СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОГО РАСТВОРА АКРИЛАМИДА С НИЗКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ получения водного раствора акриламида, причем указанный способ включает следующие стадии:
(a) добавления следующих компонентов (i)-(iii) в реактор для получения композиции для биоконверсии:
(i) биокатализатор, способный превращать акрилонитрил в акриламид;
(ii) акрилонитрил;
(iii) вода; и
(b) проведение биоконверсии композиции, полученной на стадии (а);
(c) добавление дополнительного акрилонитрила и поддержание содержания акрилонитрила в ходе стадии (b) при 0,3 мас./мас. % или более в течение от 10 минут до 48 часов, предпочтительно в течение от 15 минут до 24 часов, более предпочтительно в течение от 30 минут до 18 часов и наиболее предпочтительно в течение от 1 часа до 12 часов, причем указание мас./мас. % относится к общей массе композиции в реакторе.
2. Способ получения водного раствора акриламида, причем указанный способ включает следующие стадии:
(а) добавления следующих компонентов (i)-(iii) в реактор для получения композиции для биоконверсии:
(i) биокатализатор, способный превращать акрилонитрил в акриламид;
(ii) акрилонитрил;
(iii) вода; и
(b) проведение биоконверсии композиции, полученной на стадии (а);
(c) добавление дополнительного акрилонитрила и поддержание содержания акрилонитрила в ходе стадии (b) при 0,3 мас./мас. % или более до тех пор, пока содержание акриламида не составит по меньшей мере 20 мас./мас. %, предпочтительно по меньшей мере 25 мас./мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 30 мас./мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 35 мас./мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 40 мас./мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 42,5 мас./мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 45 мас./мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 47,5 мас./мас. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 50 мас./мас. %, причем указания мас./мас. % в каждом случае относятся к общей массе композиции в реакторе.
3. Способ уменьшения концентрации акриловой кислоты в водном растворе акриламида, в котором указанный водный раствор акриламида получают способом, в котором акрилонитрил превращают в акриламид с применением биокатализатора, причем указанный способ включает следующие стадии:
(а) добавления следующих компонентов (i)-(iii) в реактор для получения композиции для биоконверсии:
(i) биокатализатор, способный превращать акрилонитрил в акриламид;
(ii) акрилонитрил;
(iii) вода; и
(b) проведение биоконверсии композиции, полученной на стадии (а);
(с) добавление дополнительного акрилонитрила и поддержание содержания акрилонитрила в ходе стадии (b) при 0,3 мас./мас. % или более, причем указания мас./мас. % в каждом случае относятся к общей массе композиции в реакторе.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором концентрация акриловой кислоты в композиции в конце биоконверсии составляет 1500 частей на миллион или менее, предпочтительно 1200 частей на миллион или менее, более предпочтительно 1000 частей на миллион или менее, более предпочтительно 750 частей на миллион или менее, еще более предпочтительно 500 частей на миллион или менее, еще более предпочтительно 300 частей на миллион или менее, еще более предпочтительно 200 частей на миллион или менее и наиболее предпочтительно 100 частей на миллион или менее, причем указания частей на миллион в каждом случае относятся к массовым частям и в каждом случае относятся к общей массе композиции в конце биоконверсии.
5. Способ получения водного раствора акриламида, причем указанный способ включает следующие стадии:
(а) добавления следующих компонентов (i)-(iii) в реактор для получения композиции для биоконверсии:
(i) биокатализатор, способный превращать акрилонитрил в акриламид;
(ii) акрилонитрил;
(iii) вода;
(b) проведение биоконверсии композиции, полученной на стадии (а);
(c) добавление дополнительного акрилонитрила и поддержание содержания акрилонитрила в ходе стадии (b) при 0,3 мас./мас. % или более, где указание мас./мас. % относится к общей массе композиции в реакторе; и
(d) получение композиции, в которой концентрация акриловой кислоты в композиции в конце биоконверсии составляет 1500 частей на миллион или менее, предпочтительно 1200 частей на миллион или менее, более предпочтительно 1000 частей на миллион или менее, более предпочтительно 750 частей на миллион или менее, еще более предпочтительно 500 частей на миллион или менее, еще более предпочтительно 300 частей на миллион или менее, еще более предпочтительно 200 частей на миллион или менее и наиболее предпочтительно 100 частей на миллион или менее, причем указания частей на миллион в каждом случае относятся к массовым частям и в каждом случае относятся к общей массе композиции в конце биоконверсии.
6. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором биокатализатор, акрилонитрил и воду добавляют в ходе стадий (а) - (с) указанного способа в массовом соотношении от 0,001 до 0,5 мас./мас. % биокатализатора, от 22 до 45 мас./мас. % акрилонитрила, и остальную часть до 100 мас./мас. % составляет вода; предпочтительно от 0,005 до 0,2 мас./мас. % биокатализатора, от 26 до 42 мас./мас. % акрилонитрила, и остальную часть до 100 мас./мас. % составляет вода; более предпочтительно от 0,01 до 0,1 мас./мас. % биокатализатора, от 30 до 40 мас./мас. % акрилонитрила, и остальную часть до 100 мас./мас. % составляет вода; наиболее предпочтительно от 0,015 до 0,065 мас./мас. % биокатализатора, от 35 до 39 мас./мас. % акрилонитрила, и остальную часть до 100 мас./мас. % составляет вода, причем в каждом случае указания мас./мас. % относятся к общей массе (100 мас./мас. %) объединенных масс биокатализатора, акрилонитрила и воды, добавляемых в ходе стадий (а)-(с).
7. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором биоконверсию на стадии (b) проводят при температуре от 5 до 40°С в течение от 10 минут до 48 часов, предпочтительно при температуре от 5 до 35°С в течение от 10 минут до 48 часов, более предпочтительно от 15 до 30°С в течение от 10 минут до 48 часов, наиболее предпочтительно от 20 до 28°С в течение от 10 минут до 48 часов.
8. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором содержание акрилонитрила поддерживается в ходе стадии (b) при 6 мас./мас. % или менее, предпочтительно при 5 мас./мас. % или менее, более предпочтительно при 4 мас./мас. % или менее, наиболее предпочтительно при 3 мас./мас. % или менее, причем указания мас./мас. % в каждом случае относятся к общей массе композиции в реакторе.
9. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором поддержание содержания акрилонитрила на уровне 0,3 мас./мас. % или более в ходе стадии (b) включает:
(i) поддержание содержания акрилонитрила в первом диапазоне в ходе первого периода времени;
(ii) уменьшение содержания акрилонитрила до второго диапазона; и
(iii) поддержание содержания акрилонитрила во втором диапазоне в ходе второго периода времени.
10. Способ по п. 9, в котором стадия (b) включает:
(i) поддержание содержания акрилонитрила в первом диапазоне от 1,2 мас./мас. % до 6 мас./мас. % в ходе первого периода времени от 30 минут до 4 часов;
(ii) уменьшение содержания акрилонитрила до второго диапазона; и
(iii) поддержание содержания акрилонитрила во втором диапазоне от 0,3 мас./мас. % до 1,2 мас./мас. % в ходе второго периода времени от 30 минут до 24 часов,
где указания мас./мас. % в каждом случае относятся к общей массе композиции в реакторе.
11. Способ по п. 10, в котором стадия (b) включает:
(i) поддержание содержания акрилонитрила в первом диапазоне от 1,2 мас./мас. % до 4 мас./мас. % в ходе первого периода времени от 30 минут до 3 часов;
(ii) уменьшение содержания акрилонитрила до второго диапазона; и
(iii) поддержание содержания акрилонитрила во втором диапазоне от 0,5 мас./мас. % до 1,1 мас./мас. % в ходе второго периода времени от 30 минут до 12 часов,
где указания мас./мас. % в каждом случае относятся к общей массе композиции в реакторе.
12. Способ по п. 11, в котором стадия (b) включает:
(i) поддержание содержания акрилонитрила в первом диапазоне от 1,3 мас./мас. % до 3 мас./мас. % в ходе первого периода времени от 30 минут до 2 часов;
(ii) уменьшение содержания акрилонитрила до второго диапазона; и
(iii) поддержание содержания акрилонитрила во втором диапазоне от 0,6 мас./мас. % до 1,0 мас./мас. % в ходе второго периода времени от 1 до 8 ч, предпочтительно от 1 до 5 ч,
где указания мас./мас. % в каждом случае относятся к общей массе композиции в реакторе.
13. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором способ осуществляют с применением полупериодического способа.
14. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором содержание акрилонитрила и/или содержание акриламида в ходе стадии (b) измеряют, применяя инфракрасную спектроскопию с Фурье-преобразованием (FTIR).
15. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором указанный биокатализатор кодирует фермент нитрилгидратазу
16. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором биокатализатор выбирают из группы, состоящей из Rhodococcus, Aspergillus, Acidovorax, Agrobacterium, Bacillus, Bradyrhizobium, Burkholderia, Escherichia, Geobacillus, Klebsiella, Mesorhizobium, Moraxella, Pantoea, Pseudomonas, Rhizobium, Rhodopseudomonas, Serratia, Amycolatopsis, Arthrobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Microbacterium, Micrococcus, Nocardia, Pseudonocardia, Trichoderma, Myrothecium, Aureobasidium, Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Geotrichum, Hanseniaspora, Kluyveromyces, Pichia, Rhodotorula, Comomonas и Pyrococcus.
17. Способ по п. 16, в котором биокатализатор выбирают из группы, состоящей из Rhodococcus, Pseudomonas, Escherichia и Geobacillus.
18. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, в котором биокатализатор выбирают из группы, состоящей из Rhodococcus rhodochrous, Rhodococcus pyridinovorans, Rhodococcus erythropolis, Rhodococcus equi, Rhodococcus ruber, Rhodococcus opacus, Aspergillus niger, Acidovorax avenae, Acidovorax facilis, Agrobacterium tumefaciens, Agrobacterium radiobacter, Bacillus subtilis, Bacillus pallidus, Bacillus smithii, Bacillus sp BR449, Bradyrhizobium oligotrophicum, Bradyrhizobium diazoefficiens, Bradyrhizobium japonicum, Burkholderia cenocepacia, Burkholderia gladioli, Escherichia coli, Geobacillus sp. RAPc8, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumonia, Klebsiella variicola, Mesorhizobium ciceri, Mesorhizobium opportunistum, Mesorhizobium sp F28, Moraxella, Pantoea endophytica, Pantoea agglomerans, Pseudomonas chlororaphis, Pseudomonas putida, Rhizobium, Rhodopseudomonas palustris, Serratia liquefaciens, Serratia marcescens, Amycolatopsis, Arthrobacter, Brevibacterium sp CH1, Brevibacterium sp CH2, Brevibacterium sp R312, Brevibacterium imperiale, Brevibacterium casei, Corynebacterium nitrilophilus, Corynebacterium pseudodiphteriticum, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium hoffmanii, Microbacterium imperiale, Microbacterium smegmatis, Micrococcus luteus, Nocardia globerula, Nocardia rhodochrous, Nocardia sp 163, Pseudonocardia thermophila, Trichoderma, Myrothecium verrucaria, Aureobasidium pullulans, Candida famata, Candida guilliermondii, Candida tropicalis, Cryptococcus flavus, Cryptococcus sp UFMG- Y28, Debaryomyces hanseii, Geotrichum candidum, Geotrichum sp JR1, Hanseniaspora, Kluyveromyces thermotolerans, Pichia kluyveri, Rhodotorula glutinis, Comomonas testosteroni, Pyrococcus abyssi, Pyrococcus furiosus и Pyrococcus horikoshii.
19. Способ по п. 18, в котором биокатализатором является Rhodococcus rhodochrous.
20. Способ по п. 18, в котором биокатализатором является Rhodococcus pyridinovorans.
21. Способ по любому из пп. 1-3, 5, 10-12, 17, 19 и 20, в котором биокатализатор высушен перед добавлением в реактор.
22. Способ по п. 21, в котором биокатализатор высушен с применением лиофильной сушки, распылительной сушки, термической сушки, вакуумной сушки, сушки в псевдоожиженном слое и/или распылительного гранулирования, где распылительная сушка и лиофильная сушка являются предпочтительными.
23. Способ по п. 21, в котором высушенный биокатализатор добавляют в реактор.
24. Способ по п. 21, в котором высушенный биокатализатор восстанавливают перед добавлением в реактор.
25. Способ по п. 24, в котором биокатализатор восстанавливают суспендированием в водной композиции.
26. Водный раствор акриламида, получаемый способом по любому из пп. 1-25.
27. Водный раствор акриламида по п. 26, содержащий от 35 до 65 мас./мас. % акриламида, имеющего концентрацию акриловой кислоты не более 1500 частей на миллион, предпочтительно не более 1000 частей на миллион, более предпочтительно не более 750 частей на миллион, еще более предпочтительно не более 500 частей на миллион, еще более предпочтительно не более 300 частей на миллион, еще более предпочтительно не более 200 частей на миллион и наиболее предпочтительно не более 100 частей на миллион, где указания мас./мас. % и частей на миллион в каждом случае относятся к общей массе раствора, и части на миллион в каждом случае относятся к массовым частям.
28. Водный раствор акриламида по п. 26 или 27, в котором содержание акриламида и/или концентрацию акриловой кислоты определяют с применением ВЭЖХ.
29. Акриламидный гомополимер или сополимер, получаемые посредством полимеризации водного раствора акриламида по любому из пп. 26-28.
30. Акриламидный гомополимер или сополимер по п. 29, имеющий содержание акриловой кислоты 60000 частей на миллион или менее, предпочтительно 20000 частей на миллион или менее, более предпочтительно 10000 частей на миллион или менее и наиболее предпочтительно 2000 частей на миллион или менее, где указания частей на миллион в каждом случае относятся к массовым частям и в каждом случае относятся к общей массе твердого акриламидного гомополимера или сополимера.
31. Акриламидный гомополимер или сополимер по п. 29, где акриламидный сополимер представляет собой катионный полиакриламид.
32. Акриламидный гомополимер или сополимер по п. 30, в котором содержание акриловой кислоты определяют с применением ЯМР-спектроскопии.
33. Раствор акриламидного гомополимера и/или сополимера по любому из пп. 29-32 в морской воде.