提高L-缬氨酸发酵生产水平的几种方法

目前,国内L-缬氨酸工业化生产还存在着许多问题,例如:产酸率低、杂酸比例高、易染菌等,这与日本等国的生产水平还有较大差距。本文归纳了国内缬氨酸产业化过程采取的一些方法,对于L-缬氨酸大规模工业化生产具有一定的参考意义。     

癸二酸二水杨酰肼对聚L-乳酸结晶和熔融行为的影响

为丰富双酰胺类聚L-乳酸结晶促进剂的类别,以癸二酸和水杨酰肼为原料制备具有双酰胺结构的癸二酸二水杨酰肼作为聚L-乳酸的结晶促进剂,研究其对聚L-乳酸的非等温结晶行为和熔融行为的影响。非等温结晶行为显示癸二酸二水杨酰肼可显著提升聚L-乳酸的结晶能力,尤其是0.5%的癸二酸二水杨酰肼对聚L-乳酸具有最佳的结晶加速效应,可使聚L-乳酸的起始结晶温度、结晶峰温度以及非等温结晶焓分别从101.4℃,94.5℃,0.1 J/g增加到122.8℃,119.5℃,32.6 J/g,另外,非等温结晶过程中降温速率是影响聚L-乳酸结晶的重要因素,而最终熔融温度对非等温结晶行为的影响较小。等温结晶后的熔融行为研究进一步证实了不同含量癸二酸二水杨酰肼对聚L-乳酸结晶促进作用的贡献大小,但促进作用上的差别会随着等温结晶时间的增加而减小。     

苯丙二酸钙改性生物可降解聚L-乳酸材料的性能研究

为进一步认识半结晶型聚合物性能与结构的关系,以苯丙二酸钙作为聚L-乳酸的结晶促进剂,借助差示扫描量热仪、热失重分析仪、熔融指数仪和透光仪考察其改性聚L-乳酸材料的结晶行为、熔融行为、热稳定性、流动性以及透光性等物理性能。非等温结晶测试结果显示,苯丙二酸钙可显著加速聚L-乳酸的结晶过程,其中5%的苯丙二酸钙可使聚L-乳酸具有最大的非等温结晶焓,且结晶可以在更高温度下发生;同时降温速率以及非等温结晶方式都会对聚L-乳酸的非等温结晶过程产生显著影响。不同条件下熔融行为的差异进一步证实了苯丙二酸钙对聚L-乳酸的结晶促进作用,另外熔融行为也依赖于结晶温度。相关测试进一步表明,苯丙二酸钙会降低聚L-乳酸的热稳定性和透光性,但会大幅提高聚L-乳酸的加工流动性。     

农药生产中的工业结晶技术

结晶是农药生产过程中一个重要的环节,对结晶过程的设计、控制和优化将决定农药晶体产品的晶型、纯度以及粒度分布等性能。从农药多晶型、产品粉体性能以及结晶操作方式选择等方面阐述了工业结晶对农药产品质量的影响。创新农药的晶型研究以及连续结晶技术将会成为未来农药研发和生产的重要发展方向。     

L-缬氨酸生产工艺研究进展

文章对L-缬氨酸的作用及其需求量作了一定的分析,并根据目前国内L-缬氨酸的生产工艺,阐述了其生产工艺研究的进展。     

离子交换法分离提取发酵液中L-亮氨酸

研究了发酵液中L-亮氨酸的分离提取方法。将发酵液经过预处理,除去大部分杂氨基酸,得到L-亮氨酸粗品结晶,溶于水,脱色,用树脂吸附,考察了pH对吸附容量的影响,确定出树脂最大吸附量的吸附速度;分别用氨水和氯化铵作为洗脱剂,用不同的流速洗脱,寻找最佳洗脱剂和最佳洗脱流速：结果以氯化铵作洗脱剂进行梯度洗脱,成功的将L-亮氨酸与L-缬氨酸分离。     

缬沙坦的合成工艺研究

以 L-缬氨酸为起始原料 ,先将其改造成 L-缬氨酸甲酯 ,再进行烃化、戊酰化、最后用三正丁基叠氮化锡进行环合 ,水解等步骤合成了 S- N-戊酰基 - N- [4 - ( 2 -四唑基 )苯基 ]苯甲基缬氨酸     

产品开发

开发长链二元酸前景好,环境友好型海洋防污涂料的发展重点,L-缬氨酸和L-精氨酸开发生产亟待加强     

盐酸沃尼妙林的全合成研究

以异丁醛为起始原料,经氨加成、硫粉氧化关环、双键还原、开环四步反应自制得到重要中间体1-氨基-2-甲基丙-2-硫醇盐酸盐(二甲基半胱胺盐酸盐),收率72.2%。再将L-缬氨酸在D-氨基酰化酶的作用下转为D-缬氨酸,收率46%。D-缬氨酸经成盐、胺化得到中间体D-缬氨酸邓盐,最后苯磺酰化截短侧耳素与1-氨基-2-甲基丙-2-硫醇盐酸盐发生亲核反应,然后与氨基保护的缬氨酸进行酰胺化反应,最后脱掉保护基,用盐酸处理,采用溶媒结晶的方法提纯,即得到盐酸沃尼妙林,总收率88.2%,产物结构经核磁氢谱、碳谱进行表征。本研究概括了盐酸沃尼妙林的全合成工艺路线,该法大大降低了生产成本,已适用于工业化生产。     

环戊二烯合成D、L-谷氨酸

本研究选用来自炼焦工业苯头份中,或炼油工业石油乙烯裂解副生物C_5馏分中分离回收的环戊二烯为原料,进行D、L-谷氨酸的合成研究;反应过程包括有氯化氢加成反应,臭氧化反应,开环氧化、氨基化等系列有机合成工艺制得的主要中间体——2-吡咯烷酮-5-羧酸铵盐,再以盐酸为催化剂,加水分解,生成D、L-α-氨基戊二酸溶液,后经蒸发、中和、晶析、分离等工艺过程而得D、L-谷氨酸结晶。本研究成果将对日益发展的我国炼油、炼焦工业下脚料——环戊二烯的综合开发与应用,开辟了一条新途径,更为以D、L-谷氨酸为原料进行深加工的有机化工工业,提供了新的原料来源。     

L-二苯甲酰酒石酸为拆分剂结晶拆分L,D-薄荷醇

以L-酒石酸为原料,合成并纯化了结晶拆分剂L-二苯酒石酸;考察了L-二苯酒石酸结晶拆分过程的动力学控制,L-薄荷醇的收率提高23%。同时,研究了结晶拆分过程的溶剂影响。结果表明,用氯化锌代替氯化铁作为催化剂,L-二苯酒石酸的合成温度可降低12℃,重结晶纯化只需一次,可达到拆分剂的要求;L-二苯酒石酸结晶拆分消旋体薄荷醇喜好弱极性的组合溶剂（环己烷/水=80：20,V/V）,单一的高极性和非极性溶剂对结晶拆分不利。同时,展望了未来研究方向。     

β-磷酸三钙对聚L-乳酸非等温结晶、熔融行为和热稳定性的影响

为充分认识添加剂对聚乳酸热性能的影响,以四水硝酸钙和磷酸氢二铵为原料制备了β-磷酸三钙,分别考察了β-磷酸三钙对聚L-乳酸非等温结晶行为、熔融行为和热稳定性的影响。非等温结晶行为显示β-磷酸三钙作为异相成核剂可显著提升聚L-乳酸的起始结晶温度、结晶峰值温度以及非等温结晶焓;而降温速率的增加则会削弱β-磷酸三钙的成核效应。熔融行为测试进一步证实了β-磷酸三钙对聚L-乳酸的结晶加速效应,同时β-磷酸三钙的含量以及结晶温度都会影响聚L-乳酸的熔融行为。β-磷酸三钙的加入并不能改变聚L-乳酸的热失重行为,且热分解起始温度还略有下降。     

β-磷酸三钙对聚L-乳酸非等温结晶、熔融行为和热稳定性的影响

为充分认识添加剂对聚乳酸热性能的影响,以四水硝酸钙和磷酸氢二铵为原料制备了β-磷酸三钙,分别考察了β-磷酸三钙对聚L-乳酸非等温结晶行为、熔融行为和热稳定性的影响。非等温结晶行为显示β-磷酸三钙作为异相成核剂可显著提升聚L-乳酸的起始结晶温度、结晶峰值温度以及非等温结晶焓;而降温速率的增加则会削弱β-磷酸三钙的成核效应。熔融行为测试进一步证实了β-磷酸三钙对聚L-乳酸的结晶加速效应,同时β-磷酸三钙的含量以及结晶温度都会影响聚L-乳酸的熔融行为。β-磷酸三钙的加入并不能改变聚L-乳酸的热失重行为,且热分解起始温度还略有下降。     

膜辅助添加晶种的过硫酸铵冷却结晶在线监测与过程调控

冷却结晶是经典的溶液结晶过程,常用于分离溶解度随温度变化较大的物质,制备高品质晶体产品。直接进行降温会导致成核速率不可控,得到的晶体产品质量差。在工业中通常选择在溶液结晶介稳区内投放适量晶种来诱导成核,但晶种制备过程复杂,而且成功的添加晶种过程取决于晶种的粒度分布、数量、投放时机和操作人员的经验等因素,降低了产品质量的批次重复性。本文利用聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维膜组件为结晶溶液和冷却液提供换热界面,结晶溶液温度降低,在膜界面处形成较均匀的过冷度梯度,进而在低过饱和度下发生异相成核,实现膜辅助添加晶种的过硫酸铵冷却结晶过程调控。膜组件中产生的晶种进入结晶釜中继续生长,将成核和生长过程进行解耦。在线结晶检测系统捕捉到的照片证实了通过控制膜组件使用温度和时长两个操作参数便可得到具有较好的形貌、较窄的粒度分布的晶种。相比直接冷却结晶,在相近的降温速率下,膜辅助添加晶种过程制备的晶体产品具有更大的平均粒径,且粒度分布更集中,表面更加光滑。因此,膜辅助冷却结晶呈现了良好的成核控制能力,有望实现晶种自动制备和添加功能,为高附加值晶体产品的冷却结晶过程开发提供了新方向。     

