1,3-丙二醇发酵过程中pH调控策略研究

研究发现克雷伯氏肺炎杆菌利用甘油发酵产1，3-丙二醇过程中，发酵液的pH呈下降趋势，不仅影响了细胞的生长而且限制了1，3-丙二醇产量的提高。通过添加甘油和氨水的混合物维持恒定的pH提高了1，3-丙二醇的产量和转化率，但进一步研究发现不同pH条件下，副产物的组成明显不同，当pH为7．1—8．0时主要副产物是乳酸，而当pH为5．0—6．0时主要副产物是2，3-丁二醇。因此针对菌体细胞代谢对外界pH的不同应激效应，在补料过程中采取了DH波动的调控策略，通过控制底物甘油和氨水的比例和流加速率使发酵液的pH在6．3—7．3之间周期性地波动，最终， 2种主要副产物的量显著降低，1，3-丙二醇最大质量浓度高达70g／L。     

碘催化合成1,3-丙二醇缩环己酮

研究了单质碘催化环己酮与1,3-丙二醇的缩酮化反应,考察了反应时间、醇酮摩尔比、催化剂质量、带水剂体积等因素对1,3-丙二醇缩环己酮收率的影响。结果表明,单质碘有着较好的催化活性,在回流条件下,当环己酮的物质的量为0.1 mol,醇酮摩尔比为1.2,催化剂质量为0.052 g(约占反应体系总摩尔分数的7.0×10-5),带水剂环己烷体积为8 mL,反应30 min后,缩酮收率可达到81.6％,且所得产品无色透明,纯度大于99％。合成反应条件温和,催化剂用量小,操作简便,后处理过程简单,无三废产生。产品经折射率、红外光谱和气相色谱进行了表征。     

基团贡献法预测水-1,3-丙二醇汽液相平衡数据

以水 1,3 丙二醇为实验物系,在低压下,将气相视为理想气体、液相为非理想溶液的情况下,用UNIFAC基团贡献法估算了液相活度系数,并给出了此二元物系在100kPa,50kPa,10kPa下的汽液相平衡数据,结果表明此二元物系在全浓度范围内不形成共沸物.     

响应面法优化甘油歧化产1,3-丙二醇菌培养基的研究

以甘油为原料,在单因素试验的基础上,利用响应面法研究了(NH4)2HPO4、K2HPO4/KH2PO4、pH值对1,3-丙二醇产量的影响,得到二次多项式回归模型.结果表明:回归模型能很好地反映各因素水平与响应值之间的关系,同时得出这3因素的最佳用量为(NH4)2HPO42.76 g/L、K2HPO4/KH2PO4(质量比1∶1)3.98 g/L、pH值7.58,此时1,3-丙二醇理论产量为28.702 g/L,实际产量为27.597 g/L,比优化前提高了19.02%.     

共底物混菌发酵产1,3-丙二醇研究

以葡萄糖和甘油作为共底物培养基,将利用葡萄糖产甘油的酵母Candida krusei和利用甘油产1,3-丙二醇的细菌Klebsiella pneumoniae进行混菌培养,考查了双菌混合培养转化葡萄糖生成1,3-丙二醇的能力。首先考察了不同初始甘油和葡萄糖浓度对发酵结果的影响,在葡萄糖浓度为100 g/L和甘油浓度为80 g/L时得到较好的结果。然后在混合培养基中,对Candida krusei和Klebsiella pneumoniae分别独立培养时的生长情况,与双菌混合培养时的菌体生长情况作了比较,并同时对底物的利用和产物的生成情况作了比较。结果表明,葡萄糖的加入会抑制Klebsiella pneumoniae的生长,但是随着Candida krusei对葡萄糖的不断利用,葡萄糖对Klebsiella pneumoniae的生长的抑制会减弱。双菌混合培养可以将部分葡萄糖转化为1,3-丙二醇,但是其转化效率不高。     

