D_对羟基苯甘氨酸的生物合成
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[参 考 文 献]
[1]王大军,宋 爽.工业废水专项污染物处理手册[M ].化学工业出版社, 1999.
[2]金 熙,等.工业水处理技术问答及常用数据[M ].化学工业出版社,2001. [3]冯晓西,乌锡康.精细化工废水处理技术[M ].化学工业出版社,2002. [4]司徒杰生.化工产品手册—无机化工产品[M ].化学工业出版社. [5]孟祥和,胡同飞.重金属废水处理[M ].化学工业出版社,2000. [6]郑淳之.水处理剂和工业循环冷却水系统分析法[M ].化学工业出版
[关键词]D -对羟基苯甘氨酸;生物合成法
[中图分类号] O 622.5
[文献标识码] A
[文 章 编 号 ]1003- 5095(2005)06- 0059- 02
!! 左旋对羟基苯甘氨酸 (D -P-H ydroxylphenylgly, D -P-H PC )化学名为D -α氨基对羟基苯甘氨酸,是合 成 β- 内 酰 胺 类 半 合 成 抗 生 素 的 侧 链 ,用 于 生 产 如 阿 莫 西 林 、头 孢 羟 氨 苄 、头 孢 哌 酮 等 抗 生 素 药 物 [1]。 还 应 用 于 感 光 领 域 和 用 作F e、P 、Si等 的 分 析 试 剂 等 。 !! 目前,其生产方法有化学法[2]和生物法。化学法 分为D L-对羟基苯甘氨酸合成及化学拆分两步。合 成D L-对羟基苯甘氨酸的方法有对羟基苯甲醛—氰 化钠法、苯酚—乙醛酸—尿素法、对羟基扁桃酸氨解 法、乙醛酸—苯酚—铵盐—钠合成法,化学合成不仅 工艺路线冗长繁杂, 异构体的拆分全靠化学过程来 实现,而且使用的化工原料量多,污染大,成本高;生 物法相对工艺较短, 异构体不用拆分而是用酶来实 现转化,不仅污染小而且成本低。 !! 生物法即通过细菌发酵获得细胞代谢的酶转化 法,亦称酶法,主要有D L-对羟基苯海因生物法一步 法转化和两步法转化。 !! 一步酶法工艺过程原料 易 得 ,成 本 较 低 ,转 化 率高,无废物排放;而两步法,由于中间产物进一步 的降解是用亚硝酸钠来实现的,会引起污染,同时成 本也会有所提高。 !! 生物法, 特别是一步生物法为目前国际发展的 趋势,下面进行介绍。 1 合成路线 !! 通 过 酶 的 制 备 以 及 运 用 酶 对 化 学 底 物 的 转 化 等,实现对传统化学拆分工艺的取代。反应式如下:
Shijiazhuang 050041, C hina)
!! A bstract:This paper introduces chem ical precipitation m ethod and ion exchange resin m ethod to deal w ith zinc ion in the w aste w ater ofcephalosporin C and confirm som e optim um conditions and feasibility study on directdischarge after ion exchange resin.
biosynthesis process has shorter route,low er price and pollution,changing by enzym e.
K ey w ords: D wenku.baidu.com P - hydroxylphenylgly; biosynthesis
实验结果表明: 相同摩尔数的沉淀剂中碳酸钠和
上述实验结果表明: 通过离子交换树脂对沉淀
氢氧化钠锌沉淀转化率较相近, 但用氢氧化钠反应 废液进行处理后, 废水中含锌量达到1.5×10-6—3.1×10-6,
沉淀后,沉淀较粘,不易过滤,影响后续处理。故碳 符合国家污水锌排放标准。
酸钠沉淀效果比较理想。
4.2 沉淀剂加入量对锌沉淀转化率的影响
社. [7]三废处理工程技术手册(废水卷)[M ].化学工业出版社,2000. [8]周本省.工业水处理技术[M ].北京:化学工业出版社. [9]分析化学手册(化学分析)[M ].北京:化学工业出版社.
