Жидкий катионообменник

Жидкий катионообменник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка описывает способ для устранения органического соединения, имеющего один или несколько положительных зарядов, из водного раствора, который включает в себя стадии: a) подготовку водного раствора, содержащего органическое соединение, и гидрофобного органического раствора, включающего в себя жидкий катионообменник, причем жидкий катионообменник гидрофобен, b) приведение водного раствора в контакт с органическим раствором и c) отделение органического раствора от водного раствора, причем органическое соединение представляет собой соединение с формулой N H 3 + − A − C O O R 1 , а также связанные с ним реакционные смеси.

Фундаментальная проблема, имеющая место при биотехнологическом производстве из возобновляемого сырья химикатов высокой степени очистки, которые в обычном случае синтезируют из минеральных топлив, состоит в том, чтобы перевести полученный однажды продукт, обычно присутствующий в большом объеме водной фазы, в органическую фазу. Это перемещение осуществляют, с одной стороны, чтобы сконцентрировать готовый промежуточный или конечный продукт и чтобы при необходимости получить возможность синтетической переработки в органическом растворе на следующих этапах, а с другой стороны, чтобы повысить выход реакции в водном растворе путем устранения желательного продукта или же вообще создать возможность протекания реакции в имеющих технический смысл рамках. Прямое термическое сгущение (повышение концентрации) продукта, который часто присутствует в низких концентрациях, из крупных объемов водного раствора, как правило, неразумно.

Распределение некоторого соединения в двухфазной системе, включающей водную (гидрофильную) и органическую (гидрофобную) фазы, которые не смешиваются друг с другом, в значительной мере зависит от физико-химических свойств данного конкретного соединения. В то время как соединения с высокой долей незамещенных углеводородов, или же состоящие исключительно из таковых, собираются преимущественно в гидрофобной фазе, соединение с высокой долей полярных групп, как, например, функциональных групп, содержащих гетероатомы, а в особенности - соединения с зарядами, находятся преимущественно или практически исключительно в водной фазе, что осложняет перенос в органическую фазу.

Распределение соединения в указанной двухфазной системе после установления равновесия часто описывают с помощью коэффициента распределения, например, согласно уравнению Нернста

α=c_{фаза 1}/c_{фаза 2},

Особенный коэффициент распределения - это K_ow, также называемый показателем P, который характеризует равновесное распределение некоторого соединения между фазой октанола и водной фазой:

K_ow=P=c_{в октаноле}/C_{в воде}

Пример пользующегося большим спросом в промышленности органического соединения с положительным зарядом - это 12-аминолауриновая кислота (АЛК, ALS) и ее производные, в особенности метиловый эфир (МЭАЛК, ALSME). ALS - это важное исходное вещество при синтезе полимеров, например, для изготовления проводящих систем и нейлона. Обычно ALS изготавливают, исходя из минерального сырья, в процессе с низким выходом, через лауринлактам, который синтезируют путем тримеризации бутадиена, последующего гидрирования с образованием циклододекана, за которым следует окисление до циклододеканона, реакция с гидроксилаурином и последующее перераспределение по Бекману. Многообещающий путь к биотехнологическому производству ALS либо же ALSME описан в DE 10200710060705.

В уровне техники известна методика получения положительно заряженных органических соединений путем создания контакта водной реакционной смеси, включающей в себя биологическое действующее вещество, с органической фазой, включающей в себя органический растворитель. Так например в DE 10200710060705 описано получение продукта ALSME путем экстрагирования встряхиванием из водной реакционной смеси с помощью этилового эфира уксусной кислоты. Asano et al. (2008) публикуют сообщение об экстракции ALS толуолом из водного реакционного раствора, включающего в себя фермент, синтезирующий ALS.

