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Re: 关于粘红酵母酶法制备L-苯丙氨酸

已有 5050 次阅读 2012-3-15 18:17 |个人分类:科技评论|系统分类:观点评述| 苯丙氨酸

To 熊xx同学:
对你的问题逐一回答如下:
问题1: 现在酶法制备苯丙氨酸还有很好的竞争力吗?
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。
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
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。
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?
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。
能否满意这些解答?如还有问题可继续与我沟通。
附件:
肉桂酸产品链消化四氯化碳的前景展望
杜志明 郑华珍
(浙江巨化股份有限公司发展部,浙江衢州324004)
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
行了技术可行性和经济性的分析和展望。
关键词四氯化碳肉桂酸 L一苯丙氨酸阿斯巴甜
根据蒙特利尔条约,消耗臭氧层物质之一的四
氯化碳,作为溶剂和终端产品将逐步削减直至停止
使用。四氯化碳主要是生产甲烷氯化物过程中产生
的,随着国内甲烷氯化物装置能力的不断扩大,加上
四氯化碳目前主要下游产品如氟致冷剂F1 1、F12
也面临着淘汰,如不能有效及时地进行四氯化碳转
化工作,四氯化碳产品有可能大量过剩。所以加强
四氯化碳转化为其它化工产品的研究成为非常必要
的工作,本文就四氯化碳法生产肉桂酸路线消化四
氯化碳的前景作一探讨。
1 肉桂酸主要用途和国内生产现状
肉桂酸又名桂皮酸、桂酸、B一苯基丙烯酸,为
结晶性粉末。可用于合成药物如心可定、心痛平等,
自身除可作为香料外,还可合成肉桂酸甲酯、肉桂酸
乙酯等肉桂酸酯类香料;也可用于合成负片型感光
树脂,如聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯和
侧基为肉桂酸酯的环氧树脂。以上领域肉桂酸国内
年需求约400 t。最大的用途在于合成L一苯丙氨
酸。肉桂酸国内的生产厂家情况见表1[11。
表1 国外肉桂酸生产家及工艺
生产厂家 生产工艺
北京化学试剂二厂
上海合成洗涤剂四厂
上海鉴臣香料厂
江苏昆山轻工化学厂
江苏金坛县化工厂
天津红旗制药厂
浙江上虞启明化工有限公司
巨化集团公司
三星石化公司
柏金法
柏金法
柏金法
柏金法
柏金法
柏金法
柏金法
四氯化碳法
四氯化碳法
收稿日期:2004—03—30
修订日期:2004—06—18
国内大多数厂生产能力100~200 t,以上厂家
总生产能力约1 kt。
2 四氯化碳法生产肉桂酸竞争力分

肉桂酸工业化路线有2条[11。传统的合成工艺
是柏金法,以无水醋酸钠为催化剂,苯甲醛和醋酣反
应生成肉桂酸,副产少量的醋酸。该法工艺条件苛
刻,反应温度150~C,能耗较高,原料苯甲醛价格较
高,以苯甲醛计收率58% 。安徽科苑集团和巨化集
团公司开发出四氯化碳为原料路线的肉桂酸合成方
法。该法原料价格相对便宜,反应条件温和,并副产
盐酸,以该原料计收率约为66% ,产品质量达到食
品级的要求。
2种不同的工艺路线成本比较如表2t 。
表2 肉桂酸生产成本比较
合成方法 ( 臂 ) ( 臂 ) 四氯化碳法
吉 产 ;
(产量) ooo
4嚣联 uU
主要原料
t皇 (扣委除 副 25 160
产品成本)
30%盐酸
350(2)
