed for carboxybetaines 1 and 2, but carboxybetaines 3 to 5 were confirmed to undergo phase separation, just like PEG 600.
実施例2:カルボキシベタインと硫酸ナトリウムのバイノーダル曲線の比較
実施例1において相分離が確認されたカルボキシベタイン3~5の相分離能を、バイノーダル曲線を用いて比較した。比較添加剤としてPEG600を用いた。水溶性塩として硫酸ナトリウムを用いた。バイノーダル曲線は均一相から二相に変わる(相分離を起こす)添加剤と塩濃度の関係を示す曲線であり、曲線の右上の領域が二相、左下の領域が均一相となる。カルボキシベタインやPEGのような添加剤の相分離能の高さは、より少ない添加剤または塩濃度で相分離を起こすことと考えることができ、バイノーダル曲線が原点に近づく(左下に寄る)ほど相分離能が高いと言える。
Example 2: Comparison of binodal curves of carboxybetaine and sodium sulfate The phase separation ability of carboxybetaines 3 to 5, for which phase separation was confirmed in Example 1, was compared using binodal curves. PEG 600 was used as the comparative additive. Sodium sulfate was used as the water-soluble salt. The binodal curve is a curve that shows the relationship between the additive that changes from a homogeneous phase to two phases (causing phase separation) and the salt concentration, with the region in the upper right corner of the curve representing two phases and the region in the lower left corner representing the homogeneous phase. The high phase separation ability of additives such as carboxybetaine and PEG can be considered to be the ability to cause phase separation with a lower additive or salt concentration, and the closer the binodal curve is to the origin (lower left), the higher the phase separation ability.
結果を図2に示す。図2はカルボキシベタイン4、5又はPEG600と硫酸ナトリウムのバイノーダル曲線を示している(カルボキシベタイン3は測定中に、沈殿が析出してしまいバイノーダル曲線を描くことができなかった。つまり、相分離能はカルボキシベタイン4、5よりも低いと考えられる)。バイノーダル曲線を比較すると、カルボキシベタイン4、PEG600、カルボキシベタイン5の順に原点方向へ曲線が近づいていった。つまり、カルボキシベタイン5の相分離能が他の2つの添加剤よりも高いことがわかった。その相分離能を比較してみると、例えば、硫酸ナトリウム濃度が10質量%では、PEG600及びカルボキシベタイン4はそれぞれ、15質量%及び20質量%の添加剤濃度で相分離を起こしたのに対し、カルボキシベタイン5ではわずか3.6質量%の添加濃度(他の添加剤と比較して5分の1から4分の1の添加濃度)で相分離を起こした。すなわち、これらの結果からカルボキシベタイン5に格段に優れた相分離能があることが示された。 The results are shown in Figure 2. Figure 2 shows the binodal curves for carboxybetaine 4, 5, or PEG 600 with sodium sulfate. (Carboxybetaine 3 precipitated during the measurement, making it impossible to plot a binodal curve. This suggests that its phase separation ability is lower than that of carboxybetaine 4 or 5.) Comparing the binodal curves, the curves approached the origin in the order of carboxybetaine 4, PEG 600, and carboxybetaine 5. This indicates that carboxybetaine 5 has a higher phase separation ability than the other two additives. Comparing the phase separation abilities, for example, at a sodium sulfate concentration of 10% by mass, PEG 600 and carboxybetaine 4 underwent phase separation at additive concentrations of 15% and 20% by mass, respectively, whereas carboxybetaine 5 underwent phase separation at an additive concentration of only 3.6% by mass (one-fifth to one-quarter of the other additive concentrations). These results demonstrate that carboxybetaine 5 has significantly superior phase separation ability.
実施例3:カルボキシベタイン5と水溶性塩との組み合わせによる相分離能の比較
実施例2においてカルボキシベタイン5に優れた相分離能があることが示された。そこで、硫酸ナトリウム以外の水溶性塩との組み合わせによって相分離能に違いが生じるか、バイノーダル曲線の比較を行った。水溶性塩として、炭酸ナトリウム(Na2CO3、富士フイルム和光純薬製、型番199-01585)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、リン酸三ナトリウム・12水和物(Na3PO4、富士フイルム和光純薬製、型番191-02885)、リン酸三カリウム(K3PO4、富士フイルム和光純薬製、型番161-04325)、リン酸水素二カリウム(K2HPO4、富士フイルム和光純薬製、型番164-04295)、クエン酸三ナトリウム二水和物(C(OH)(CH2COONa)2COONa、林純薬工業製、型番19001975)酢酸ナトリウム(CH3COONa、富士フイルム和光純薬製、型番192-01075)、塩化ナトリウム(NaCl、富士フイルム和光純薬製、型番198-01675)、硝酸ナトリウム(NaNO3、富士フイルム和光純薬製、型番195-02545)、臭化ナトリウム(NaBr、富士フイルム和光純薬製、型番193-01505)、無水硫酸マグネシウム(MgSO4、富士フイルム和光純薬製、型番132-00435)、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4、富士フイルム和光純薬製、型番019-03435)、及び硝酸マグネシウム六水和物(Mg(NO3)2、関東化学製、型番25015-30)を用いた。
Example 3: Comparison of phase separation ability by combination of carboxybetaine 5 and water-soluble salt In Example 2, it was shown that carboxybetaine 5 has excellent phase separation ability. Therefore, a comparison of binodal curves was carried out to see whether the phase separation ability differs depending on the combination with a water-soluble salt other than sodium sulfate. Examples of water-soluble salts include sodium carbonate (Na 2 CO 3 , manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 199-01585), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), trisodium phosphate dodecahydrate (Na 3 PO 4 , manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 191-02885), tripotassium phosphate (K 3 PO 4 , manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 161-04325), dipotassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4 , manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 164-04295), trisodium citrate dihydrate (C(OH)(CH 2 COONa) 2 COONa, manufactured by Hayashi Pure Chemical Industries, model number 19001975), sodium acetate (CH 3 The following substances were used: COONa (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 192-01075), sodium chloride (NaCl (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 198-01675), sodium nitrate (NaNO 3 (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 195-02545), sodium bromide (NaBr (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 193-01505)), anhydrous magnesium sulfate (MgSO 4 (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 132-00435), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 019-03435)), and magnesium nitrate hexahydrate (Mg(NO 3 ) 2 (Kanto Chemical Industries, model number 25015-30)).