Поэтому в основе настоящего изобретения лежит задача разработать способ удаления положительно заряженных органических соединений, в особенности ω-аминокарбоновых кислот, по меньшей мере с одним положительным зарядом, из водной реакционной смеси, причем желательно по возможности максимально выгодное положение равновесного распределения между реакционной смесью и используемой в качестве экстрагента гидрофобной органической фазой, т.е. равновесное распределение должно быть максимально смещено на сторону гидрофобной органической фазы.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ для удаления органических соединений по меньшей мере с одним положительным зарядом, в особенности ω-аминокарбоновых кислот, из водного раствора, включающего в себя биологическое действующее вещество, с применением в качестве экстрагента гидрофобной органической фазы, при реализации которого равновесное распределение смещено максимально возможно далеко на сторону гидрофобной органической фазы.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ для удаления органических соединений по меньшей мере с одним положительным зарядом, в особенности ω-аминокарбоновых кислот, из водного раствора с применением в качестве экстрагента гидрофобного органического раствора, который минимально препятствует росту важных для биотехнологии микроорганизмов, в особенности Escherichia coli, либо же замедляет его, и/или при этом по возможности в минимальной степени уменьшает число способных к делению, и/или жизнеспособных, и/или обладающих дыхательной активностью, и/или обладающих метаболической и синтетической активностью клеток.

Наконец, в основе изобретения лежит задача разработать способ для удаления органического соединения по меньшей мере с одним положительным зарядом, особенно ω-аминокарбоновых кислот, из водного раствора, включающего в себя биологическое действующее вещество, с применением гидрофобной органической фазы в качестве экстрагента, при реализации которого совокупность свойств, имеющих решающее значение для выхода, общего оборота и быстрой реализуемости базового процесса биотехнологического синтеза, в особенности токсичность органической фазы для биологического действующего вещества и поглощение соединения органическим экстрагентом, оптимизированы с точки зрения общего выхода или более быстрого протекания, или же - в случае непрерывного процесса - максимально возможной долгосрочной применимости биологического действующего вещества, особенно для того случая, когда органическое соединение по меньшей мере с одним положительным зарядом представляет собой продукт или промежуточный продукт синтетического процесса, синтезируемый с задействованием каталитической активности биологического действующего вещества.

Эту и другие задачи решают посредством предмета настоящей заявки, а в особенности также посредством предмета прилагаемых независимых пунктов формулы изобретения, причем формы исполнения следуют из зависимых пунктов.

Один из аспектов лежащей в основе изобретения задачи разрешают посредством способа для удаления органического соединения, несущего один или несколько положительных зарядов, из водного раствора, который включает в себя стадии

a) Подготовка водного раствора, содержащего органическое соединение и гидрофобного органического раствора, который включает в себя жидкий катионообменник,

причем жидкий катионообменник гидрофобен,

b) Контактирование водного раствора и органического раствора, и

c) Отделение органического раствора от водного раствора,

причем органическое соединение представляет собой соединение формулы I

причем R¹ представляет собой водород, метил, этил или отрицательный заряд, а A - незамещенную прямоцепочечную алкиленовую группу по меньшей мере с тремя, предпочтительно по меньшей мере восемью атомами углерода,

и причем жидкий катионообменник представляет собой жирную кислоту В первом варианте выполнения первого аспекта задачу решают посредством способа согласно одному из пунктов 1 формулы изобретения, причем температура на этапе b) составляет от 28 до 70, предпочтительно от 30 до 37°C.

Во втором варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого варианта выполнения первого аспекта, задачу решают посредством способа согласно одному из пунктов 1-2 формулы изобретения, причем значение pH на этапе b) составляет от 6 до 8, предпочтительно от 6,2 до 7,2.

В третьем варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - второго варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем соотношение количества вещества жидкого катионообменника и органического соединения составляет по меньшей мере 1.

В третьем варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - третьего варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем соотношение объемов органического раствора и водного раствора составляет от 1:10 до 10:1.

В четвертом варианте выполнения, который также представляет собой форму исполнения первого - третьего варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем жидкий катионообменник представляет собой жирную кислоту более чем с 12, предпочтительно с 14-22, еще более предпочтительно с 16-18 атомами углерода.

В пятом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - четвертого варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем жидкий катионообменник представляет собой ненасыщенную жирную кислоту, предпочтительно олеиновую кислоту или эруковую кислоту.

В шестом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - пятого варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем водный раствор также включает в себя биологический агент с каталитической активностью.

В седьмом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - шестого варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем биологический агент представляет собой клетку, предпочтительно бактериальную клетку, а клетка, что еще более предпочтительно рекомбинантную алканмонооксигеназу, рекомбинантную трансаминазу, а предпочтительно также сверх того по меньшей мере один фермент из группы, включающей в себя алкогольдегидрогеназу, аланиндегидрогеназу и продукт гена AlkL.

