1,2,4-丁三醇合成工艺述评

介绍了 1 ,2 ,4 丁三醇的基本性能、可能的用途及各种合成工艺路线 ,并评价了各种工艺路线的优劣。     

微反应器合成1,2,4-丁三醇三硝酸酯的工艺研究

以1,2,4-丁三醇(BT)水溶液为起始原料,发烟硝酸/浓硫酸为硝化剂,采用微反应器连续合成1,2,4-丁三醇三硝酸酯,考察反应温度、物料及混酸比例、停留时间对反应影响。结果表明,优化工艺参数为：1,2,4-丁三醇∶发烟硝酸∶浓硫酸的摩尔比为1∶5∶4,反应温度15℃,停留时间48 s,工艺收率90.5%,产品含量98.8%。与传统间歇釜式合成工艺相比,该工艺实现了1,2,4-丁三醇三硝酸酯合成反应的稳定进行,反应温度接近室温,消除了过程反应热的积累和温度波动,缩短反应时间。     

1,2,4-丁三醇的双水相萃取

对低分子有机溶剂/无机盐双水相体系萃取分离发酵液中1,2,4-丁三醇（1,2,4-butanetriol,BT）进行了深入研究。通过对不同双水相体系的筛选,最终选定无水乙醇/K₂HPO₄双水相体系来萃取分离BT。使用浊点法对以BT为溶剂的无水乙醇/K₂HPO₄双水相体系进行相图的绘制,发现在K₂HPO₄质量分数为19.83%~46.87%范围内均能成相。通过单因素实验,考察双水相体系中无水乙醇/K₂HPO₄质量分数、pH对BT在两相之间分配系数和萃取效率的影响,得到最佳萃取条件为：系统总量10g、pH 9.5,无水乙醇/K₂HPO₄的质量分数为28%/28%,分配系数和萃取效率分别可以达到18.35和95.87%。在最佳萃取条件下,进一步探究了放大实验对体系萃取效率的影响,发现其对分配系数和萃取效率影响较小,体系稳定性高,为工业提取发酵液中BT提供新思路。     

硝化甘油/1,2,4-丁三醇三硝酸酯混合酯的高效液相色谱分析

混合硝化法制备硝化甘油/1,2,4-丁三醇三硝酸酯混合酯(NG/BTTN)已经实现工业化生产,为满足工业生产的需要,建立了利用高效液相色谱仪测定NG/BTTN混合酯中NG和BTTN含量的方法.该方法简单快速,标准偏差≤0.46％,相对误差≤0.49％,具有重复性好、准确度高的优点.能够满足生产的需要,实现对混合酯中NG和BTTN含量的准确测定.同时对外标法和色谱峰面积归一化法进行了对比.     

甘油/1,2,4-丁三醇混合醇连续喷雾硝化技术研究

报道使用硝硫混酸与甘油／１，２，４－丁三醇连续喷雾硝化制备硝化甘油／１，２，４－丁三醇三硝酸酯的方法和工艺条件。     

重组大肠杆菌1,2,4-丁三醇合成途径的平衡优化

1,2,4-丁三醇(1,2,4-butantriol,BT)属于非天然化学品,是军工材料1,2,4-丁三醇三硝酸酯的前体。在重组大肠杆菌中,木糖经脱氢、脱水、脱羧和还原合成BT。但途径各反应不平衡使得中间代谢物积累限制菌体生长和产物合成。本研究首先通过CRISPR/Cas9敲除基因yjh G和yqh D构建无本底表达宿主菌,随后利用不同启动子组合调节BT合成途径中基因xdh、yjh G和yqh D的表达。结果发现,以P_inv表达醇脱氢酶基因yqh D使BT产量达到14.4g/L;以P_tac表达脱氢酶基因xdh和P_{rrn HP1}表达脱水酶基因yjh G的组合方式,BT产量达到15.6g/L,比对照菌株KXW3009分别增加5.9%和14.7%。本研究通过对中间代谢物木糖酸合成和代谢的组合优化,促进了BT的合成,为后续研究提供了借鉴。     

硝化甘油和1,2,4-丁三醇三硝酸酯的高效液相色谱分析

提出了甘油和1,2,4-丁三醇混合硝化产物中硝化甘油和1,2,4-丁三醇三硝酸酯的高效液相色谱分析法。用甲醇/水(50/50)作流动相,在MicropakMCH-5柱上进行分离,外标法定量,相对标准偏差小于2％。     

重组大肠杆菌利用D-木糖合成D-1,2,4-丁三醇

1,2,4-丁三醇(1,2,4-butanetriol, BT)是一种重要的有机合成中间体。通过克隆表达恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida ATCC12633)2-酮酸脱羧酶(mdlC)和新月柄杆菌(Caulobacter crescentus CB15)D-木糖脱氢酶(xdh),敲除木糖利用和D-1,2,4-丁三醇合成中间代谢物分解途径中关键基因木糖异构酶(xylA)和2-酮酸醛缩酶(yjhH和yagE),重构大肠杆菌代谢网络,得到了能够将D-木糖转化为D-1,2,4-丁三醇的重组菌株。考察了温度、装液量、pH控制等条件对重组菌株合成D-1,2,4-丁三醇的影响,在适宜条件下发酵36 h后D-1,2,4-丁三醇产量达到3.96 g·L^-1。探讨了葡萄糖利用与丁三醇合成的关系,通过敲除编码酶IICB^Glc的ptsG基因改造重组菌株的磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖转移酶(phosphoenolpyruvate: sugar phosphotransferase system, PTS)系统,菌株可以在利用葡萄糖生长的同时进行木糖的转化,具有更高的合成能力。     