硫酸ナトリウム(Na2SO4)、リン酸三ナトリウム(Na3PO4)、クエン酸三ナトリウム(C(OH)(CH2COONa)2COONa)、酢酸ナトリウム(CH3COONa)、塩化ナトリウム(NaCl)、硝酸ナトリウム(NaNO3)、及び臭化ナトリウム(NaBr)は陽イオンをナトリウムイオンに固定し、陰イオンの違いによる相分離能の違いを評価するために用いた。 Sodium sulfate ( Na2SO4 ), trisodium phosphate ( Na3PO4 ), trisodium citrate (C(OH)( CH2COONa ) 2COONa ), sodium acetate ( CH3COONa ), sodium chloride (NaCl), sodium nitrate ( NaNO3 ), and sodium bromide (NaBr) were used to fix the cation to sodium ion and evaluate the difference in phase separation ability due to the difference in anion.
また、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)、硝酸ナトリウム(NaNO3)、及び硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)は陰イオンを硫酸イオンもしくは硝酸イオンに固定し、陽イオンの違いによる相分離能の違いを評価するために用いた。 In addition, sodium sulfate ( Na2SO4 ), magnesium sulfate ( MgSO4 ), ammonium sulfate (( NH4 ) 2SO4 ), sodium nitrate ( NaNO3 ), and magnesium nitrate (Mg( NO3 ) 2 ) were used to fix the anions to sulfate ions or nitrate ions and evaluate the difference in phase separation ability due to different cations.
更に、陽イオン、陰イオンの相分離効果の序列が陰イオンのコスモトロープ性や陽イオンのカオトロープ性の序列と相関があるかを検証するために、リン酸三ナトリウム(Na3PO4)に対して、陽イオンのカオトロープ性がナトリウムより弱いリン酸三カリウム(K3PO4)を用いた場合と、そのリン酸三カリウムに対して陰イオンのコスモトロープ性のやや弱いリン酸水素二カリウム(K2HPO4)を用いた場合について、カルボキシベタイン5とのバイノーダル曲線をそれぞれ作成し、相分離能を比較した。結果を図3~5に示す。 Furthermore, to verify whether the order of the phase separation effects of cations and anions correlates with the order of the kosmotropic properties of anions and the chaotropic properties of cations, binodal curves were prepared for the cases where tripotassium phosphate ( K3PO4 ), which has weaker cation chaotropic properties than sodium, was used in comparison with trisodium phosphate ( Na3PO4 ), and where dipotassium hydrogen phosphate ( K2HPO4 ) , which has slightly weaker anion kosmotropic properties than tripotassium phosphate, was used, and the phase separation ability was compared. The results are shown in Figures 3 to 5 .
図3は、陽イオンをナトリウムイオンに固定し、陰イオンを炭酸イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、クエン酸イオン、酢酸イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、又は硝酸イオンにした際のバイノーダル曲線を比較している。陰イオンを変えると、バイノーダル曲線は大きく変化した。陰イオンによる相分離能の高さの序列は、炭酸イオン>リン酸イオン>硫酸イオン>クエン酸イオン>酢酸イオン>塩化物イオン>硝酸イオン>臭化物イオンであった。この序列はホフマイスター系列の序列(コスモトロープ>カオトロープ)と一致していた(Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara、J.Am.Chem.Soc.,136,6155-6158(2014))。 Figure 3 compares the binodal curves when the cation is fixed to sodium ion and the anion is carbonate ion, phosphate ion, sulfate ion, citrate ion, acetate ion, chloride ion, bromide ion, or nitrate ion. Changing the anion significantly altered the binodal curve. The order of phase separation ability by anion was carbonate ion > phosphate ion > sulfate ion > citrate ion > acetate ion > chloride ion > nitrate ion > bromide ion. This order was consistent with the Hofmeister series (kosmotrope > chaotrope) (Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara, J. Am. Chem. Soc., 136, 6155-6158 (2014)).
図4は、陰イオンを硫酸イオンもしくは硝酸イオンに固定し、陽イオンをナトリウムイオン、アンモニウムイオン、又はマグネシウムイオンに変えた時のバイノーダル曲線を比較している。コスモトロープ性の強い硫酸イオンに対して陽イオンを変えてもバイノーダル曲線は変化しなった。一方、陰イオンをコスモトロープ性がそれほど強くない硝酸イオンとした場合は、マグネシウムイオン>ナトリウムイオンの序列が確認された。これは、陰イオンで確認されたホフマイスター系列の序列と逆の関係(カオトロープ>コスモトロープ)を示し、陽イオンと陰イオンが、添加剤であるカルボキシベタイン5に作用する仕方が異なることを示唆する。また、陰イオンが強いコスモトロープ性を示すと、陽イオンの違いはバイノーダル曲線には現れないことも示された。 Figure 4 compares the binodal curves when the anion is fixed at sulfate or nitrate and the cation is changed to sodium, ammonium, or magnesium. For sulfate, which has strong kosmotropic properties, the binodal curve did not change when the cation was changed. On the other hand, when nitrate, which has less strong kosmotropic properties, was used as the anion, a ranking of magnesium ions > sodium ions was confirmed. This shows the opposite relationship to the Hofmeister series ranking confirmed for anions (chaotrope > kosmotrope), suggesting that cations and anions act differently on the additive, carboxybetaine 5. It was also shown that when anions exhibit strong kosmotropic properties, the difference in cations does not appear in the binodal curve.