В восьмом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - седьмого варианта выполнения первого аспекта, задачу решают посредством способа, причем присутствие органического соединения отрицательно сказывается на каталитической активности, предпочтительно посредством того, что органическое соединение представляет собой токсичное для клетки соединение.

В девятом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - восьмого варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа, причем органический раствор дополнительно содержит по меньшей мере один органический растворитель, предпочтительно жирную кислоту и/или сложный эфир жирной кислоты.

В десятом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - девятого варианта выполнения первого аспекта, проблему решают посредством способа по пункту 12, причем органический раствор включает в себя в качестве жидкого катионообменника от 20 до 80 об.%, предпочтительно от 25 до 75 об.% олеиновой кислоты, а в качестве растворителя - метиловый эфир лауриновой кислоты, а органическое соединение представляет собой метиловый эфир 12-аминолауриновой кислоты, а в водном растворе присутствует бактериальная клетка, которая включает рекомбинантную алканмонооксигеназу, рекомбинантную трансаминазу, а предпочтительно также сверх того по меньшей мере один фермент из группы, включающей в себя алкогольдегидрогеназу, аланиндегидрогеназу и продукт гена AlkL.

В соответствии со вторым аспектом задачу, лежащую в основе изобретения, решают посредством реакционной смеси, включающей в себя водный раствор и гидрофобный органический раствор,

причем гидрофобный органический раствор включает в себя в качестве жидкого катионообменника жирную кислоту, более предпочтительно - жирную кислоту более чем с 12 атомами углерода, еще более предпочтительно - ненасыщенную жирную кислоту,

и причем водный раствор представляет собой соединение формулы (I)

причем R¹ представляет собой водород, метил, этил или отрицательный заряд, а A - незамещенную прямоцепочечную алкиленовую группу по меньшей мере с тремя, предпочтительно по меньшей мере восемью атомами углерода,

В одном из вариантов выполнения второго аспекта задачу, лежащую в основе изобретения, решают посредством реакционной смеси в соответствии с первым аспектом, причем водный раствор по-прежнему включает в себя клетку, которая включает рекомбинантную алканмонооксигеназу, рекомбинантную трансаминазу, а предпочтительно также сверх того по меньшей мере один фермент из группы, включающей в себя алкогольдегидрогеназу, аланиндегидрогеназу и продукт гена AlkL или его варианты.

Прочие варианты выполнения второго аспекта включают в себя все варианты выполнения первого аспекта.

Четвертый аспект лежащей в основе изобретения задачи разрешают посредством способа для удаления органического соединения, несущего один или несколько положительных зарядов, из водного раствора, который включает в себя стадии:

a) Подготовка водного раствора, содержащего органическое соединение, и гидрофобного органического раствора, который включает в себя жидкий катионообменник,

причем жидкий катионообменник гидрофобен,

и причем жидкий катионообменник содержит один или несколько отрицательных зарядов или общий отрицательный заряд.

b) Контактирование водного раствором и органического раствора и

c) Отделение органического раствора от водного раствора.

Во втором варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой форму выполнения первой формы исполнения настоящего изобретения, способ включает в себя этап:

d) дополнительная обработка органического раствора, предпочтительно путем обратной экстракции органического соединения еще в один водный раствор.

В третьем варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - второго варианта выполнения настоящего изобретения, температура на стадии b) способа согласно изобретению составляет от 28 до 70°C, предпочтительно от 30 до 37°C. В четвертом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, которая также представляет собой форму исполнения первой - третьей формы исполнения настоящего изобретения, значение pH на этапе b) способа согласно изобретению составляет от 3 до 8, предпочтительно от 6 до 8, особо предпочтительно от 6,2 до 7,2.

В пятом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - четвертого варианта выполнения настоящего изобретения, отношение количества вещества жидкого катионообменника к органическому соединению при реализации способа составляет по меньшей мере 1.

В шестом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - пятого варианта выполнения настоящего изобретения, отношение объемов органического раствора и водного раствора составляет от 1:10 до 10:1.

В седьмом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - шестого варианта выполнения настоящего изобретения, у органического соединения имеется по меньшей мере один положительно заряженный заместитель формулы (I)

или - если по меньшей мере один заместитель из группы, включающей в себя R², R³ и R⁴, представляет собой водород, его депротонированную форму,

причем R², R³ и R⁴ независимо друг от друга выбирают из группы, включающей в себя водород, метил, этил, пропил, 2-пропил, бутил, трет.-бутил, пентил, гексил, бензил, гидроксил, замещенный или незамещенный и/или прямоцепочечный, или разветвленный, или циклический алкил или алкенил.