1，3-丙二醇化学合成新方法研究进展

综述1,3-丙二醇化学合成的几种新方法,对比介绍甘油氢解法、3-羟基丙酸甲酯加氢法和甲醛缩合法。     

环氧乙烷氢甲酯化法生产1,3 丙二醇过程放大与技术经济分析

设计环氧乙烷（EO）氢甲酯化法生产1,3丙二醇（PDO）的新工艺,耦合闪蒸并实现过程综合.基于小试结果放大,应用SuperPro Designer仿真软件,模拟年产万吨PDO的全工艺流程.对比2种不同氢甲酯化压力的工艺方案(A方案：7 MPa);B方案：4 MPa,并进行经济成本分析.模拟结果表明：主要过程数据符合实验结果,工艺设计合理|经济分析显示：高温高压设备占设备购置成本比例较大,原料成本占操作成本88%以上|方案A和方案B的项目总投资分别约10 877万元和10 004万元,税后净利润约2 800万元/a和2 743万元/a,投资收益率分别为29.58%和31.15%．     

产1，3—丙二醇菌株的筛选、改良及发酵

从自然界筛选得到了9株可发酵甘油生产1，3—丙二醇的肠道细茵，经鉴定均为肺炎克雷伯氏菌，经化学诱变，菌株的1，3—丙二醇产量有所提高，其最终产量达到2％左右。     

2-硝基-2-苄基-1,3-丙二醇的合成

2-硝基-2-苄基-1,3-丙二醇是合成药物中间体α-丝氨酸的重要先行体,它由β-硝基苯乙烷与三聚甲醛在碱催化条件下的羟醛缩合反应合成。产物通过重结晶得到无色透明晶体,产率49.01%。对去质子剂、反应物配料比、反应温度以及反应时间进行了优化。产物的结构通过1 H NMR,13CNMR,IR表征。X-Ray单晶衍射分析揭示分子间和分子内氢键的存在。     

克莱伯氏菌非厌氧发酵产1,3-丙二醇

针对1,3-丙二醇发酵通常需要在完全密闭并充满氮气的环境下进行,且工艺操作复杂、生产成本偏高等问题,采用经过耐氧驯化的克莱伯氏菌 ZU-05菌株,在非厌氧条件下利用甘油发酵生产1,3-丙二醇,并对主要发酵工艺参数进行了优化.摇瓶试验结果表明,在体积接种量10 %,甘油20 g/L,玉米浆6 g/L,葡萄糖8 g/L,pH值 6.7,37 ℃的非厌氧发酵条件下,甘油利用率为95 %,1,3-丙二醇转化率可达51 %.该研究结果对于简化1,3-丙二醇的发酵工艺、提高经济效益、促进该项技术的产业化进程等具有重要意义.     

丁醛-1,2-丙二醇缩醛的合成

以非质子酸氯化亚锡为催化剂，催化合成了丁醛-1，2-丙二醇缩醛。通过正交试验考察了反应物的摩尔比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间对反应的影响。确定了最佳工艺条件为n(醛)：n(二元醇)=1：1．5，催化剂5g，带水剂13mL，反应时间1h。此条件下产品收率76．5％，纯度97％。     

磺化硅胶催化合成环己酮1，2-丙二醇缩酮

以磺化硅胶为催化剂,以环己酮和1,2-丙二醇为原料合成环己酮1,2-丙二醇缩酮,考察了催化剂的用量、原料配比和回流时间对反应的影响．结果表明,最佳工艺条件为,n（环己酮）=0．05mol,n（酮）：n（醇）=1：1．3,V（带水剂）=8．0mL,反应时间t=2h,m（催化剂）：0．3g（环已酮质量的6％）,缩酮收率达93．0％．该催化剂制备简单,催化活性高,后处理简便,符合绿色环保催化剂的发展趋势．     

基因组尺度克雷伯氏杆菌代谢甘油产1,3-丙二醇的路径分析

采用代谢网络分析软件COBRA Toolbox对克雷伯氏杆菌基因组尺度的网络以1,3-丙二醇产量最大为目标函数进行通量平衡几何分析,得出不同细胞生长速率下克雷伯氏杆菌代谢甘油产1,3-丙二醇的最优路径及反应通量值的分布,找出细胞生长速率影响1,3-丙二醇产量的根本原因。结果显示:1,3-丙二醇最优代谢路径的反应个数随细胞生长速率的不同而不同,随着细胞生长速率的增加,共有34个反应加入到最优代谢路径中,9个反应从最优路径中消失;胞内钠离子的运输及还原当量NADPH(还原型辅酶Ⅱ)、NADH(还原型辅酶Ⅰ)对细胞生长速率的合成有重要影响,随着细胞生长速率的增加,还原当量NADPH、NADH所需值也增加,同时,用于维持胞内钠离子浓度的平衡和谷氨酸的合成的NADH消耗量也增加,导致用于合成1,3-丙二醇的还原当量值减少。     