図5は、リン酸三ナトリウムとリン酸三カリウム、又はリン酸水素二カリウムのバイノーダル曲線を比較している。リン酸三ナトリウムに対して陽イオンのカオトロープ性の弱いカリウムに置換したリン酸三カリウムを用いた場合、バイノーダル曲線は右上にシフトし、相分離能が弱まったことが分かった。また、リン酸三カリウムのリン酸イオンのコスモトロープ性が弱いリン酸水素イオンに置換したリン酸水素二カリウムは更に右上にシフトした。 Figure 5 compares the binodal curves of trisodium phosphate, tripotassium phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate. When tripotassium phosphate, in which the cation has been substituted with potassium, which has weaker chaotropic properties than trisodium phosphate, was used, the binodal curve shifted to the upper right, indicating a weakened phase separation ability. Furthermore, when dipotassium hydrogen phosphate, in which the phosphate ion in tripotassium phosphate has been substituted with hydrogen phosphate ion, which has weaker kosmotropic properties, was used, the binodal curve shifted even further to the upper right.
以上のことから、カルボキシベタイン5と水溶性塩による相分離能は、水溶性塩の陽イオン、陰イオンの種類とそれらの組み合わせによって変わることが明らかとなった。陽イオンと陰イオンを比較すると、陰イオンの方が相分離能に強い影響を及ぼすことが明らかとなった。また、陰イオンとして好ましいものは、ホフマイスター系列においてコスモトロープ性が強いイオンであった。一方、陽イオンとして好ましいものはカオトロープ性が強いイオンであった。 From the above, it became clear that the phase separation ability of carboxybetaine 5 and water-soluble salts varies depending on the type of cation and anion in the water-soluble salt and their combination. When comparing cations and anions, it became clear that anions have a stronger effect on phase separation ability. Furthermore, ions with strong kosmotropic properties in the Hofmeister series were preferred as anions. On the other hand, ions with strong chaotropic properties were preferred as cations.
実施例4:カルボキシベタイン、アミンN―オキシドと、スルホベタイン、テトラアルキルアンモニウム塩における相分離能の比較Example 4: Comparison of phase separation ability between carboxybetaine, amine N-oxide, and sulfobetaine, tetraalkylammonium salt
相分離能が確認される添加剤として、スルホベタイン、テトラアルキルアンモニウム塩がある(非特許文献2及び3参照)。それらと比較して本発明で使用するカルボキシベタインが相分離能力において優位性があるか比較した。また、カルボキシベタインと同様に水和を介して酵素活性化を起こすこと(Takuma Aoki,Yuichi Nakagawa,Ryutaro Genjima,Kazuya Koumoto,Bioprocess Biosys.Eng.,43,541-548(2020))が知られているアミンN-オキシドも用いた。カルボキシベタインの比較として用いた、スルホベタイン4及び5、テトラアルキルアンモニウム塩4及び5、並びにアミンN―オキシド5の構造を以下に示す。
具体的には、カルボキシベタイン5を57質量%含むカルボキシベタイン5溶液、及びカルボキシベタイン5以外の各添加剤(アミンN―オキシド5、PEG600、スルホベタイン4及び5、並びにテトラアルキルアンモニウム塩4及び5)を60質量%含む添加剤溶液を調製した。また、別途、各水溶性塩の飽和水溶液を調製した。添加剤溶液100μLと水溶性塩の飽和水溶液100μLを混合し、相分離が生じるか否かを調べた。実験に使用した水溶性塩は硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウムの5種類の水溶性塩を用いた。 Specifically, a carboxybetaine 5 solution containing 57% by mass of carboxybetaine 5 and an additive solution containing 60% by mass of each additive other than carboxybetaine 5 (amine N-oxide 5, PEG 600, sulfobetaines 4 and 5, and tetraalkylammonium salts 4 and 5) were prepared. Separately, saturated aqueous solutions of each water-soluble salt were prepared. 100 μL of the additive solution and 100 μL of the saturated aqueous solution of the water-soluble salt were mixed to check whether phase separation occurred. Five types of water-soluble salts were used in the experiment: sodium sulfate, ammonium sulfate, sodium acetate, sodium chloride, and sodium bromide.
結果を表1に示す。相分離が確認されたものは「○」、確認されなかったものは「×」と表記している。既存の添加剤として知られるPEG600を添加剤とした場合、硫酸ナトリウムと硫酸アンモニウムで相分離を起こしたが、他の3種類の水溶性塩では相分離を起こさなかった。一方、本発明に従うカルボキシベタイン5は用いた5種類の水溶性塩すべてで相分離を起こした。また、アミンN―オキシド5もカルボキシベタイン5と同様に用いた5種類の水溶性塩すべてで相分離を起こし、高い相分離能があることが確認された。 The results are shown in Table 1. "○" indicates that phase separation was confirmed, and "×" indicates that phase separation was not confirmed. When PEG 600, a known additive, was used as the additive, phase separation occurred with sodium sulfate and ammonium sulfate, but not with the other three types of water-soluble salts. On the other hand, carboxybetaine 5 according to the present invention caused phase separation with all five types of water-soluble salts used. Furthermore, like carboxybetaine 5, amine N-oxide 5 also caused phase separation with all five types of water-soluble salts used, confirming its high phase separation ability.