按四氯化碳现行
价格19 705按四
氯化碳期望值价
(3 000元/t )13
405按四氯化碳
焚烧处理8 005
四氯化碳法的主要原料成本较柏金法还是有一
定的优势。根据保护大气臭氧层的国际蒙特利尔条
约,国家将逐步限制对四氯化碳的使用,四氯化碳转
化其他产品已成为迫切需要解决的问题。可以预
见,四氯化碳价格在不远将来将呈不断下降趋势。
若四氯化碳按现有价格的一半左右3 000元/t计
算,四氯化碳法的主要原料成本将降为13 405元/t,
与柏金法相比,其原料成本的优势明显,若四氯化碳
作为焚烧处理,即按0价格处理,原料成本优势更明
显。
由于四氯化碳法中四氯化碳单耗较高,成本敏
感度大;现行四氯化碳价格也大大高于生产成本,随
着四氯化碳的大量过剩,四氯化碳价格将来有可能
大幅降低,加上四氯化碳法技术改进的空间较大,所
以四氯化碳法制肉桂酸将是有竞争力的。
3 L一苯丙氨酸用途和国内生产现
状 3】
L一苯丙氨酸是人体必需的8大氨基酸之一,主
要用于食品添加剂阿斯巴甜的合成,医药上主要用
于氨基酸输液。
我国L一苯丙氨酸主要依赖进口。医药行业每
年仅从日本味之素公司进口的就达200 t。在合成阿
斯巴甜方面,国内生产厂大多数从国外进口关键原
料L一苯丙氨酸,且数量有限,致使开工不足。2005
年我国L一苯丙氨酸市场需求量为2 kt以上 I。
我国食品级L一苯丙氨酸生产厂家主要集中在
江苏、浙江(绍兴亚美化工有限公司)、江西等少数几
个厂家,总能力不足500 t/a,药用级生产厂家较为
分散,生产能力约100 t/a。
4 肉桂酸酶法生产L一苯丙氨酸竞
争力分析
除一般发酵法因菌株的发酵产率较低,已经证
实无法进行工业化生产外,L一苯丙氨酸生产方法有
3种 “1。
4.1 基因工程发酵法
由于所携带目标基因的质粒稳定性较差,发酵
产率波动性较差,因此该法生产成本较高。日本味
之素也采用了发酵生产,尽管规模较大,但由于生产
成本较高而采取了稳产、不扩产的策略。国内河南
易元制药有限公司采用基因工程菌发酵法生产L一
苯丙氨酸50 t/a,产品有食品级和医药级2种。
4.2 肉桂酸酶法
肉桂酸酶法采用的前体化合物为反式肉桂酸。
尽管反式肉桂酸成本较高,但其生产路线较短,在美
国已形成较为成熟的生产工艺,国内率先投产的
L一苯丙氨酸工厂均采用此路线。该路线存在的主
要问题为底物转化率较低,产物含量也较低,未反应
的肉桂酸无法进行循环使用,严重污染环境,前体化
合物肉桂酸成本较高等。绍兴亚美化工有限公司已
建成300 t/a肉桂酸酶法转化生产L一苯丙氨酸装
置装置,据报道已较好地解决了肉桂酸底物转化率
低的问题,未反应的肉桂酸可循环利用,环境污染问
题也得到了根本改观。
4.3 苯丙酮酸酶法
该法以苯丙酮酸作为前体化合物,采用的转氨
酶为组成酶,产酶稳定且酶高,和苯丙氨酸解氨酶相
比,在酶活和稳定性方面有较大的优势。该法工业化
的关键为苯丙酮酸的生产,它有3种生产方法:甘氨
酸法、氯苄羰基化法和海因法。其中海因法被国内外
工业研究部门认为是最直接和最经济的生产方法。
4.4 3种方法的比较
发酵法生产L一苯丙氨酸技术难度较大,生产
成本较高,关键技术被国外掌握,目前国内大规模开
发条件还不具备。苯丙酮酶法生产L一苯丙氨酸具
有前体易得、转化能力强特点,但技术成熟程度不
够,有待时间的验证,国内现有装置运行并不理想。
肉桂酸酶法生产L一苯丙氨酸解决了肉桂酸底物转
化低、未反应的肉桂酸循环利用等问题后,已具备一
定的竞争力。肉桂酸酶法生产L一苯丙氨酸由于反
应原料肉桂酸易得,且成本构成中肉桂酸占主导地
位(生产1 t L一苯丙氨酸约消耗肉桂酸1.2 t)。若四
氯化碳价格能大幅下降,采用四氯化碳路线法制的
肉桂酸成本也会大幅降低,肉桂酸酶法生产L一苯
丙氨酸成本竞争力明显提升。
5 L一苯丙氨酸生产阿斯巴甜的前
景分析
世界上有90多个国家允许使用阿斯巴甜,有