Study on the R ecovery of Z inc Ion in the W aste W ater
传统的拆分技术,实现了清洁生产,使我国生产的
3.5 由于在生产过程中再生树脂需消耗酸、碱以及 一次水,产生废水对环境造成污染。 3.6 酸化用活性炭脱色,对车间及周围环境造成一 定的污染,而且工人操作时有一定危险。 4结论 !! D -对羟基苯甘氨酸的生物法从根本上改变了
D -对羟基苯甘氨酸在数量和质量上上了一个新的 台阶,从而改变我国长期依赖进口的局面。
[参 考 文 献]
[1]戴 伟 国.左 旋 对 羟 基 苯 甘 氨 酸 的 工 业 现 状 及 发 展 向[J].中 国 制 药 信 息,2001,17(1):38-39.
[2]王 京 平 ,智 瑞 彩.左 旋 对 羟 基 苯 甘 氨 酸 的 技 术 进 展[J].河 北 化 工 ,
1999, (4):1 -4.
(下转第 66 页)
66
河
北
化
工
2005 年第 6 期
表 1 等摩尔数不同沉淀剂对锌沉淀转化反应的影响
沉淀剂 锌沉淀转化率/% 过滤时间/m in
氢氧化钠
90
65
碳酸钠
86.7
10
碳酸氢钠
73.3
10
母 液 锌 残 留 含 量/%
备注
0.06
沉淀发粘,土褐色
0.06
疏 松 、白 色
0.16
疏 松 、白 色
!! 以釜残液总锌量为25 g,总反应时间为4 h,加入
不同摩尔数的碳酸钠作沉淀剂, 考察了沉淀剂加入
量对锌沉淀转化率的影响,结果见表2。
表2 不同沉淀剂加入量对锌沉淀转化率的影响
沉淀剂加入量/m ol 锌沉淀转化率/% 母液锌残留含量/%
0.23
74
0.13
0.46
86
0.07
0.55
88
0.06
0.65
88
0.06
实验结果表明:以碳酸钠为沉淀剂,通过增加沉
淀剂的用量,可以提高锌沉淀转化率,沉淀剂最佳用
量应当过量1.0—1.5倍,这样就可采用尽量少的沉淀
剂,达到较高的沉淀转化率。
4.3 离子交换树脂处理结果(表3)
表3
批次 处理后锌离子浓度(×106)
1
2.0
2
1.5
3
3.1
5结论
!! 通过化学法和树脂法处理含锌废水的试验研究 结论如下:(1) 含锌废水用过量碳酸钠进行化学处 理,可以除去90% 以上的锌离子,达到较好的效果, 母液中锌的含量约4×10-4—6×10-6;(2) 经化学沉淀 的碳酸锌沉淀,可以用醋酸化学处理,达到锌离子回 收利用的目的;(3)利用化学法和树脂法相结合处理 含锌废水,可以达到工业废水排放标准。
!! K ey w ords: effluentdisposal;zinc;chem icaldepositm ethod;ion exchange m ethod
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (上接第 59 页)
于长时间加热导致产品色泽较差。
ZH A N G H ui-xin1,TA N G Shuang-qiang2,W U B ai-qi 1,LIU Jie1
(1.Shijiazhuang V ocational Technology Institute,Shijiazhunag 050081,C hina;2H ebei Zhongrun Pharm aceutical C o., Ltd,
B iosynthesis of D -P -H ydroxylphenylgly
X U Zhe (N orth C hina Pharm aceuticalG roup C o.,Ltd ,Shijiazhuang 050015,C hina)
A bstract: In this paper, D -P -hydroxylphenylgly w as snythezed by biosynthesis,prefer to the chem ical synthesis process ,the
许 喆:D -对羟基苯甘氨酸的生物合成
59
D -对羟基苯甘氨酸的生物合成
许喆 (华北制药集团有限责任公司,河北 石家庄 050015)
[摘 要]采用生物合成法,合成D -对羟基苯甘氨酸。与传统的化学法比较,工 艺 流 程 短 ,异 构 体 不 用 拆 分 而 用 酶 来 实 现 转
化,成本低,污染小。
[收稿日期]2005-07-07 [作者简介]许 喆(1977-),男,从事医药中间体的生产技术工作。