スルホベタインでは、スルホベタイン4でPEG600やカルボキシベタイン4と同様の結果を、スルホベタイン5では酢酸ナトリウムを含む3種類の水溶性塩で相分離を起こした。アニオン性官能基がカルボキシ基からスルホン酸基に変わると相分離を起こす力が弱まることが明らかとなった。 For sulfobetaines, sulfobetaine 4 produced results similar to those of PEG 600 and carboxybetaine 4, while sulfobetaine 5 caused phase separation with three types of water-soluble salts, including sodium acetate. It was revealed that the ability to cause phase separation weakened when the anionic functional group changed from a carboxy group to a sulfonic acid group.
またテトラアルキルアンモニウム塩では、テトラアルキルアンモニウム塩4で硫酸ナトリウムと硫酸アンモニウム、臭化ナトリウムの3種、テトラアルキルアンモニウム塩5で硫酸ナトリウムと硫酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウムの4種で相分離を起こした。いずれもカルボキシベタイン5と比較して相分離能が低いことが確認された。 Furthermore, with tetraalkylammonium salts, phase separation occurred with three types of tetraalkylammonium salt 4: sodium sulfate, ammonium sulfate, and sodium bromide, while with tetraalkylammonium salt 5: sodium sulfate, ammonium sulfate, sodium acetate, and sodium chloride. It was confirmed that all of these salts had lower phase separation ability than carboxybetaine 5.
実施例5:カルボキシベタイン5と硫酸ナトリウムが形成する水性二相系を利用した有機物の分配
添加剤の中で最も相分離能が高かったカルボキシベタイン5と硫酸ナトリウムが形成する水性二相系による有機物の分配挙動について調べた。分配挙動を評価した有機物は、以下に示すテオフィリン(富士フイルム和光純薬製、型番209-09932)(logP=-1.12)、カフェイン(富士フイルム和光純薬製、型番161-0125)(logP=0.07)、ヒドロキノン(富士フイルム和光純薬製、型番085-01212)(logP=1.25)、フェルラ酸(東京化成工業製、型番H0267)(logP=1.42)、フェノール(富士フイルム和光純薬製、型番031-06792)(logP=1.46)、クマル酸(東京化成工業製、型番C0393)(logP=1.54)、クルクミン(東京化成工業製、型番C2302)(logP=2.74)、9-アミノアクリジン(東京化成工業製、型番A2905)(logP=2.56)、フラボン(東京化成工業製、型番F0015)(logP=3.07)、アゾベンゼン(東京化成工業製、型番A0565)(logP=3.22)、及びプロブコール(SIGMA-ALDRICH製、型番P9672-1)(logP=11.62)の11種を用いた。それぞれの化合物は親水性及び疎水性の指標として用いられるlogP(オクタノール/水分配係数)が-1~12の範囲の親水性又は疎水性の化合物である(logPが大きいほど疎水性が高いとされる)。
抽出実験に使用する水性二相系を形成させるために、添加剤:硫酸ナトリウム=24.2:8.6(質量パーセント濃度の比、図2のバイノーダル曲線における二相領域)とした。また比較添加剤としてPEG600を用いた。 To form the aqueous two-phase system used in the extraction experiments, the additive:sodium sulfate ratio was 24.2:8.6 (mass percent concentration ratio, the two-phase region of the binodal curve in Figure 2). PEG 600 was also used as a comparative additive.
1.0mlシェルバイアルに2.0Mカルボキシベタイン5水溶液0.42g又は60質量%PEG600水溶液0.40gを、22質量%硫酸ナトリウム水溶液0.39g、有機物1.0mg及び蒸留水(カルボキシベタイン5の場合は0.18g、PEG600の場合は0.20g)と混ぜ、ボルテックスミキサーで溶解しうる限り、撹拌した。その溶液を遠心分離操作(5000rpm、5分間、C1612、Benchmark scientific)で二相に分離させ、1時間室温で静置した。それぞれの相(上層:ベタイン(又はPEG600)相、下層:硫酸ナトリウム相)に含まれる有機物の吸光度を紫外可視分光光度計で測定し、分配係数(上層の吸光度/下層の吸光度)を求めた。 0.42 g of 2.0 M carboxybetaine 5 aqueous solution or 0.40 g of 60% PEG 600 aqueous solution was mixed with 0.39 g of 22% sodium sulfate aqueous solution, 1.0 mg of organic matter, and distilled water (0.18 g for carboxybetaine 5, 0.20 g for PEG 600) in a 1.0 ml shell vial and stirred until dissolved using a vortex mixer. The solution was centrifuged (5000 rpm, 5 minutes, C1612, Benchmark Scientific) to separate into two phases and allowed to stand at room temperature for 1 hour. The absorbance of the organic matter contained in each phase (upper layer: betaine (or PEG 600) phase, lower layer: sodium sulfate phase) was measured using a UV-visible spectrophotometer, and the partition coefficient (absorbance of upper layer/absorbance of lower layer) was calculated.