9 000种饮料含有阿斯巴甜。1981年,美国食品药物
管理局核准阿斯巴甜用于食品中。1986年我国卫生
部批准的《食品添加剂使用卫生标准》(cB 2760—
86)中,阿斯巴甜限制加入量(质量分数)为甜食
0.3% 、饮料0.1% 、早餐谷物0.5% 。目前阿斯巴甜
美国需求量超10 000 t/a,欧洲需求大于2 000 t/a,
估计2005年我国需求量超过2 000 t/a。
阿斯巴甜在我国还只是处于成长期,其需求将
保持在年增长率20% 以上,具有广阔的发展前景,
生产1 t阿斯巴甜约消耗1 t L一苯丙氨酸,作为生
产阿斯巴甜的关键原料L一苯丙氨酸需求是巨大
的。
6 结论
(I)从技术可行性和经济性以及市场潜力角度,
按四氯化碳一肉桂酸一L一苯丙氨酸一阿斯巴甜产
品链,转化四氯化碳是一条有潜力的路线。
(2)整条产品链中四氯化碳消耗较大,所以产品
成本对四氯化碳的价格敏度较大,关注四氯化碳的
价格走势和未来价格定位是四氯化碳一肉桂酸一
L一苯丙氨酸一阿斯巴甜产品链开发研究的前提。
(3)从消耗四氯化碳潜力来看。若国内80% 的
L一苯丙氨酸需求立足于国内生产,50% 的L一苯丙
氨酸生产采用肉桂酸酶法路线,且80% 的肉桂酸生
产采用四氯化碳技术路线,按四氯化碳、肉桂酸、
L一苯丙氨酸、阿斯巴甜消耗比例,则可消耗四氯化
碳2 500 t/a以上。
参考文献
1 郭少青.肉桂酸的应用开发及合成技术进展.上海化
工,2002,27(8):32 34
2 孙存中,刘冰.苯乙烯一四氯化碳合成肉桂酸工业化问
题的探讨.现代化工,2000,20(5):27 28
3 何若平.L一苯丙氨酸生产及市场分析.化工科技市场,
2000,23(12):7 8
4 多文.L一苯丙氨酸的应用开发.精细化工原料及中间
体,2003,(11):32 34
5 莫茂书.L一苯丙氨酸的生产与应用.化工中间体,
2003,22(7):15 16
6 杨顺楷.L一苯丙氨酸酶法生产工艺精细与专用化学品,
2001,9(2):18 19
[作者简介】杜志明,1969年出生,工程师,1992年毕业于天
津大学精细化工专业,现从事开发管理工作。
(上接第35页)
20 Zhang—huai S,Yuan K,Jian—zhong N.Characerization of
TiO2一,ZrO2一,and Ah03一Supported Iron Catalysts as
Used for C02 Hydrogenation.Appl Catal A:Gen,1997,
148:301—313
21 Ferkui H E,Baird M C,Stanton D J,et a1.Carbon Dioxide
an d Carbo n Monoxide Methanation by Suppo rted Ruthenium
Catalyst.J Chem Soc Chem Commun,1982:955
22 Darensboug D J,Ovalhs C.Catalytic Carbon Dioxide
Methanation by Alumina—-Supported Mono——and
Polynuclear Ruthenium Carbonyls.Inorg Chem,1986,25
(10):1603—1607
23 Lee M D,Le e T F,Chan g C S.Efleets of Addition of
Chromium,Manganese of Molybdenum to Iron Catalysts for
Carbon Dioxide Hydrogenation.Appl Catal,1991,72(2):
267 281


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