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签到天数: 1923 天 连续签到: 2 天 [LV.Master]伴坛终老
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楼主 |
发表于 2012-3-17 23:48:15
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Re: 关于粘红酵母酶法制备L-苯丙氨酸
To 熊xx同学:) R4 y1 L( ^1 E; {9 N e
对你的问题逐一回答如下:+ V- R2 J# a3 D* v; Z
问题1: 现在酶法制备苯丙氨酸还有很好的竞争力吗?6 ?" m, L7 R) _! R9 {
答:从中长期来看,我认为还是有竞争力的,因为它是非粮途径的酶法新工艺,符合我国缺粮的国情;如果立项开发四氯化碳-肉桂酸-Phe路线,从国家层面开通工艺规模开发肉桂酸,本工艺有很好的竞争力;加之为替代进口医药级(大输液)Phe,企业如能持有Phe药证,现行的100t/a级红酵母PAL/肉桂酸工业生产是“技术可行-经济合理”的(见附件)。本工艺在1998-2005期间3家企业共计生产了2000tPhe(工业级),系国内首次突破Phe的工业生产工业;其后,福建麦丹公司的崛起(基因工程菌发酵糖)取代了本工艺。
2 ]0 d. ^( A+ k( |8 O3 w问题2: 粘红酵母的PAL基因是否能克隆出全长? 在NCBI上面看到您实验室公布的是核心部分序列
# k. m5 `) ~5 m' F3 m, o* s答:能克隆出全长,但是须得在国家层面立项有巨额经费支持。我最后一个关门弟子,仅能发表本实验室作出的该工业试产红酵母部分公布PAL核心序列。希望你们能继续作下去,再度投产。
% j- e4 r/ x" c, e/ v) D+ F) n0 @问题3: 酶法制备苯丙氨酸是否还在工业化,反式肉桂酸是如何回收利用的?
; h4 M/ ~5 A- c o4 O. v0 @: D: b答:听说美国一家公司还在生产。做药用级肯定没问题,因为它纯度高,杂酸含量低(与糖发酵日韩美Phe产品比较);且当年绍兴亚美公司开发化学法法工艺生产阿斯巴甜产品时,每批都要多产出若干公斤的阿斯巴甜产品,说明红酵母PAL/肉桂酸工业生产Phe质量高。反式肉桂酸回收方法很简单,加盐酸酸化(pH2)沉淀析出,过滤干燥再利用。它稳定性好,不像苯丙酮酸/酶法产Phe;加之氨基供体是廉价的氨水,而非L-Asp。
0 ^8 O1 T3 m3 Z7 [能否满意这些解答?如还有问题可继续与我沟通。( \! c: c: y4 R, n! w: h( z. s
附件:
( w( s* [6 g& |- V* m* |肉桂酸产品链消化四氯化碳的前景展望
3 O+ v9 h! \) D& W e6 \+ Y \杜志明 郑华珍
) H1 |/ A: f: r/ Q' V& g1 i! N, P(浙江巨化股份有限公司发展部,浙江衢州324004)1 ~) |# `- ~8 l
摘要 围绕四氯化碳一肉桂酸一L一苯丙氨酸一阿斯巴甜产品链,对四氯化碳的前景进' |* c6 ~ |6 |* P; ~% X4 D
行了技术可行性和经济性的分析和展望。
3 {! E# g8 z# F, @" _关键词四氯化碳肉桂酸 L一苯丙氨酸阿斯巴甜3 J9 c* m% S+ \$ _9 E+ W: M
根据蒙特利尔条约,消耗臭氧层物质之一的四! x3 N q) I, e& `2 z
氯化碳,作为溶剂和终端产品将逐步削减直至停止! C4 @2 h" i" A. P2 D) w
使用。四氯化碳主要是生产甲烷氯化物过程中产生9 S3 l0 `, W x6 r( D& E( k
的,随着国内甲烷氯化物装置能力的不断扩大,加上: A1 }* W2 j1 }6 l6 Q
四氯化碳目前主要下游产品如氟致冷剂F1 1、F12
3 l9 e5 S# W9 l# Y9 a也面临着淘汰,如不能有效及时地进行四氯化碳转