結果を図6に示す。図6は、各有機物における分配係数をカルボキシベタイン5とPEG600で比較している。フェノール及びアゾベンゼンでは有機物は下層(水溶性塩相)の吸光度がゼロで分配係数は無限大となったため、棒グラフは示されていない。また、PEG600を用いた場合、*で表記されたクルクミン、9―アミノアクリジン、フラボン、及びアゾベンゼンでは有機物が上層及び下層のどちらの相にも溶けず、溶け残っていた(例としてアゾベンゼンの分配、沈殿の様子を図7に示す)。このような不溶物はカルボキシベタイン5を用いた水性二相系では一切確認されなかった。また、有機物の分配係数(上層への分配)は、カルボキシベタイン5の方がPEG600よりもすべての有機物で高い値を示した。すなわち、カルボキシベタイン5は、親水性、疎水性の様々な物質を沈殿させることなく、上層(カルボキシベタイン相)に抽出することができる優れた水性二相系を作り出すことができることが明らかとなった。 The results are shown in Figure 6. Figure 6 compares the partition coefficients of each organic substance between carboxybetaine 5 and PEG 600. For phenol and azobenzene, the absorbance of the organic substance in the lower layer (aqueous salt phase) was zero, and the partition coefficient was infinite, so no bar graphs are shown. Furthermore, when PEG 600 was used, the organic substances curcumin, 9-aminoacridine, flavone, and azobenzene, marked with an asterisk, did not dissolve in either the upper or lower phase and remained undissolved (Figure 7 shows the distribution and precipitation of azobenzene as an example). No such insoluble matter was observed in the aqueous two-phase system using carboxybetaine 5. Furthermore, the partition coefficients of organic substances (partition to the upper layer) were higher for carboxybetaine 5 than for PEG 600 for all organic substances. This demonstrates that carboxybetaine 5 can create an excellent aqueous two-phase system that can extract a variety of hydrophilic and hydrophobic substances into the upper layer (carboxybetaine phase) without precipitating them.
実施例6:水性二相系を利用した有機物の分配平衡に及ぼすカルボキシベタイン5及び硫酸ナトリウム濃度の影響
水性二相系を形成できる添加剤濃度及び塩濃度は変えることができ、その影響が有機物の分配にも影響を及ぼす可能性がある。そこで、カルボキシベタイン5:硫酸ナトリウム=24.2:8.6(図2のバイノーダル曲線における二相領域)以外に、カルボキシベタイン5:硫酸ナトリウム=21.0:6.0、26.9:9.8の2つの異なる濃度で同様の抽出実験を行った。実験操作は実施例5と同じ方法で行い、logP値が異なる3種の有機物(カフェイン、クマル酸、及びフラボン)を用いた。なお、「カルボキシベタイン5:硫酸ナトリウム=X:Y」との記載形式は、カルボキシベタイン5がX質量%且つ硫酸ナトリウムがY質量%であることを指す。
Example 6: Effect of Carboxybetaine 5 and Sodium Sulfate Concentration on the Distribution Equilibrium of Organic Compounds Using an Aqueous Two-Phase System. The additive and salt concentrations that can form an aqueous two-phase system can be varied, and this influence may also affect the distribution of organic compounds. Therefore, in addition to the carboxybetaine 5:sodium sulfate ratio of 24.2:8.6 (the two-phase region of the binodal curve in Figure 2), similar extraction experiments were conducted using two different concentrations of carboxybetaine 5:sodium sulfate: 21.0:6.0 and 26.9:9.8. The experimental procedure was the same as in Example 5, and three organic compounds with different log P values (caffeine, coumaric acid, and flavone) were used. The notation "carboxybetaine 5:sodium sulfate = X:Y" indicates that the carboxybetaine 5 is X% by mass and the sodium sulfate is Y% by mass.
結果を図8に示す。図8では、3種類の有機物における組成と分配係数の関係を表している。図8から分かるように、どの有機物においてもカルボキシベタイン5と硫酸ナトリウムの濃度が上昇すると、分配係数が上昇していた。つまり、カルボキシベタイン5と水溶性塩の濃度が高いほど有機物は上層へ分配されることを意味する。また、すべての有機物で同様の傾向が現れたことから、カルボキシベタイン5と塩濃度が分配係数に及ぼす関係性は、種々の有機物にも同様に当てはまると考えられる。 The results are shown in Figure 8, which shows the relationship between composition and partition coefficient for three types of organic matter. As can be seen from Figure 8, the partition coefficient increased for all organic matters as the concentrations of carboxybetaine 5 and sodium sulfate increased. In other words, the higher the concentrations of carboxybetaine 5 and water-soluble salts, the more the organic matter partitions to the upper layer. Furthermore, since a similar trend was observed for all organic matters, it is thought that the relationship between carboxybetaine 5 and salt concentration on the partition coefficient applies similarly to a variety of organic matters.
実施例7:カルボキシベタイン5と種々の水溶性塩が形成する水性二相系を利用したカフェインの分配挙動の確認
図3に示すようにカルボキシベタイン5は水溶性塩との組み合わせによってバイノーダル曲線が変化した。そこで、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、酢酸ナトリウム(CH3COONa)、塩化ナトリウム(NaCl)、硝酸ナトリウム(NaNO3)、臭化ナトリウム(NaBr)を用い、水性二相系を形成させ、カフェインを有機物とした抽出実験を実施例5と同様の方法で行った。
Example 7: Confirmation of the distribution behavior of caffeine using aqueous two-phase systems formed by carboxybetaine 5 and various water-soluble salts As shown in Figure 3, the binodal curve of carboxybetaine 5 changed depending on the combination with a water-soluble salt. Therefore, an aqueous two -phase system was formed using sodium sulfate ( Na2SO4 ), sodium acetate ( CH3COONa ), sodium chloride (NaCl), sodium nitrate ( NaNO3 ), and sodium bromide (NaBr), and an extraction experiment using caffeine as an organic substance was carried out in the same manner as in Example 5.