对孟烷-1,2,4-三醇对黑麦草的除草活性

通过测定对孟烷-1,2,4-三醇在不同浓度下对黑麦草的种子发芽抑制率、根长抑制率及芽长抑制率,研究其对黑麦草的除草活性.结果表明,对孟烷-1,2,4-三醇能明显抑制黑麦草种子的发芽、胚根胚芽的生长,芽前处理对黑麦草的发芽、根长及芽长的抑制中浓度分别为2.93 mmol· L-1、0.50 mmol·L-1和0.97 mmol·L-1,芽后处理对黑麦草的根长和芽长的抑制中浓度分别为1.79 mmol· L-1和2.90 mmol·L-1.表明,对孟烷-1,2,4-三醇对黑麦草具有除草活性,且芽前除草活性高于芽后除草活性.     

(S)-1-(2-氯乙酰基)吡咯烷-2-甲腈的合成与表征

探讨了合成(S)-1-(2-氯乙酰基)吡咯烷-2-甲腈的新工艺路线,即以L-脯氨酸为原料,经N-氯乙酰化、羧基氨基化和酰胺脱水反应合成目标化合物。目标化合物及各中间体的结构采用1HNMR和MS进行了确定。此外,详细研究了反应条件的影响,得到了优化的反应条件。目标产物的总收率可达42.3%。该合成路线具有原料便宜易得、操作简单、条件温和等优点,具有很好的市场应用前景。     

（S）-2-氯丙酸脱卤酶发酵条件优化

以对（S）-2-氯丙酸有高效脱卤能力的菌株S4为研究对象,对其发酵产酶条件进行了研究。研究了各种碳源、氮源对产酶的影响,确定培养基组成为：葡萄糖10g／L,尿素0．5g／L,Na2HPO4·12H2O3．2g／L,KH2PO41．5g／L,MgSO40．098g,L。摇瓶培养优化后条件为：接种量5％,培养基初始pH7．0,培养温度30℃,摇床转速180r／min,装液量20％。     

Graphical Synthetic Routes of （Z）-2-（5-Amino-1,2,4-thiadiazol-3-yl）- 2-ethoxyiminoacetic acid

（Z）-2-（5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基）-2-乙氧亚胺基乙酸是制备第5代头孢菌素头孢洛林酯的重要中间体,归纳总结了其合成方法。     

2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙酰胺的制备

以甲苯作带水剂,三氮唑和氢氧化钾水溶液反应制备三氮唑钾盐;以氯乙酸甲酯和甲胺为原料制备2-氯乙酰甲胺。再以乙腈为溶剂,使三氮唑钾盐和2-氯乙酰甲胺反应制备目的产物2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙酰胺。着重考察了三氮唑钾盐和2-氯乙酰甲胺反应的反应温度、反应时间及其摩尔比对目的产物收率的影响。从而确定了2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙酰胺的合成工艺条件为:在乙腈中回流反应,反应时间4 h,n(三氮唑钾盐)∶n(2-氯乙酰甲胺)=1.3∶1;在此条件下,2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙酰胺的收率达87.5%。并用1H NMR,MS,IR,元素分析对其结构进行了表征。     

手性化合物(S)-3-羟基四氢呋喃的合成

以(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯为原料,经过还原和环化两步反应得到目标产物(S)-3-羟基四氢呋喃;还原反应最佳温度为40℃,时间为4 h;环化反应最佳温度为80℃,时间为20 h;本论文所合成的目标化合物及中间体的化学结构均经过元素分析、红外光谱、核磁共振以及质谱分析鉴定。反应总收率为75.2%,纯度达到99.3%,光学纯度达到96.3%。     

(S)-3-氯-1-苯基丙醇合成的两种方法的比较研究

采用(S)-BINAP-Ru催化剂催化3-氯苯丙酮合成(S)构型的3-氯-1-苯基丙醇,收率75%,ee值99%。经生物筛选得到更为经济的生物催化剂胡萝卜活性胚芽,此生物组织具有还原3-氯苯丙酮活性,制备得到(S)-3-氯-1-苯基丙醇,产率78%,ee值98%。     

S-（-）-奥美拉唑钠的合成研究

5-甲氧基-2-[[（4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基）甲基]硫基]-1H-苯并咪唑与过氧化羟基异丙苯反应制得S-（-）-奥美拉唑,再与氢氧化钠反应合成产品S-（-）-奥美拉唑钠。     

(Z)-2-(呋喃-2-基)-2-甲氧亚胺基乙酸合成研究进展

(Z)-2-(呋喃-2-基)-2-甲氧亚胺基乙酸是一种重要的医药中间体,主要用于合成头孢菌素-头孢呋辛(头孢呋辛钠或头孢呋辛酯)。按照不同的合成原料、试剂和反应路线对(Z)-2-(呋喃-2-基)-2-甲氧亚胺基乙酸的合成方法进展进行了综述。     

(3S)-3-[(苄氧羰基)-甲基]-吗啉-2,5-二酮的合成研究

以β-苯甲基-L-天冬氨酸酯和溴乙酰溴为原料合成了(3S)-3-[(苄氧羰基)-甲基]-吗啉-2,5-二酮,产物用FTIR图谱、1H-NMR图谱进行结构表征.通过考察酰化反应中体系pH值和环化反应中反应物滴加速度对反应产率的影响,确定了pH=8、滴加速度0.006 mol/h为较佳的合成条件.通过对合成工艺的改进,反应...