2 生产工艺路线
!! 将乙醛酸和苯酚、尿素分别加入到盛有浓盐酸 的 罐 中 , 搅 拌 加 热 进 行 反 应 , 反 应 液 经 冷 却 、结 晶 得 到D L-对羟基苯海因悬浮液, 然后经过滤洗涤得到 对羟基苯海因。 !! 将培养液经过一级种子罐、二级种子罐,培养后 送至发酵罐,将培养基配置罐内配好的诱导剂、玉米 浆、液糖送至发酵罐进行发酵。发酵液经过滤系统 循环过滤浓缩,透析液排放,浓缩的菌丝体加入无盐 水顶洗,压入转化罐。向转化罐内加入苯海因,实现 D L-对羟基苯海因的转化水解。得到的转化液经过 滤系统循环过滤浓缩, 除去菌丝和大部分可溶性蛋 白,送至板框压滤机过滤得到转化液,即得到D 酸溶 液 。 再 将 转 化 液 进 行 树 脂 处 理 、真 空 浓 缩 、结 晶 、离 心、干燥得到白色结晶产品D -对羟基苯甘氨酸。 3 该生产工艺存在的问题 3.1 发酵液进行絮凝、板框压滤等处理,操作时间过 长导致酶活下降(约5 h/批,酶活损失40% )。 3.2 在转化过程中大部分菌体已经自溶, 释放出大 量蛋白,导致过滤困难,需添加助滤剂才能得以过滤 且滤饼中的产品不能洗涤干净。 3.3 释放的蛋白质需用树脂吸附、加热调节等电点 来去除,且D -对羟基苯甘氨酸在碱性条件下容易氧 化,色泽加深,导致脱色时活性炭量增加,收率降低。 3.4 外循环蒸发的能耗较大,单位处理能力小且由
[1]王大军,宋 爽.工业废水专项污染物处理手册[M ].化学工业出版社, 1999.
[2]金 熙,等.工业水处理技术问答及常用数据[M ].化学工业出版社,2001. [3]冯晓西,乌锡康.精细化工废水处理技术[M ].化学工业出版社,2002. [4]司徒杰生.化工产品手册—无机化工产品[M ].化学工业出版社. [5]孟祥和,胡同飞.重金属废水处理[M ].化学工业出版社,2000. [6]郑淳之.水处理剂和工业循环冷却水系统分析法[M ].化学工业出版
[关键词]D -对羟基苯甘氨酸;生物合成法
[中图分类号] O 622.5
[文献标识码] A
[文 章 编 号 ]1003- 5095(2005)06- 0059- 02
!! 左旋对羟基苯甘氨酸 (D -P-H ydroxylphenylgly, D -P-H PC )化学名为D -α氨基对羟基苯甘氨酸,是合 成 β- 内 酰 胺 类 半 合 成 抗 生 素 的 侧 链 ,用 于 生 产 如 阿 莫 西 林 、头 孢 羟 氨 苄 、头 孢 哌 酮 等 抗 生 素 药 物 [1]。 还 应 用 于 感 光 领 域 和 用 作F e、P 、Si等 的 分 析 试 剂 等 。 !! 目前,其生产方法有化学法[2]和生物法。化学法 分为D L-对羟基苯甘氨酸合成及化学拆分两步。合 成D L-对羟基苯甘氨酸的方法有对羟基苯甲醛—氰 化钠法、苯酚—乙醛酸—尿素法、对羟基扁桃酸氨解 法、乙醛酸—苯酚—铵盐—钠合成法,化学合成不仅 工艺路线冗长繁杂, 异构体的拆分全靠化学过程来 实现,而且使用的化工原料量多,污染大,成本高;生 物法相对工艺较短, 异构体不用拆分而是用酶来实 现转化,不仅污染小而且成本低。 !! 生物法即通过细菌发酵获得细胞代谢的酶转化 法,亦称酶法,主要有D L-对羟基苯海因生物法一步 法转化和两步法转化。 !! 一步酶法工艺过程原料 易 得 ,成 本 较 低 ,转 化 率高,无废物排放;而两步法,由于中间产物进一步 的降解是用亚硝酸钠来实现的,会引起污染,同时成 本也会有所提高。 !! 生物法, 特别是一步生物法为目前国际发展的 趋势,下面进行介绍。 1 合成路线 !! 通 过 酶 的 制 备 以 及 运 用 酶 对 化 学 底 物 的 转 化 等,实现对传统化学拆分工艺的取代。反应式如下:
Shijiazhuang 050041, C hina)
!! A bstract:This paper introduces chem ical precipitation m ethod and ion exchange resin m ethod to deal w ith zinc ion in the w aste w ater ofcephalosporin C and confirm som e optim um conditions and feasibility study on directdischarge after ion exchange resin.