- ~5 @$ q& y0 o* p! k化工作,四氯化碳产品有可能大量过剩。所以加强
3 H- Q" Y: t# `' Z- _四氯化碳转化为其它化工产品的研究成为非常必要+ b$ j; c# O( x
的工作,本文就四氯化碳法生产肉桂酸路线消化四
C6 m3 M' m' i% y% {& I; N氯化碳的前景作一探讨。
1 q+ y' i. @) {+ ~; R4 ^1 肉桂酸主要用途和国内生产现状
2 q1 R4 ^ k9 O/ E* H1 g/ v7 y肉桂酸又名桂皮酸、桂酸、B一苯基丙烯酸,为
8 f5 L( O6 h; i7 [& |结晶性粉末。可用于合成药物如心可定、心痛平等,
# Z3 ?: M" R: }" n! }- d$ w3 X自身除可作为香料外,还可合成肉桂酸甲酯、肉桂酸
' _7 p7 B4 L+ P) S! A6 h, ?乙酯等肉桂酸酯类香料;也可用于合成负片型感光
# q! A' u3 d/ T* Z: |树脂,如聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯和3 }5 S* d) {/ m
侧基为肉桂酸酯的环氧树脂。以上领域肉桂酸国内% z+ L* [* b: p* m d7 D
年需求约400 t。最大的用途在于合成L一苯丙氨; R _+ M4 V o
酸。肉桂酸国内的生产厂家情况见表1[11。3 J+ }8 I+ j6 R9 X% l* t
表1 国外肉桂酸生产家及工艺
" E% N4 E3 |7 P8 _/ i$ i x生产厂家 生产工艺
$ Y. ^/ }1 u7 K( z' I北京化学试剂二厂 v* P8 e. ?, D' `3 P6 p
上海合成洗涤剂四厂5 ^: I5 V* n5 h; Z/ e
上海鉴臣香料厂
6 v7 J$ J U7 @江苏昆山轻工化学厂
4 X+ i/ x9 c! g( ]江苏金坛县化工厂
. W% Y/ I2 H8 R7 _. h6 F. J i天津红旗制药厂
4 Q3 z1 o$ o6 S6 o/ \* Y浙江上虞启明化工有限公司
/ b; ~+ S- U$ e+ D' N4 j$ h巨化集团公司
4 @ d& n1 p7 C/ f1 D三星石化公司+ C$ v4 `$ U2 a: n( s& t/ g
柏金法
3 c# H2 q# c# k! _3 [柏金法% v4 b0 \5 L* j; p( ?
柏金法
9 f# r# D, J# K( }0 U! f柏金法
0 u5 J S' Y, R1 t6 k+ a, s9 O! c柏金法
: ?8 B; Q$ g2 A5 W柏金法
. z8 g0 d. C7 j9 {* j柏金法
3 T+ I4 }4 ?/ n) m四氯化碳法. ]8 ^7 V+ x* e
四氯化碳法/ K5 f" p2 f- }9 [% o" Y8 [% L2 _
收稿日期:2004—03—30
. {2 {$ |8 i. ?修订日期:2004—06—183 G. C' M. t& p, S# ^9 m
国内大多数厂生产能力100~200 t,以上厂家
: }. M% C( a7 z3 q总生产能力约1 kt。
* q; g0 N" O2 W1 v4 X' G, z2 四氯化碳法生产肉桂酸竞争力分
' Z7 W3 v* z4 ]8 m. c' P析1 i7 w9 C( f! j( }
肉桂酸工业化路线有2条[11。传统的合成工艺) _# A S7 h5 Z1 T% E8 _: n
是柏金法,以无水醋酸钠为催化剂,苯甲醛和醋酣反
8 f# M9 w: R( G, V1 b应生成肉桂酸,副产少量的醋酸。该法工艺条件苛* R: y# G; a0 h# r
刻,反应温度150~C,能耗较高,原料苯甲醛价格较
9 O9 r+ b! c& M9 ~" I高,以苯甲醛计收率58% 。安徽科苑集团和巨化集" A7 L% ~6 O8 W/ p" I9 { {! V
团公司开发出四氯化碳为原料路线的肉桂酸合成方