水性二相系はそれぞれ、カルボキシベタイン5:硫酸ナトリウム=24:2及び26.9:9.8、カルボキシベタイン5:CH3COONa=10:16及び11:17、カルボキシベタイン5:NaCl=11:17及び12:18、カルボキシベタイン5:NaNO3=10:28及び11:29、カルボキシベタイン5:NaBr=10:33及び11:34の条件で形成させた。なお、「カルボキシベタイン5:水溶性塩=X:Y」との記載形式は、カルボキシベタイン5がX質量%且つ水溶性塩がY質量%であることを指す。 The aqueous two-phase systems were formed under the following conditions: carboxybetaine 5:sodium sulfate = 24:2 and 26.9:9.8, carboxybetaine 5: CH3COONa = 10:16 and 11:17, carboxybetaine 5:NaCl = 11:17 and 12:18, carboxybetaine 5: NaNO3 = 10:28 and 11:29, and carboxybetaine 5:NaBr = 10:33 and 11:34. Note that the notation "carboxybetaine 5:water-soluble salt = X:Y" indicates that the carboxybetaine 5 is X% by mass and the water-soluble salt is Y% by mass.
結果を図9に示す。図9は各水溶性塩とその組成で形成された水性二相系におけるカフェインの分配係数を示している。相分離能の高い硫酸ナトリウムから相分離能の低い臭化ナトリウムにかけて分配係数が小さくなっていることがわかる。即ち、相分離能が高い条件の方が上層へのカフェインの抽出効率が高いことを意味している。また、カルボキシベタイン5と水溶性塩の添加濃度が高い方が、分配係数が高いことは前記実施例6と同様の結果であった。つまり、カルボキシベタイン5と水溶性塩が作る水性二相系において有機物を分配させる場合には、相分離能の高くなる水溶性塩(陽イオンにカオトロープ、陰イオンにコスモトロープ)を用い、カルボキシベタイン5と水溶性塩の濃度が高い条件の方が、有機物がより多く上層(ベタイン相)に抽出される。 The results are shown in Figure 9. Figure 9 shows the distribution coefficient of caffeine in aqueous two-phase systems formed with each water-soluble salt and its composition. It can be seen that the distribution coefficient decreases from sodium sulfate, which has high phase separation ability, to sodium bromide, which has low phase separation ability. This means that conditions with high phase separation ability result in a higher extraction efficiency of caffeine into the upper layer. Furthermore, as in Example 6, the distribution coefficient increases with increasing concentrations of carboxybetaine 5 and water-soluble salt. In other words, when partitioning organic matter in an aqueous two-phase system formed by carboxybetaine 5 and water-soluble salt, using water-soluble salts with high phase separation ability (chaotrope for the cation and kosmotrope for the anion) and conditions with high concentrations of carboxybetaine 5 and water-soluble salt results in more organic matter being extracted into the upper layer (betaine phase).
実施例8:カルボキシベタイン5を含む水相への有機物溶解度の確認
実施例5~7で示したように、低分子の有機物に関してカルボキシベタイン5は優れた分配特性及び溶解性を示すことが明らかとなった。そこで、ベタイン相にどの程度の有機物が分配することが可能か、フラボンを例にその溶解度を調べた。
Example 8: Confirmation of organic substance solubility in an aqueous phase containing carboxybetaine 5 As shown in Examples 5 to 7, it was revealed that carboxybetaine 5 exhibits excellent partitioning properties and solubility for low-molecular-weight organic substances. Therefore, the solubility of flavone was investigated to determine the extent to which organic substances can be partitioned into the betaine phase.
室温条件下で57質量%カルボキシベタイン5水溶液にフラボンを少量ずつ添加し、ボルテックスミキサーで撹拌し、溶解させた。この操作をフラボンが溶解しなくなるまで繰り返すことでフラボン飽和溶液を調製した。紫外可視分光光度計を用いフラボンの濃度検量線を作成し、この検量線をもとにフラボン飽和溶液の濃度を、飽和溶液を希釈して求めたところ、12.99質量%であった。 Flavone was added in small amounts to a 57% by weight aqueous solution of carboxybetaine 5 at room temperature and stirred with a vortex mixer until dissolved. This procedure was repeated until no more flavone was dissolved, preparing a saturated flavone solution. A flavone concentration calibration curve was created using a UV-visible spectrophotometer, and the concentration of the saturated flavone solution was determined by diluting the saturated solution based on this calibration curve, which was found to be 12.99% by weight.
前記実施例5では吸収スペクトル測定を行うために低濃度(0.1質量%)の有機物濃度で実験を行ったが、13質量%程度まで高めても同様の抽出が行えることが確認された。 In Example 5, an experiment was conducted at a low organic concentration (0.1% by mass) to measure absorption spectra, but it was confirmed that similar extractions could be performed even when the concentration was increased to approximately 13% by mass.