В восьмом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - седьмого варианта выполнения настоящего изобретения, органическое соединение имеет формулу (II)

или - если по меньшей мере один заместитель из группы, включающей в себя R², R³ и R⁴, представляет собой водород, его депротонированную форму.

причем R², R³ и R⁴ независимо друг от друга выбирают из группы, включающей в себя водород, метил, этил, пропил, 2-пропил, бутил, трет.-бутил, пентил, гексил, бензил, гидроксил, замещенный или незамещенный и/или прямоцепочечный, или разветвленный, или циклический алкил или алкенил,

причем А представляет собой углеводородную цепь, включающую по меньшей мере три атома углерода, предпочтительно - незамещенную алкениловую группу,

и причем Z выбирают из группы, которая включает в себя -COOH, -COOR⁵, -COH, -CH₂OH и их депротонированные формы,

причем R⁵ выбирают из группы, включающей в себя водород, метил, этил, пропил, 2-пропил, бутил, трет.-бутил, пентил, гексил, бензил, гидроксил, замещенный или незамещенный и/или прямоцепочечный, или разветвленный, или циклический алкил или алкенил.

В девятом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - восьмого варианта выполнения настоящего изобретения, органическое соединение имеет формулу (III)

или его депротонированную форму, причем R¹ представляет собой водород, метил или этил, а A - незамещенную, прямоцепочечную алкиленовую группу по меньшей мере с тремя атомами углерода.

В десятом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - девятого варианта выполнения настоящего изобретения, жидкий катионообменник имеет по меньшей мере одну алкиловую или алкениловую группу по меньшей мере с шестью атомами углерода, а также концевой заместитель из группы, который включает в себя -COOH, -OSO₂H, -OPO(OH)₂- и -OPO(OH)O-, а также их депротонированные формы.

В одиннадцатом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант исполнения первого - десятого варианта выполнения настоящего изобретения, жидкий катионообменник представляет собой ненасыщенную жирную кислоту, предпочтительно олеиновую кислоту.

В двенадцатом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - одиннадцатого варианта выполнения настоящего изобретения, водный раствор также включает в себя биологический агент с каталитической активностью.

В тринадцатом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - двенадцатого варианта выполнения настоящего изобретения, биологический агент представляет собой клетку, предпочтительно бактериальную клетку.

В четырнадцатом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - тринадцатого варианта выполнения настоящего изобретения, присутствие органического соединения отрицательно сказывается на каталитической активности. В пятнадцатом варианте выполнения четвертого аспект настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - четырнадцатого варианта настоящего изобретения, органический раствор кроме того содержит по меньшей мере один органический растворитель, предпочтительно жирную кислоту и/или эфир жирной кислоты.

В шестнадцатом варианте выполнения четвертого аспекта настоящего изобретения, который также представляет собой вариант выполнения первого - пятнадцатого варианта настоящего изобретения, органический раствор включает в себя в качестве жидкого катионообменника 20-80% по объему, предпочтительно от 25-75% по объему, олеиновой кислоты, а в качестве растворителя - метиловый эфир лауриновой кислоты, и органическое соединение представляет собой метиловый эфир 12-аминолауриновой кислоты, а в водном растворе присутствует бактериальная клетка, которая обладает каталитической активностью, задействованной в синтезе метилового эфира 12-аминолауриновой кислоты.

В соответствии с пятым аспектом задачу, лежащую в основе изобретения, решают посредством биореактора, включающего в себя водный раствор, содержащий в себе биологический агент, а также гидрофобный органический раствор, содержащий в себе жидкий катионообменник. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения под термином «биореактор», использованном в этом тексте, подразумевают любой сосуд, в котором в контролируемых условиях культивируют пригодные к биотехнологическому использованию микроорганизмы, и/или их можно использовать для биотехнологического процесса, предпочтительно синтеза органического соединения.

Во втором варианте выполнения пятого аспекта, которая также представляет собой вариант выполнения первого варианта выполнения третьего аспекта настоящего изобретения, жидкий катионообменник представляет собой жирную кислоту, предпочтительно олеиновую кислоту.