* f4 s' `# {5 l法。该法原料价格相对便宜,反应条件温和,并副产
$ G" [& d8 U) E) W盐酸,以该原料计收率约为66% ,产品质量达到食% ^; m4 [) P& g% F2 V. j
品级的要求。4 i& A& v0 z, P5 g/ g3 N
2种不同的工艺路线成本比较如表2t 。2 Y% l) s, q# |8 k
表2 肉桂酸生产成本比较1 S- j$ `3 C/ `$ `. Z+ C3 \
合成方法 ( 臂 ) ( 臂 ) 四氯化碳法
9 W. \, J, k" m" v- ^- d吉 产 ;
0 r7 p5 K' A8 \ F- R/ L: r(产量) ooo
6 ~4 H# A6 R9 @) M9 }4嚣联 uU
" ]& z% D9 p) p3 t p0 z) V& ?主要原料
5 v9 j5 X* b$ U1 Tt皇 (扣委除 副 25 1606 c9 m' \/ y5 J/ x: b+ E ]( z
产品成本)
6 N2 u, m# ~+ C: a; X! f2 Q4 a30%盐酸4 B1 M8 u; W) c2 K
350(2)
- ?4 B& @' m+ h" W' v4 p按四氯化碳现行7 |; D7 \' J. w/ B( s0 [
价格19 705按四
; N% G8 N W" D3 t' s" u% g氯化碳期望值价3 }" Q5 q% z; f! J. f
(3 000元/t )13
' f& o" @, q4 x8 ]% Y405按四氯化碳$ h! L/ _0 Y" ]- O* k
焚烧处理8 005; w! J. d4 V' s% \: w
四氯化碳法的主要原料成本较柏金法还是有一
% I1 _; V( b5 B( ]6 C定的优势。根据保护大气臭氧层的国际蒙特利尔条" g5 x! t1 j" s
约,国家将逐步限制对四氯化碳的使用,四氯化碳转
; G1 U, @9 g9 c1 k9 P; e/ _/ l: \化其他产品已成为迫切需要解决的问题。可以预
7 W: f6 ^ _* J% q" a见,四氯化碳价格在不远将来将呈不断下降趋势。" T, r' n3 E+ K2 W
若四氯化碳按现有价格的一半左右3 000元/t计
9 U# m$ d$ S- Y2 q算,四氯化碳法的主要原料成本将降为13 405元/t,6 o v& Q/ _1 j
与柏金法相比,其原料成本的优势明显,若四氯化碳
$ N* o) [ e' S- H作为焚烧处理,即按0价格处理,原料成本优势更明
* G3 y: J/ [! f: b显。
H% U8 p1 A+ S1 d+ h7 p- [由于四氯化碳法中四氯化碳单耗较高,成本敏! _6 f* g! n+ T9 m+ F! K
感度大;现行四氯化碳价格也大大高于生产成本,随' v+ K4 x, T# _0 p% {6 x5 o. J% p
着四氯化碳的大量过剩,四氯化碳价格将来有可能
0 G- z; s3 ~. h7 P3 i8 a' F2 e. }: }$ b大幅降低,加上四氯化碳法技术改进的空间较大,所
) N! i& B- k3 d+ `5 n: C# B以四氯化碳法制肉桂酸将是有竞争力的。: n) t; U' ~( l0 w! D _4 u7 f3 Z; t# i
3 L一苯丙氨酸用途和国内生产现
! _. Z& B4 J6 f/ C2 e& p! P状 3】* c' S4 Q$ m# J2 F& p
L一苯丙氨酸是人体必需的8大氨基酸之一,主5 g8 F3 X+ j0 W* M* J
要用于食品添加剂阿斯巴甜的合成,医药上主要用
8 i0 y# r" f' Z: K于氨基酸输液。+ E3 g7 x0 ]5 r; ^: ^+ m
我国L一苯丙氨酸主要依赖进口。医药行业每
" X$ s% Z8 R; P8 [: ]$ l年仅从日本味之素公司进口的就达200 t。在合成阿
7 _, M5 S2 @' X+ D9 F斯巴甜方面,国内生产厂大多数从国外进口关键原
- R/ L$ o/ |" a8 R% [料L一苯丙氨酸,且数量有限,致使开工不足。2005
. ?# H) n R, f. f! [) j. c% S年我国L一苯丙氨酸市场需求量为2 kt以上 I。
v$ X2 ~, g& P0 n5 y( r. z我国食品级L一苯丙氨酸生产厂家主要集中在
. e1 E2 k0 i' u5 d% h江苏、浙江(绍兴亚美化工有限公司)、江西等少数几 U6 A4 T: {1 ?4 |
个厂家,总能力不足500 t/a,药用级生产厂家较为
: ] o; V M" l1 W; y( R分散,生产能力约100 t/a。+ S7 C+ @% s9 N$ ^" g
4 肉桂酸酶法生产L一苯丙氨酸竞
6 p) n! J1 X; s0 G争力分析" c6 ]: h; V6 k8 }+ y g9 i
除一般发酵法因菌株的发酵产率较低,已经证
5 U0 x- q0 a6 R& p0 x- E实无法进行工业化生产外,L一苯丙氨酸生产方法有
4 {+ w2 y8 p) b6 {) q' ]0 Y3种 “1。
! S/ y7 A" O' d" }2 j6 Q6 p4.1 基因工程发酵法: N% g3 m1 H( J# ?
由于所携带目标基因的质粒稳定性较差,发酵$ V1 r- H* l' Z
产率波动性较差,因此该法生产成本较高。日本味; K# Q9 Y! U# ^' Y2 b" J
之素也采用了发酵生产,尽管规模较大,但由于生产
( O& S) v i! M成本较高而采取了稳产、不扩产的策略。国内河南
1 t! E0 j; w, v1 P. ]易元制药有限公司采用基因工程菌发酵法生产L一
' v8 } W1 H @ I, M2 q% c苯丙氨酸50 t/a,产品有食品级和医药级2种。
4 K, [6 j- Q3 n; o6 z4.2 肉桂酸酶法# A9 N# C) ]' i/ b( i, j. l: }
肉桂酸酶法采用的前体化合物为反式肉桂酸。* J* t4 w! ^5 k
尽管反式肉桂酸成本较高,但其生产路线较短,在美
+ \5 _, i4 Q3 |5 H; m9 Z: l) c国已形成较为成熟的生产工艺,国内率先投产的8 t) S) k! ^$ m: A9 ?
L一苯丙氨酸工厂均采用此路线。该路线存在的主' r+ {- u* O* |/ A: Y: T5 j0 r
要问题为底物转化率较低,产物含量也较低,未反应
! _+ V# \( }6 c8 |& d' U的肉桂酸无法进行循环使用,严重污染环境,前体化
; {) L. ~+ F0 M合物肉桂酸成本较高等。绍兴亚美化工有限公司已
) x2 {$ r5 R* u建成300 t/a肉桂酸酶法转化生产L一苯丙氨酸装! i% w8 E0 n. B9 t
置装置,据报道已较好地解决了肉桂酸底物转化率
) }# Q- r: u: {0 O低的问题,未反应的肉桂酸可循环利用,环境污染问
5 x9 n6 Y+ K& j) s题也得到了根本改观。
5 ?' y3 g* Z+ s W9 z5 j: v4.3 苯丙酮酸酶法$ @- ~1 a* S) o: _
该法以苯丙酮酸作为前体化合物,采用的转氨
( B* X& C5 W7 n酶为组成酶,产酶稳定且酶高,和苯丙氨酸解氨酶相8 x% R3 S% C; _0 E
比,在酶活和稳定性方面有较大的优势。该法工业化# S8 ]4 Q' O2 b I8 k2 h
的关键为苯丙酮酸的生产,它有3种生产方法:甘氨. _+ A& `+ S5 c' Q: ^2 f( d
酸法、氯苄羰基化法和海因法。其中海因法被国内外
2 f0 Z( W5 ]0 ~$ e8 z' U3 `工业研究部门认为是最直接和最经济的生产方法。
) l+ b; ?' E/ }7 |' z5 f; M4.4 3种方法的比较. s% U% n# R0 t% n
发酵法生产L一苯丙氨酸技术难度较大,生产% }" G# ~9 J: x
成本较高,关键技术被国外掌握,目前国内大规模开, E ~ ]0 S# {+ |9 x$ R* ?+ q; k, D
发条件还不具备。苯丙酮酶法生产L一苯丙氨酸具