実施例9:カルボキシベタイン5と硫酸ナトリウムが形成する水性二相系を利用したタンパク質及び核酸の分配挙動の確認
実施例5~7で示したように、低分子の有機物に関してカルボキシベタイン5は優れた分配特性及び溶解性を示すことが明らかとなった。そこで、高分子化合物にも同様の抽出能力が現れるか調べるために、生体高分子であるタンパク質と核酸の抽出に及ぼす影響を、ウシ血清アルブミン(BSA)(SIGMA製、型番A7030-109)、サケ精子DNA(富士フイルム和光純薬製、型番049-17321)を用い、実施例5と同様の方法で調べた。また、相分離条件としてはカルボキシベタイン5を24.2質量%且つ硫酸ナトリウムを8.6質量%の条件で行った。また、比較添加剤としてPEG600及びタンパク質の抽出に最適とされる報告のあるスルホベタイン5(非特許文献2参照)、及びPEG600を用いた。
Example 9: Confirmation of the partitioning behavior of proteins and nucleic acids using an aqueous two-phase system formed by carboxybetaine 5 and sodium sulfate. As shown in Examples 5 to 7, carboxybetaine 5 was found to exhibit excellent partitioning and solubility properties for low-molecular-weight organic compounds. Therefore, to investigate whether similar extraction capabilities are also observed for high-molecular-weight compounds, the effects of carboxybetaine 5 on the extraction of biopolymers, proteins and nucleic acids, were investigated using bovine serum albumin (BSA) (manufactured by SIGMA, model number A7030-109) and salmon sperm DNA (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, model number 049-17321) in a manner similar to that of Example 5. Furthermore, the phase separation conditions were 24.2% by mass of carboxybetaine 5 and 8.6% by mass of sodium sulfate. Furthermore, PEG 600, sulfobetaine 5, which has been reported to be optimal for protein extraction (see Non-Patent Document 2), and PEG 600 were used as comparative additives.
BSAの抽出に関する実験結果を図10及び11に示す。図10に示すようにカルボキシベタイン5を用いると、BSAの分配係数はPEG600の12倍、スルホベタイン5の1.7倍高かった。また、図11のようにPEG600及びスルホベタイン5では界面に沈殿が生じていることが確認された。一方でカルボキシベタイン5では沈殿は確認されなかった。即ち、タンパク質の抽出能力が高いとされるスルホベタイン5と比較して、カルボキシベタイン5は、ベタイン相における有機物の溶解性、及び水溶性塩相との間での分配係数のいずれにおいても高い優位性が実証された。また、PEG600はPEG相の体積が大きくなるため、有機物の分配でも濃縮性の観点から見ると、カルボキシベタイン5に劣る。また、それほど大きなPEG相をもってしてもBSAを完全に溶解させることはできなかった。 The experimental results for BSA extraction are shown in Figures 10 and 11. As shown in Figure 10, when carboxybetaine 5 was used, the partition coefficient of BSA was 12 times higher than that of PEG 600 and 1.7 times higher than that of sulfobetaine 5. Furthermore, as shown in Figure 11, precipitation was observed at the interface with PEG 600 and sulfobetaine 5. On the other hand, no precipitation was observed with carboxybetaine 5. In other words, compared to sulfobetaine 5, which is known to have high protein extraction ability, carboxybetaine 5 demonstrated superiority in both the solubility of organic matter in the betaine phase and the partition coefficient with the aqueous salt phase. Furthermore, because PEG 600 has a larger PEG phase volume, it is inferior to carboxybetaine 5 in terms of the concentration of organic matter in the partition. Furthermore, even with such a large PEG phase, BSA could not be completely dissolved.
また、DNAの抽出に関する実験結果を図12に示す。図12に示すようにカルボキシベタイン5を用いると、サケ精子DNAの分配係数はPEG600の4.8倍、スルホベタイン5の3.6倍高かった。タンパク質に対する抽出特性と同様に、DNAにおいてもカルボキシベタイン5は優れた有機物(生体高分子)に対する抽出特性を示した。 The experimental results for DNA extraction are shown in Figure 12. As shown in Figure 12, when carboxybetaine 5 was used, the partition coefficient for salmon sperm DNA was 4.8 times higher than that of PEG 600 and 3.6 times higher than that of sulfobetaine 5. As with its extraction properties for proteins, carboxybetaine 5 also exhibited excellent extraction properties for organic substances (biopolymers) when it came to DNA.
Claims (6)
前記水溶性塩を構成する陰イオンが、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、又は酢酸イオンであり、且つ前記水溶性塩を構成する陽イオンが、グアニジウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、リチウムイオン、又はナトリウムイオンである、水性二相分離液。
The aqueous two-phase separation liquid, wherein the anion constituting the water-soluble salt is a carbonate ion, a hydrogen carbonate ion, a sulfate ion, a hydrogen sulfate ion, a phosphate ion, a hydrogen phosphate ion, a dihydrogen phosphate ion, or an acetate ion, and the cation constituting the water-soluble salt is a guanidium ion, a magnesium ion, a calcium ion, a lithium ion, or a sodium ion .
有機物を含む被処理物と、下記一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は下記一般式(2)で示されるアミンN-オキシドと、水溶性塩とを含む水性二相分離液であって、前記水溶性塩を構成する陰イオンが、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、又は酢酸イオンであり、且つ前記水溶性塩を構成する陽イオンが、グアニジウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、リチウムイオン、又はナトリウムイオンである、水性二相分離液を調製して混合する第1工程、
前記第1工程で得られた混合液を、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相と、水溶性塩を含む水相に二相分離させ、一般式(1)で示されるカルボキシベタイン及び/又は一般式(2)で示されるアミンN-オキシドを含む水相を回収する第2工程。 A method for separating organic matter, comprising the following first and second steps:
a first step of preparing and mixing an aqueous two-phase separation liquid containing an organic substance-containing material to be treated, a carboxybetaine represented by the following general formula (1) and/or an amine N-oxide represented by the following general formula (2), and a water-soluble salt, wherein the anion constituting the water-soluble salt is a carbonate ion, a hydrogen carbonate ion, a sulfate ion, a hydrogen sulfate ion, a phosphate ion, a hydrogen phosphate ion, a dihydrogen phosphate ion, or an acetate ion, and the cation constituting the water-soluble salt is a guanidium ion, a magnesium ion, a calcium ion, a lithium ion, or a sodium ion ;
The second step is to separate the mixture obtained in the first step into two phases: an aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2) and an aqueous phase containing a water-soluble salt, and recover the aqueous phase containing the carboxybetaine represented by general formula (1) and/or the amine N-oxide represented by general formula (2).