В третьем варианте выполнения пятого аспекта, который также представляет собой вариант выполнения первого - второго варианта выполнения третьего аспекта настоящего изобретения, гидрофобный органический раствор также включает в себя эфир жирной кислоты, предпочтительно метиловый эфир лауриновой кислоты.

В четвертом варианте выполнения пятого аспекта, который также представляет собой вариант выполнения первого - третьего варианте выполнения второго аспекта настоящего изобретения, гидрофобный органический раствор включает в себя в качестве катионообменника олеиновую кислоту, а в качестве растворителя от 25 до 75 об.% метилового эфира лауриновой кислоты.

В пятом варианте выполнения, который также представляет собой вариант выполнения первого - четвертого варианта выполнения пятого аспекта настоящего изобретения, органическое соединение представляет собой соединение, соответствующее одному из вариантов выполнения первого аспекта изобретения.

В соответствии с шестым аспектом задачу, лежащую в основе изобретения, решают посредством способа синтеза органического соединения с одним или несколькими положительными зарядами, причем органическое соединение токсично для клеток, каковой способ включает в себя культивацию в водном растворе клеток, участвующих в синтезе органического соединения, предпочтительно клеток, которые катализируют по меньшей мере один этап синтеза, в присутствии гидрофобного органического раствора, включающего в себя жидкий катионообменник и в качестве опции органический растворитель.

Во втором варианте выполнения шестого аспекта настоящего изобретения органическое соединение представляет собой 12-аминолауриновую кислоту или метиловый эфир 12-аминолауриновой кислоты, а органический растворитель - метиловый эфир лауриновой кислоты.

Прочие формы исполнения четвертого, пятого и шестого аспекта охватывают все формы исполнения первого и второго аспектов настоящего изобретения.

Авторы настоящего изобретения (изобретатели) обнаружили, что эффективность удаления органического соединения с одним или несколькими положительными зарядами из водного раствора в гидрофобный органический раствор можно неожиданным образом повысить, если этот органический раствор включает в себя жидкий катионообменник. Не желая фиксироваться на какой-либо теории, авторы настоящего изобретения предполагают, что отрицательный заряд либо же отрицательные заряды жидкого катионообменника ионным способом взаимодействует(ют) с положительным зарядом или несколькими положительными зарядами органических соединений, и что это взаимодействие ведет к маскировке по меньшей мере одного положительного заряда, повышающей растворимость в органической фазе.

В предпочтительном варианте выполнения термин «жидкий катионообменник», применяемый в этом тексте, означает растворимое в гидрофобном органическом растворителе соединение, которое ввиду одного или нескольких постоянных отрицательных зарядов в состоянии осуществлять ионное взаимодействие по меньшей мере с одним катионом. Обычно жидкий катионообменник включает в себя по меньшей мере одну насыщенную или ненасыщенную углеводородную цепь, которая может быть прямой или разветвленной, а также отрицательно заряженную группу, например, карбоксигруппу. В предпочтительной форме исполнения жидкий ионообменник представляет собой жирную кислоту, в еще более предпочтительной форме исполнения - ненасыщенную жирную кислоту, например, олеиновую кислоту. В предпочтительной форме исполнения жидкий ионообменник является ди(2-этилгексил)фосфорной кислотой (также называемой DEHPA или D2EHPA).

В предпочтительной форме исполнения у жидкого ионообменника не только отрицателен совокупный заряд, но вообще отсутствует положительный заряд. В предпочтительной форме исполнения под термином «совокупный заряд» ионообменника или иной молекулы, как этот термин применен в настоящем тексте, подразумевают сумму зарядов всех функциональных групп, ковалентно связанных с молекулой. Например, у лауриновой кислоты при pH 7 совокупным зарядом является отрицательный заряд, независимо от присутствия других молекул или противоионов, таких как: ионов калия, которые присутствуют в водном растворе.

В предпочтительной форме исполнения настоящего изобретения под термином «приведение в контакт», применяемом в этом тексте, подразумевают, что две фазы подвергают экспозиции друг друга прямо, и в частности, без введения между ними какого-либо физического барьера, как, например, мембраны. В простейшем случае приведение в контакт осуществляют посредством того, что обе фазы помещают в один и тот же сосуд и надлежащим образом, например, путем перемешивания, смешивают друг с другом.