' u; t' q" I$ \7 l有前体易得、转化能力强特点,但技术成熟程度不
5 X% |8 j. J3 I8 D8 m( i- x1 s够,有待时间的验证,国内现有装置运行并不理想。 B$ N0 }0 c& e' a$ r
肉桂酸酶法生产L一苯丙氨酸解决了肉桂酸底物转
- M; ^( P( @; B% k: `3 f% ^化低、未反应的肉桂酸循环利用等问题后,已具备一
& ^: q# X, R8 s5 e定的竞争力。肉桂酸酶法生产L一苯丙氨酸由于反+ E) I6 @. u; v4 w I
应原料肉桂酸易得,且成本构成中肉桂酸占主导地
) k" N2 p' @$ I6 h8 [9 v位(生产1 t L一苯丙氨酸约消耗肉桂酸1.2 t)。若四) T) j, ^" X7 z# z
氯化碳价格能大幅下降,采用四氯化碳路线法制的. X3 D/ g# L2 @3 J: c V! D- G5 B
肉桂酸成本也会大幅降低,肉桂酸酶法生产L一苯' T# E8 ~# F0 Z3 R
丙氨酸成本竞争力明显提升。) g* Z5 U$ P, U! L) r
5 L一苯丙氨酸生产阿斯巴甜的前8 {* N& X+ |+ f$ w, S. x! A
景分析
! I8 \( T& R% c4 R: N世界上有90多个国家允许使用阿斯巴甜,有
/ d) D6 H) K }- I) }$ Z4 _9 000种饮料含有阿斯巴甜。1981年,美国食品药物8 D( @$ [9 L6 X
管理局核准阿斯巴甜用于食品中。1986年我国卫生
. d Q+ B1 {8 u9 V2 S3 K部批准的《食品添加剂使用卫生标准》(cB 2760—
( h5 ]6 @5 B D% Z86)中,阿斯巴甜限制加入量(质量分数)为甜食0 A4 j! W8 [5 ^1 A2 l
0.3% 、饮料0.1% 、早餐谷物0.5% 。目前阿斯巴甜; e0 |3 o t( A, _$ x$ w
美国需求量超10 000 t/a,欧洲需求大于2 000 t/a,' Y+ f' F. h" B9 i% z7 w. g/ E
估计2005年我国需求量超过2 000 t/a。
0 }) w9 b6 I5 V1 \* Q阿斯巴甜在我国还只是处于成长期,其需求将
) C0 [& d: s# n9 R! F* J' @' Y2 n保持在年增长率20% 以上,具有广阔的发展前景, c: {& ?; Q8 |8 |0 [
生产1 t阿斯巴甜约消耗1 t L一苯丙氨酸,作为生
9 O0 a- u$ J; l) y% x8 P; z产阿斯巴甜的关键原料L一苯丙氨酸需求是巨大) p6 P% ^) U* r5 r4 R4 ?4 Y
的。 6 `/ L1 _% S( ~/ N* z! }
6 结论7 @% W. k& P& o9 k/ [ i E
(I)从技术可行性和经济性以及市场潜力角度,
4 S; U% h, X0 l: C, \按四氯化碳一肉桂酸一L一苯丙氨酸一阿斯巴甜产
: n$ U0 I5 C& {! s品链,转化四氯化碳是一条有潜力的路线。
( O' [. i4 g4 D(2)整条产品链中四氯化碳消耗较大,所以产品
r7 i0 d3 d9 z成本对四氯化碳的价格敏度较大,关注四氯化碳的
6 O: Q. Y5 {& b! @8 s& G价格走势和未来价格定位是四氯化碳一肉桂酸一
( X4 h: D0 E$ B+ y6 r: UL一苯丙氨酸一阿斯巴甜产品链开发研究的前提。
, T8 ^! q w" O: D* D(3)从消耗四氯化碳潜力来看。若国内80% 的
4 N, e% a, K4 g5 ^" T; l9 uL一苯丙氨酸需求立足于国内生产,50% 的L一苯丙
% J7 y4 p2 Z, J1 c氨酸生产采用肉桂酸酶法路线,且80% 的肉桂酸生
; e G, C2 r8 |0 Q% t5 T产采用四氯化碳技术路线,按四氯化碳、肉桂酸、
% {/ Z+ d# [* XL一苯丙氨酸、阿斯巴甜消耗比例,则可消耗四氯化" B$ r& B6 e8 @: M5 h- M9 S6 R9 p