正丁醇稀释法提纯发酵液中1，3-丙二醇的工艺研究

以正丁醇为稀释剂,采用精馏的方法对微生物发酵法制得的含1,3-丙二醇的发酵液进行了分离提纯,分离工艺包含脱水、脱醇、除渣、精制等过程,并得到纯度大于99．0％的1,3-丙二醇产品．本研究的优点是分离工艺简单、技术成熟,额外引入的试剂少且易回收,发酵液中的结晶沉渣能被有效的分离,克服了精馏时釜液起泡、釜液结块、堵塞管线的问题,可实现连续化操作．     

间苯二酚催化加氢制备1,3-环己二醇的研究

通过间苯二酚的多相催化加氢制备得1，3-环己二醇，探讨了不同反应条件：溶剂、催化剂、反应温度和反应时间等对间苯二酚转化率及1，3-环己二醇收率的影响．反应结果表明：稳定镍的催化加氢作用明显强于超细还原铁粉和钯；催化加氢反应在非极性溶剂中几乎不反应，而在乙醇反应体系反应良好；由于1，3-环己二醇能进一步被转变为环己醇等副产物故反应时间不宜过长，反应温度，不宜过高。     

MgO催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯反应研究

首先评价了金属氧化物催化剂对尿素与1,2-丙二醇(PG)合成碳酸丙烯酯(PC)反应的催化性能,其中MgO催化活性最高,PC收率为85.5%.通过正交实验确定最佳反应条件:反应温度为170℃,MgO催化剂与PG的摩尔比为0.032∶1,PG与尿素的摩尔比为3∶1,反应时间为3h.此时PC收率为91.5%.为利于催化剂与反应体系的分离,又以硝酸镁为前驱体,制备了用于该反应的SiO2负载MgO催化剂,确定了最佳负载量为15%,最佳焙烧温度为550℃,PC收率为86.3%.     

环己酮1,2-丙二醇缩酮的催化合成

采用溶胶-胶凝法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铝钾(KAl(SO4)2/SiO2)固体酸催化剂,研究了KAl(SO4)2/SiO2固体酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的催化性能。结果表明,反应时间70 min、环己酮与1,2-丙二醇的摩尔比1∶1.1、催化剂的质量分数5.0%,环己酮1,2-丙二醇缩酮收率达到99.9%。     

壳聚糖负载单质碘催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

室温下合成壳聚糖负载单质碘,经红外光谱、X射线衍射和热重分析进行表征,并对壳聚糖负载单质 碘催化环己酮与1,2-丙二醇的缩酮化反应进行研究。考察了反应时间、醇酮物质的量比、催化剂质量、带水剂体积 等因素对环己酮1,2-丙二醇缩酮收率的影响。实验结果表明,在回流条件下,环己酮物质的量为0.1mol,醇酮物 质的量比为1.3,催化剂质量为0.4g,带水剂环己烷体积为8mL,反应时间为60min,缩酮收率可达到96.3%。催化 剂重复使用5次后,催化效果未见明显降低。     

1,3-二(4-硝基苯氧基)-2-丙醇结构的研究

用^1H、^13C、HOD和^1H-^1H COSY技术对1，3-二(4-硝基苯氧基)-2-丙醇进行了结构测定和谱峰归属，并用分子模拟软件模拟了分子的动力学行为，确定了氢键形成的位置。     

海参肠道β-1,3-葡聚糖酶的提取条件及其酶学性质

对海参肠道β-1,3-葡聚糖酶的提取条件及酶学性质进行了研究.结果表明,最佳提取条件为:pH6.0的磷酸盐浸提液0.05 mol/L,NaCl浓度为0.05 mol/L,缓冲液体积与海参肠质量之比为4∶1,硫酸铵饱和度为80%;该酶最适反应条件为:温度40℃,pH6.0;该酶在10~40℃,pH5.0~6.5酶活力稳定.Mn2+对酶具有一定的激活作用,Cu2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ba2+、K+、Ag+对酶存在不同程度的抑制,其中Cu2+对酶的抑制作用最强.