В предпочтительной форме исполнения органическое соединение несет положительный совокупный заряд. Еще в одной предпочтительной форме исполнения органическое соединение не имеет отрицательных зарядов. В предпочтительной форме исполнения органическое соединение представляет собой ω-аминокарбоновую кислоту.

В предпочтительной форме исполнения термин «имеет заряд», как его применяют в настоящем тексте, означает, что обозначенное таким образом соединение характеризуется соответствующим зарядом в водном растворе при pH от 0 до 14, предпочтительно от 2 до 12, от 2 до 6, от 8 до 12, от 3 до 10, от 6 до 8, а наиболее предпочтительно при pH 7. В предпочтительной форме исполнения речь идет о постоянно имеющемся заряде. Еще в одной предпочтительной форме исполнения термин «имеет заряд», как его применяют в настоящем тексте, означает, что соответствующая функциональная группа или соединение при pH 7 преимущественно представлена в виде с соответствующим зарядом, т.е. по меньшей мере на 50, предпочтительно на 90, а еще более предпочтительно на 99%.

В предпочтительном варианте выполнения термин «содержит» подразумевает «включает в себя», то есть не имеет окончательного значения. В этом смысле смесь, «содержащая А», может иметь помимо А и другие компоненты. Формулировка «один или несколько зарядов» означает по меньшей мере один заряд соответствующей природы.

В предпочтительном варианте выполнения под термином «гидрофобный», который применяют в настоящем тексте, подразумевают свойство жидкости формировать в присутствии водной фазы четко отграниченную от водной фазы собственную жидкую фазу. Последняя может представлять собой сплошную жидкую фазу или эмульсию. Еще в одной предпочтительной форме исполнения под термином «гидрофобный», который применяют в настоящем тексте, подразумевают свойство соединения по существу не растворяться в воде. Наконец, еще в одной предпочтительной форме исполнения термин, как его применяют здесь, подразумевает, что обозначенное таким образом соединение имеет показатель Р (J. Sangster, Octanol-Water Partition Coefficients: Fundamentals and Physical Chemistry, Vol.2 of Wiley Series in Solution Chemistry, John Wiley & Sons, Chichester, 1997), десятичный логарифм которого выше 0, более предпочтительно выше 0,5, еще более предпочтительно выше 1, а наиболее предпочтительно - больше 2.

Еще в одном из вариантов выполнения настоящего изобретения жидкий ионообменник не обладает токсическим воздействием на имеющие биотехнологическое значение микроорганизмы или обладает им лишь в умеренной степени. Под термином «токсическое воздействие», как его применяют в настоящем тексте, в предпочтительной форме исполнения подразумевают свойство соединения снижать скорость роста соответствующих микроорганизмов при контакте с ними, снижать активность их обмена веществ, повышать их энергопотребление, снижать их оптическую плотность или число способных к росту клеток и/или прямо вызывать их отмирание или лизис. В предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере один из этих видов воздействия в случае токсического соединения проявляется (оказывается достигнут) уже в низкой концентрации, предпочтительно в концентрации 1000, более предпочтительно 100, еще более предпочтительно 50 или 25, а наиболее предпочтительно - 5 мг/л. Специалисту известны многочисленные применимые в рутинном порядке методы, посредством которых можно исследовать токсичность. К таковым относятся, например, измерение интенсивности дыхания соответствующих микроорганизмов с помощью кислородных электродов или сравнительный посев образцов микроорганизмов с последующим подсчетом колониеобразующих единиц (КОЕ). В предпочтительной форме исполнения под «умеренным токсическим действием» подразумевают, что микроорганизмы, находящиеся в фазе роста, в присутствии соединения продолжают расти и/или сохраняют метаболическую активность, но в меньшей степени, чем контрольные, которые инкубируют в тех же условиях в отсутствие соответствующего соединения, и/или характеризуются удлиненной фазой запаздывания.

Водный и органический растворы приводят в контакт друг с другом в надлежащих условиях, и в особенности на протяжении времени, которого хватает для достаточного перехода органического соединения из водной фазы в органическую фазу, в идеальном случае - даже для установления соответствующего равновесия. Эту длительность и эти условия специалист может определить в рамках экспериментирования.