6. The method for separating organic matter according to claim 5 , wherein the organic matter has an octanol/water partition coefficient of -7 to 14.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021005313A JP7742997B2 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Aqueous two-phase separation liquid and organic matter separation method using said aqueous two-phase separation liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021005313A JP7742997B2 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Aqueous two-phase separation liquid and organic matter separation method using said aqueous two-phase separation liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022109792A JP2022109792A (en) | 2022-07-28 |
| JP7742997B2 true JP7742997B2 (en) | 2025-09-24 |
Family
ID=82560363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021005313A Active JP7742997B2 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Aqueous two-phase separation liquid and organic matter separation method using said aqueous two-phase separation liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7742997B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012100654A (en) | 2010-10-13 | 2012-05-31 | Konan Gakuen | Method of enzyme reaction increasing luminescence efficiency or coloring efficiency |
| WO2013035856A1 (en) | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 学校法人甲南学園 | Enzyme reaction method using hydrolase and achieving enhanced reaction efficiency |
| JP2016156705A (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社サカエ | Substrate binding force regulator, molecular sensor using the same, and method of using the same |
-
2021
- 2021-01-15 JP JP2021005313A patent/JP7742997B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012100654A (en) | 2010-10-13 | 2012-05-31 | Konan Gakuen | Method of enzyme reaction increasing luminescence efficiency or coloring efficiency |
| WO2013035856A1 (en) | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 学校法人甲南学園 | Enzyme reaction method using hydrolase and achieving enhanced reaction efficiency |
| JP2016156705A (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社サカエ | Substrate binding force regulator, molecular sensor using the same, and method of using the same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SHONO A, et al.,Estimation of the Partition Coefficient of Amino Acids, Peptides and Phenol Derivatives in the PEG/Na2SO4 Aqueous Two-Phase System.,Solvent Extraction Research and Development, Japan,2001年,Vol.8,Page.120-128 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022109792A (en) | 2022-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Durand et al. | From green chemistry to nature: The versatile role of low transition temperature mixtures | |
| Ražić et al. | Greener chemistry in analytical sciences: from green solvents to applications in complex matrices. Current challenges and future perspectives: a critical review | |
| Shahriari et al. | Aqueous biphasic systems: a benign route using cholinium-based ionic liquids | |
| Li et al. | Ionic liquid-based aqueous two-phase systems and their applications in green separation processes | |
| US10363336B2 (en) | Methods and systems for treating liquids using switchable solvents | |
| Rosatella et al. | Studies on dissolution of carbohydrates in ionic liquids and extraction from aqueous phase | |
| WO2016064689A2 (en) | Process for concentration of lithium containing solutions | |
| JP2013534466A (en) | Method for extracting substances from biological materials | |
| Santos et al. | Fractionation of phenolic compounds from lignin depolymerisation using polymeric aqueous biphasic systems with ionic surfactants as electrolytes | |
| Tang et al. | Ionic liquid as adjuvant in an aqueous biphasic system composed of polyethylene glycol for green separation of Pd (II) from hydrochloric solution | |
| Penido et al. | Surfactant as selective modulator in the partitioning of dyes in aqueous two-phase systems: a strategy for separation | |
| Madadi et al. | Partitioning of cefazolin in biocompatible aqueous biphasic systems based on surfactant | |
| JP7742997B2 (en) | Aqueous two-phase separation liquid and organic matter separation method using said aqueous two-phase separation liquid | |
| Panas et al. | Purification of clavulanic acid produced by Streptomyces clavuligerus via submerged fermentation using polyethylene glycol/cholinium chloride aqueous two-phase systems | |
| Antunes et al. | Separation of polysaccharide and protein by ionic liquid-based extraction techniques | |
| Materna et al. | Recovery of various phenols and phenylamines by micellar enhanced ultrafiltration and cloud point separation | |
| Nazar et al. | Deep eutectic solvents: comprehensive review and future directions on synthesis and oilfield applications | |
| Kholany et al. | Extraction and separation of pigments from Saccharina latissima using eutectic solvents | |
| de Souza Mesquita | The perfect match between macroalgae and eutectic solvents as a sustainable gateway to ready-to-use extracts towards a (blue+ green) economy─ A perspective review | |
| Rajendaren et al. | Carrier selection in liquid membrane for extraction of levulinic acid using hybrid graphene-polyethersulfone supported liquid membrane | |
| Farias et al. | Cholinium chloride effect on ethanol-based aqueous biphasic systems: Liquid-liquid equilibrium and biomolecules partition behavior | |
| Hassan et al. | Kinetic study of the discoloration of triphenylmethane dyes in function of pH, salt effect | |
| Lin et al. | Recovery efficiency of a hydrophilic ionic-liquid aqueous biphasic system for the primary purification of cytochrome c from simulated Saccharomyces cerevisiae fermentation broth | |
| Kong et al. | A general method for the separation of amphiphilic surface-active poly (ethylene glycol) mono-and di-esters with long-chain ionic liquid-based biphasic systems | |
| Matsumoto et al. | Salting-out extraction of 3-hydroxypropionic acid with reactive extraction and aqueous two-phase systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250304 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250502 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250805 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250901 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7742997 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |