有氧条件下Klebsiella pneumoniae发酵生产1,3-丙二醇的研究

探讨了有氧条件下利用Klebsiella pneumoniae发酵生产1,3-丙二醇的可能性,研究了通气量、初始底物浓度、pH和3-羟基丙醛等因素对发酵过程的影响.当空气通量为0.25vvm时,1,3-丙二醇的得率和生产强度与厌氧时相近.有氧条件下,当初始甘油质量浓度大于50g/L时,发酵中后期出现3-羟基丙醛的长期积累,甘油不能消耗完全.控制pH为7.75～8.00可以促进3-羟基丙醛的转化使甘油完全消耗.     

有机酸对产丙二醇菌生长和生产的影响

为提高克雷伯氏肺炎杆菌厌氧发酵生产1,3-丙二醇的能力,在发酵过程中添加有机酸(OA),考察其对菌体生长、1,3-丙二醇及其他副产物合成的影响。实验表明:添加OA可促进菌体生长,加入质量浓度为0.2~0.5g/L的OA,菌体生长的菌液在590 nm处吸光度(OD)值比参照值高出30%;加入过量的OA(>1.0 g/L),则菌体生长受到抑制,OD值比参照值低37%;添加OA可促进单位细胞合成1,3-丙二醇,加入质量浓度为0.2~0.5g/L的OA,单位菌体的1,3-丙二醇质量浓度比参照高3.8%~17.5%;添加OA能提高甘油转化为1,3-丙二醇的转化速率,加入0.2~0.5 g/L的OA,甘油转化为1,3-丙二醇的最大转化速率达0.81 h-1。在15 L罐上批式发酵48 h,1,3-丙二醇最终质量浓度达42.9 g/L,甘油转化为1,3-丙二醇的平均转化率达64%。     

发酵法生产1,3-丙二醇工艺优化及评价

1,3-丙二醇主要用途是和对苯二甲酸(PTA)一起合成新型聚酯对苯二甲酸丙二醇酯(PTT),但是1,3-丙二醇的高成本制约了PTT的发展,低成本1,3-丙二醇合成工艺的研究开发工作成为国内外的热点课题之一。本文是在以甘油为底物发酵生产1,3-丙二醇的工艺路线上进行优化,使用实验室2.5 L发酵罐进行试验,研究甘油发酵过程中搅拌速度、氮气通气率、发酵时间对最终发酵液中1,3-丙二醇含量的影响,在发酵温度37℃、pH值7.0、通气率0.2 vvm、发酵时间40 h、搅拌转速400 r/min的条件下,发酵液中1,3-丙二醇的含量高达80 g/L以上,产品纯度达到99.5%以上。     

重组肺炎克雷伯菌发酵联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇

对表达了高效醛脱氢酶的重组肺炎克雷伯氏菌以甘油为底物生产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的过程进行优化,将发酵过程中补料阶段甘油浓度分别控制为0~10, 10~20, 20~30 g/L,并分3次间歇性补加甘油. 结果表明,发酵过程中补料阶段控制甘油浓度在20~30 g/L,发酵26 h得到47.20 g/L 3-羟基丙酸和43.90 g/L 1,3-丙二醇;而间歇性补加甘油产物得率最高,发酵26 h时3-羟基丙酸和1,3-丙二醇相对甘油的得率分别为0.35和0.38 mol/mol. 3-羟基丙酸和1,3-丙二醇联产可实现辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的再生平衡,从而提高碳回收率.     

疏水硅沸石吸附1,3-丙二醇的研究

FX-Ⅱ型沸石对1,3-丙二醇单组分溶液中1,3-丙二醇的静态饱和吸附量达到121.1 mg/g;在1,3-丙二醇和甘油的混合溶液中,研究了甘油质量浓度、吸附时间、吸附温度和盐离子质量浓度对1,3-丙二醇吸附的影响,实验结果表明高的甘油质量浓度对1,3-丙二醇吸附影响较大,吸附时间为14 h时1,3-丙二醇吸附达到平衡,低温及低盐离子质量浓度有利于1,3-丙二醇吸附;对实际发酵液的静态吸附结果表明,增大发酵液pH值可以减少有机酸对1,3-丙二醇的竞争吸附;pH值为7时,1,3-丙二醇吸附量达到102.5 mg/g;筛选了与吸附剂相关的脱附剂,用体积分数50%的乙醇解吸,解吸率达到86%。在此基础上初步研究了沸石对发酵液中1,3-丙二醇的动态吸附,1,3-丙二醇解吸率为82%。与传统的蒸馏法相比,沸石吸附法工艺简单,具有较大的研究和应用前景。     

紫外诱变选育高耐受1,3-丙二醇的克雷伯氏杆菌

1,3-丙二醇具有许多优良的化学性质,可以作为中间体合成多种有经济价值的工业用化合物,是一种潜在的重要化工平台产品。文章以产1,3-丙二醇的肺炎克雷伯氏菌为出发菌株,通过紫外诱变筛选得到耐受1,3-丙二醇130 g/L的突变株。该突变株以甘油为底物,发酵48 h,发酵液中1,3-丙二醇的质量浓度达到96.57 g/L。     

若干因素对发酵法生产1,3-丙二醇的调控作用

利用一株新筛选的克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae ZJU 5205)对发酵法生产1,3-丙二醇进行了研究,考察了 pH、溶氧及添加辅助底物葡萄糖对发酵过程的调控作用。实验结果表明,相比于未调控 pH 发酵,恒定 pH 值发酵得到的菌体浓度明显增高,甘油消耗加快,1,3-丙二醇的最终浓度以及甘油到丙二醇的转化率(Y_(P/S))明显提高,分别达16.39g/L和0.51mol/mol;厌氧发酵时的菌体浓度和甘油消耗速率均高于微氧发酵,但1,3-丙二醇最终浓度和转化率低于微氧发酵;添加葡萄糖为辅助底物能够有效促进菌体生长,但1,3-丙二醇最终浓度和转化率却低于以甘油为单一底物时的发酵结果。     

基于生长代谢耦联的1,3-丙二醇发酵过程底物流加控制策略

研究了克雷伯氏杆菌转化甘油生产1,3-丙二醇的底物流加控制策略,其特征是批式流加发酵过程与细胞生长和代谢相耦联. 通过细胞生长动力学分析,建立了对数生长期和稳定期底物消耗与生物量和碱液消耗量之间的函数关系. 2次在线反馈补料发酵实验结果表明,甘油浓度控制在20±2 g/L时,1,3-丙二醇的终浓度分别达80.3和78.8 g/L以上,与手动反馈补料相比,1,3-丙二醇浓度分别提高了25.0和23.5 g/L.     

微生物发酵法中试生产1,3-丙二醇

以甘油为原料,利用克雷伯氏菌进行了发酵罐容积规模分别为1 m3和20 m3的发酵法1,3-丙二醇生产的中试研究。试验结果表明:1m3和20m3的发酵罐最终发酵液中1,3-丙二醇平均质量浓度分别达到了74.6 g/L和63.9 g/L,1,3-丙二醇相对于甘油的得率分别为61.2%和49.9%。采用发酵液醇沉预处理、再精馏的专利技术可分离得到纯度大于99%的1,3-丙二醇产品,分离收率大于85%,产品质量达到了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)聚合反应的要求。成本分析表明,生物法生产1,3-丙二醇技术是经济可行的。     

不同甘油原料发酵生产1，3-丙二醇的研究

对克雷伯氏菌在厌氧条件下以甘油为原料发酵生产1,3丙-二醇进行了研究,比较了不同甘油对菌体生长和产物生成的影响。结果表明,采用批式流加发酵的方式,以纯甘油作为原料时,发酵液中1,3丙-二醇的质量浓度最高达到72.15g/L,从甘油到1,3丙-二醇的物质的量转化率为63.32%,生产强度达2.67g/(L.h);以粗发酵甘油作为原料时,发酵液中1,3丙-二醇的质量浓度最高为56.72g/L,物质的量转化率53.14%,生产强度2.36g/(L.h);而低纯度皂化甘油对菌体生长有较强的抑制作用。成本分析表明粗发酵甘油更具有工业化应用前景。     

3,3',5,5'-四甲基联苯二酚合成研究

本文以2,6-二甲基苯酚为原料,在水介质中采用双氧水做氧化剂,通过氧化偶合反应和还原反应,两步法合成了3,3′,5,5′-四甲基联苯二酚。分别用红外光谱和1H-NMR光谱对产物分子结构进行了表征,并且探讨了氧化剂和催化剂对产物收率的影响,运用正交实验的方法确定了其他因素的最佳值,经过反复实验得出最佳工艺条件为:n(2,6-二甲基苯酚):n(双氧水):n(催化剂)=1:2:0.00018,氧化偶合反应温度为80℃,反应时间为3h,还原反应温度为80℃,反应时间为0.5h,产品产率和纯度分别可达80%和99%以上。此合成方法在工业中具有很好的应用前景。     

3,3-二甲基-4-戊烯酸-3''''-甲基-2''''-丁烯酯的回收与利用

针对目前工业上回收3,3-二甲基-4-戊烯酸-3'-甲基-2'-丁烯酯(MBDP)工艺复杂、异戊烯大量分解问题,研究了MBDP直接返回循环使用工艺,MBDP与甲醇、原乙酸三甲酯或与甲醇原乙酸三甲酯混合溶液进行酯交换反应的回收新工艺,比较了四异丙基钛酸酯、甲醇钠、氢氧化钾用作酯交换催化剂的效果,筛选出回收MBDP“一锅煮”最佳工艺:按照n(MBDP)∶n(原乙酸三甲酯)∶n(甲醇)∶n(甲醇钠)=1.0∶9.8∶9.2∶0.05物质的量比投料,74℃～78℃反应21h,MBDP转化为贲亭酸甲酯和异戊烯醇,单程转化率87.7%,用85%的磷酸中和甲醇钠,蒸出甲醇,直接用于合成贲亭酸甲酯。     

SO3H-功能化季铵盐离子液体催化酯交换制备生物柴油

采用两步合成法制备了4种SO3H-功能化季铵盐离子液体,红外与核磁共振光谱表征结果表明,其结构符合理论结构特点. 热稳定性分析表明,其分解温度都在200℃以上,均可作为制备生物柴油的催化剂. 将这4种离子液体用于催化制备生物柴油,其催化活性主要与其阴离子的结构有关,[n-But3N(CH2)3SO3H][CH3SO3]的催化活性最好. 甲醇:三油酸甘油酯摩尔比为12:1、催化剂用量7%(w)、在65℃下反应24 h时,油酸甲酯产率最高(89.65%). 催化剂重复使用性能良好.     

SrTiO3基高压陶瓷电容器材料的改性研究

研究了Bi2O3·3TiO2和MgTiO3的加入量对SrTiO3基高压陶瓷电容器材料性能的影响,并用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌观察。实验结果表明：加入适量的Bi2O3·3TiO2能提高材料的介电常数和降低介质损耗,适量MgTiO3的加入改善了材料的温度特性,且其晶粒尺寸均匀。     

低GWP值替代品1,3,3,3-四氟丙烯的制备方法综述

综述了低GWP值替代品1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的制备方法,认为由氯乙烯和四氯化碳调聚成1,1,1,3,3-五氯丙烷(HCC-240fa),而后由HCC-240fa制备中间产物1-氯-1,3,3,3四氟丙烷(HCFC-244fa)和1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa),最后由中间产物制备HFO-1234ze是一条较合理的工艺路线。     

3，3，3-三甲氧基丙腈的合成与表征

以丙二腈为起始原料通过两步反应合成了3,3,3-三甲氧基丙腈,气相色谱分析产物纯度达到98．08％。采用气质联用、红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了表征。确定了第一步合成甲基氰基乙酰亚氨基盐酸盐的最佳反应条件为：溶剂含水量〈100×10-6^、通气时间3h、72g丙二腈、45mL甲醇、1440mL乙醚、常温搅拌时间7h;第二步合成3,3,3-三甲氧基丙腈的最佳反应条件为：甲基氰基乙酰亚氨基盐酸盐与甲醇的物料比为1g：7．35mL、搅拌时间24h、在反应i0h后移出副产物氯化铵、无水硫酸钠作为干燥剂。     

1,3-双(3-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的制备

介绍了一种合成1,3 双(3 羟丙基) 1,1,3,3 四甲基二硅氧烷(Ⅰ)的方法,以1,3 双(3 氯丙基) 1,3 二甲氧基 1,3 二甲基二硅氧烷(Ⅱ)为起始原料,其总收率可达75%以上。在25℃将450mL浓度为1mol/L的甲基碘化镁乙醚溶液滴加入70 2gⅡ中,并在40℃回流反应5h,可得到52 6g1,3 双(3 氯丙基) 1,1,3,3 四甲基二硅氧烷(Ⅲ);以N,N 二甲基甲酰胺为溶剂,13 9gⅢ和14 2g醋酸钾在130℃反应7h,生成1,3 双(3 乙酰氧丙基) 1,1,3,3 四甲基二硅氧烷(Ⅳ)15 9g;以碳酸钾为催化剂,在室温下,10 0gⅣ用甲醇醇解1h可制得7 0g标题化合物Ⅰ。用IR、1HNMR和元素分析等分析方法对产物Ⅰ和中间物Ⅲ、Ⅳ等进行了表征。     

纳米粉体Y_2O_3:Ti~(3+),Pr~(3+)的光谱性能

采用共沉淀法在氮氢气氛中制备出Y2O3:Ti3+,Pr3+纳米粉体,通过XRD、TEM方法确认了它的晶相与晶粒尺寸,测量了它的激发与发射谱,并与Y2O3:Ti3+纳米粉体的光谱进行了比较。结果显示:共掺Pr3+仅在281nm处产生了激发峰,而在蓝绿光区没有产生激发峰,以致365～480nm的光激发不出Pr3+的特征红荧光。表明:共掺Pr3+的Y2O3:Ti3+用作白光LED荧光粉,难以改善发光性能。     

红色荧光粉YAl3(BO3)4:Eu3+的制备及发光性能研究

以稀土氧化物、硝酸铝和硼酸为原料,高温固相反应制备了单相红色荧光粉YAl3(BO3)4:Eu3+,用X射线衍射和发射光谱对荧光粉末的结构和发光性能进行了分析.研究了煅烧温度、Eu3+掺杂量对其发光性能的影响.结果表明,反应物在1 250 ℃下煅烧可制得单相YAl3(BO3)4:Eu3+晶体,在YAl3(BO3)4:Eu3+晶体中,Eu3+取代了YAl3(BO3)4晶体中Y3+,占据了非对称中心格位.在394 nm的紫外光激发下,YAl3(BO3)4:Eu3+荧光粉具有很强的发光性能,与(Y,Gd)BO3:Eu3+荧光粉相比,最强发射线波长由596 nm变为618 nm,由橙红色光变为红色光,色纯度有了很大提高.Eu3+的最佳掺杂量为8%(物质的量分数).     

3-叠氮甲基-3-乙基氧杂环丁烷及其均聚物的合成与性能

为开发新型含能黏合剂,以三羟甲基丙烷、碳酸二乙酯、对甲苯磺酰氯、叠氮化钠为原料,合成出一种新型叠氮类氧杂环单体3-叠氮甲基-3-乙基氧杂环丁烷（AMEO）。用核磁、红外、元素分析和DSC表征了AMEO的结构与性能。以1,4-丁二醇为起始剂,三氟化硼乙醚络合物为催化剂,二氯甲烷为溶剂,AMMO为单体,借助于阳离子开环聚合,合成出聚3-叠氮甲基-3-乙基氧杂环丁烷（PAMEO）。用红外光谱、核磁共振、元素分析、羟值、数均分子质量表征和测定了聚合物的结构和性能。