В особо предпочтительном варианте выполнения органическое соединение, имеющее один или несколько положительных зарядов, представляет собой аминированную в концевом положении жирную кислоту, особо предпочтительно 12-аминолауриновую кислоту, или ее эфир, или смесь обоих соединений. Специалисту ясно, что эфир жирной кислоты в присутствии биологической системы, включающей в себя активность эстеразы, может частично находиться в форме соответствующей кислоты, и оба соединения в этом контексте следует, соответственно, рассматривать как эквивалентные. Соответственно, жирные кислоты или производные жирных кислот в особо предпочтительной форме исполнения, как этот термин применяется здесь, включают в себя также и соответствующие эфиры, предпочтительно метиловые эфиры, и наоборот.

В особо предпочтительной форме исполнения термин «алкиленовая группа», как его применяют в настоящем тексте, подразумевает группу формулы -(CH₂)_n-, т.е. алкан с двумя открытыми, предпочтительно концевыми заместителями. Два заместителя могут представлять собой, например, аминогруппу и карбоксигруппу. В предпочтительном варианте исполнения n равняется по меньшей мере 3, более предпочтительно по меньшей мере 6, а еще более предпочтительно 11. В случае «замещенной алкиловой цепи» по меньшей мере один атом водорода заменен заместителем, отличным от атома водорода, или алкиловым остатком, предпочтительно атомом, отличным от атома водорода. В особом варианте исполнения термин «незамещенная алкиленовая группа», как его применяют в настоящем тексте, напротив, означает углеводородную цепь формулы -(CH₂)_n- без подобных заместителей.

Температура на этапе b) зависит не только от свойств жидкого катионообменника, но (в особенности в том случае, когда контакт между водным и органическим раствором осуществляют при прохождении реакции в водной фазе) также и от температурных потребностей реакций, которые, возможно, проходят в водной фазе. В частности, в том случае, когда биологический агент, например, живая клетка, проявляет в водной фазе каталитическую активность, температура должна быть пригодна для поддержания этой активности. В предпочтительной форме исполнения температура на этапе b) составляет от 0 до 100°C, более предпочтительно от 20 до 80°C, от 28 до 70°C, от 30 до 37°C, от 35 до 40°C.

Значение pH на этапе b) также должно соответствовать потребностям реакций, которые, возможно, проходят одновременно, условиям стабильности исходных компонентов, продуктов, промежуточных продуктов или реагентов. В предпочтительном варианте выполнения значение pH составляет от 3 до 8, более предпочтительно от 6 до 8, а еще более предпочтительно от 6,2 до 7,2.

Чтобы по возможности полностью перевести органическое соединение из водной фазы в органическую, требуется достаточное количество жидкого катионообменника. В предпочтительной форме исполнения настоящего изобретения соотношение между жидким катионообменником и органическим соединением по количеству вещества по меньшей мере на одном этапе, при непрерывном процессе, суммарно по всему прохождению реакции составляет по меньшей мере 1, т.е. на молекулу органического соединения применяют по меньшей мере одну молекулу жидкого катионообменника. В еще более предпочтительном варианте выполнения это соотношение больше 2, 3, 5, 10, 15, или 20, предпочтительно оно составляет от 1,5 до 3.

Соотношение объемов органического раствора и водного раствора, вместе с соотношением по количеству вещества между катионообменником и органическим соединением, имеет значение для производительности способа. В особом варианте выполнения оно составляет от 100:1 до 1:100, более предпочтительно от 20:1 до 1:20, еще более предпочтительно от 10:1 до 1:10, от 4:1 до 1:4, от 3:1 до 1:3 или наиболее предпочтительно от 1:2 до 2:1.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения в качестве жидкого катионообменника применяют жирную кислоту. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения под термином «жирная кислота», как его применяют здесь, подразумевают карбоновую кислоту, предпочтительно алкановую кислоту, по меньшей мере с 6, предпочтительно 8, еще более предпочтительно 10, наиболее предпочтительно 12 атомами углерода. В предпочтительном варианте выполнения речь идет о прямоцепочечных жирных кислотах, в другой форме исполнения - о разветвленных. В предпочтительном варианте выполнения речь идет о насыщенных жирных кислотах. В особо предпочтительном варианте выполнения речь идет о ненасыщенных жирных кислотах. Еще в одном предпочтительном варианте выполнения речь идет о прямоцепочечной жирной ки