碳2 500 t/a以上。5 ]3 m# {+ N6 x. e3 t8 j9 J0 Y9 x
参考文献3 A7 p r: C. w: L; m
1 郭少青.肉桂酸的应用开发及合成技术进展.上海化
9 |% d7 ^& W* Q& z: i$ J( v. E工,2002,27(8):32 347 R# \0 U' L# k7 P# G
2 孙存中,刘冰.苯乙烯一四氯化碳合成肉桂酸工业化问
1 g* q8 \# O& C+ L题的探讨.现代化工,2000,20(5):27 28
1 p; u8 }% ]3 x3 何若平.L一苯丙氨酸生产及市场分析.化工科技市场,6 E' D+ ~$ y/ V2 h
2000,23(12):7 8
1 i! Z4 ~" H x9 v6 c4 多文.L一苯丙氨酸的应用开发.精细化工原料及中间
9 B3 Q7 m* P. v& I+ R! ^: [% M体,2003,(11):32 34
3 y4 S+ [) U; N. p2 y- y5 莫茂书.L一苯丙氨酸的生产与应用.化工中间体,
) q9 H. L* U9 y8 V3 q1 B2003,22(7):15 160 ^; ]2 X2 H' E; E; n$ o
6 杨顺楷.L一苯丙氨酸酶法生产工艺精细与专用化学品,/ t7 Z$ G. n' U9 Z4 E" j# F
2001,9(2):18 19
0 M% G- q$ f9 R3 p( ]3 j" O- P, l* h[作者简介】杜志明,1969年出生,工程师,1992年毕业于天* p# r% h8 J% {9 j' y! `7 J
津大学精细化工专业,现从事开发管理工作。
4 E8 ^; m2 N R+ j% h* k(上接第35页)$ H# q5 K- `. q0 ^
20 Zhang—huai S,Yuan K,Jian—zhong N.Characerization of
3 t7 B3 _( |1 o3 O6 a! TTiO2一,ZrO2一,and Ah03一Supported Iron Catalysts as
}. B2 B( i6 }7 k: g, q3 gUsed for C02 Hydrogenation.Appl Catal A:Gen,1997,$ F6 a! i7 u( B% ]% J3 S
148:301—3136 S3 v. v. F6 Y: E+ y
21 Ferkui H E,Baird M C,Stanton D J,et a1.Carbon Dioxide
) w4 C4 _( C. l- r! ]an d Carbo n Monoxide Methanation by Suppo rted Ruthenium# V2 S( ~5 v& R: E- R) h
Catalyst.J Chem Soc Chem Commun,1982:955
3 `. A9 A& d6 H" P# L% W22 Darensboug D J,Ovalhs C.Catalytic Carbon Dioxide
1 V' [( Q! H# t/ B4 s/ @Methanation by Alumina—-Supported Mono——and5 c, Z& ~% B: M: N0 w. x
Polynuclear Ruthenium Carbonyls.Inorg Chem,1986,25
0 Y6 K; a6 Y. {! r(10):1603—1607& p' u0 s' A9 G8 E* d
23 Lee M D,Le e T F,Chan g C S.Efleets of Addition of
. d& f2 q. I# E% V( gChromium,Manganese of Molybdenum to Iron Catalysts for* J1 J. ]: o t* I! U, j6 B
Carbon Dioxide Hydrogenation.Appl Catal,1991,72(2):
. I2 }' p6 o) i9 h2 o3 O* C267 281 |
|