制药结晶中的先进过程控制

结晶作为固-液分离的重要手段，是实现医药产品高端高值化的关键技术。药物结晶过程的精准控制决定了晶体产品的多晶型、晶习、粒度及粒度分布等诸多特性，对生产效率和产品质量的提升具有重要的意义。基于国内外对药物结晶过程控制的研究现状，结合相关案例，系统总结了制药结晶中先进过程控制的理论模型、监测手段和控制策略，重点分析讨论了过程控制在产品工程中的应用并对其发展趋势进行了展望。     

光活环二肽环（L-脯-L-丙）和环（L-脯-L-缬）的合成

以L-脯氨酸、L-丙氨酸和L-缬氨酸为原料,先用苄氧羰基保护L-脯氨酸的N端,再与C端保护的L-丙氨酸甲酯／L-缬氨酸甲酯缩合,得直链肽,再经Pd／C催化氢化脱保护基,以仲丁醇为溶剂回流关环,得到光活纯的环二肽（L-脯-L-丙）／环（L-脯-L-缬）。该方法耗时短、产率较高、不发生消旋。是一种通用的光活含脯氨酸环二肽的合成方法。     

熔融结晶的过程强化

熔融结晶作为一种绿色高效的分离技术具有选择性高、能量消耗低、无须溶剂参与等优势,但在结晶理论研究、连续化生产、专用结晶器设计和工业放大等方面仍面临挑战。熔融结晶分离效率受物系性质、原料纯度和晶体生长速率限制。因此,熔融结晶过程的合理设计和过程优化对提高熔融结晶技术的能量和过程效率具有重要意义。基于熔融结晶技术在化工分离过程中的实际需求和应用前景,从熔融结晶过程工艺优化、晶体层生长表面设计、过程工艺耦合三方面论述熔融结晶过程中晶体成核、生长的强化方式,为达到高效率、低能耗的熔融结晶分离过程提供可行性指导。最后,概述了目前熔融结晶技术的主要研究焦点并对发展方向进行了展望。     

面向智能制造的工业结晶研究进展

工业结晶是一门“半艺术的科学”,具有多目标、非线性和强耦合的特点,在国际上被公认是最难设计的化工单元操作之一。面向智能制造发展的重大战略需求和历史机遇,基于国内外对工业结晶和智能制造的研究现状,拟构建基于智能制造的工业结晶多尺度研究框架。结合相关案例,总结了国内外人工智能、云计算、物联网等核心智能制造技术在工业结晶中的应用,重点分析讨论在溶解度预测、晶型预测、晶习预测、共晶预测与智能制造的发展现状和潜在结合点;总结了结晶过程中的感知、分析、决策的智能控制技术。     

离子交换分离L-缬氨酸的传质动力学及动态穿透特征

为了探讨离子交换分离L-缬氨酸的传质动力学及动态穿透特征,讨论了不同类型树脂的分离效能,研究了传质动力学及控制步骤,分析了固定床动态传质行为。结果表明,苯乙烯型强酸阳离子交换树脂有较佳的分离效能,吸附容量是其他树脂的5~8倍、选择性α为1.3~1.8;中性(或弱酸性)时,L-缬氨酸呈两性离子形态,有利于离子交换吸附。苯乙烯型强酸阳离子交换树脂001×7吸附分离L-缬氨酸,符合准二级动力学模型,初期受颗粒内与液膜两扩散共同控制,中后期受多个因素影响。Thomas和Yoon-Nelson模型适合描述L-缬氨酸和L-亮氨酸的动态穿透行为;流速增加,平衡吸附容量qe、体积吸附量N0和操作时间τ递减;料液浓度增加,平衡吸附容量qe和体积吸附量N0增加,但操作时间τ减少;床层高度的影响与料液浓度的影响呈相反趋势,高径比宜在5以下。     

工业萘定向结晶生产精萘

<正> 工业萘定向结晶生产精萘是上海焦化厂煤化所研制成功的新技术。主要原理是依据工业萘熔融后,萘与硫茚、酚及胺等杂质在不同温度下的饱和度及结晶温度的差异,制定合理的结晶工艺条件,使工业萘提纯得到精萘。精萘纯度则取决于结晶温度区段的分割程度。区段分割愈细,则精萘纯度愈高。该技术的特点是生产过程稳定可靠、萘回收率高、产品质量好、不需添加任何辅助原料及无三废污染。