biosynthesis process has shorter route,low er price and pollution,changing by enzym e.
K ey w ords: D wenku.baidu.com P - hydroxylphenylgly; biosynthesis
实验结果表明: 相同摩尔数的沉淀剂中碳酸钠和
上述实验结果表明: 通过离子交换树脂对沉淀
氢氧化钠锌沉淀转化率较相近, 但用氢氧化钠反应 废液进行处理后, 废水中含锌量达到1.5×10-6—3.1×10-6,
沉淀后,沉淀较粘,不易过滤,影响后续处理。故碳 符合国家污水锌排放标准。
酸钠沉淀效果比较理想。
4.2 沉淀剂加入量对锌沉淀转化率的影响
社. [7]三废处理工程技术手册(废水卷)[M ].化学工业出版社,2000. [8]周本省.工业水处理技术[M ].北京:化学工业出版社. [9]分析化学手册(化学分析)[M ].北京:化学工业出版社.
Study on the R ecovery of Z inc Ion in the W aste W ater
传统的拆分技术,实现了清洁生产,使我国生产的
3.5 由于在生产过程中再生树脂需消耗酸、碱以及 一次水,产生废水对环境造成污染。 3.6 酸化用活性炭脱色,对车间及周围环境造成一 定的污染,而且工人操作时有一定危险。 4结论 !! D -对羟基苯甘氨酸的生物法从根本上改变了
D -对羟基苯甘氨酸在数量和质量上上了一个新的 台阶,从而改变我国长期依赖进口的局面。
[参 考 文 献]
[1]戴 伟 国.左 旋 对 羟 基 苯 甘 氨 酸 的 工 业 现 状 及 发 展 向[J].中 国 制 药 信 息,2001,17(1):38-39.
[2]王 京 平 ,智 瑞 彩.左 旋 对 羟 基 苯 甘 氨 酸 的 技 术 进 展[J].河 北 化 工 ,
1999, (4):1 -4.
(下转第 66 页)
66
河
北
化
工
2005 年第 6 期
表 1 等摩尔数不同沉淀剂对锌沉淀转化反应的影响
沉淀剂 锌沉淀转化率/% 过滤时间/m in
氢氧化钠
90
65
碳酸钠
86.7
10
碳酸氢钠
73.3
10
母 液 锌 残 留 含 量/%
备注
0.06
沉淀发粘,土褐色
0.06
疏 松 、白 色
0.16
疏 松 、白 色
!! 以釜残液总锌量为25 g,总反应时间为4 h,加入
不同摩尔数的碳酸钠作沉淀剂, 考察了沉淀剂加入
量对锌沉淀转化率的影响,结果见表2。
表2 不同沉淀剂加入量对锌沉淀转化率的影响
沉淀剂加入量/m ol 锌沉淀转化率/% 母液锌残留含量/%
0.23
74
0.13
0.46
86
0.07
0.55
88
0.06
0.65
88
0.06
实验结果表明:以碳酸钠为沉淀剂,通过增加沉
淀剂的用量,可以提高锌沉淀转化率,沉淀剂最佳用
量应当过量1.0—1.5倍,这样就可采用尽量少的沉淀
剂,达到较高的沉淀转化率。
4.3 离子交换树脂处理结果(表3)
表3
批次 处理后锌离子浓度(×106)
1
2.0
2
1.5
3
3.1
5结论
!! 通过化学法和树脂法处理含锌废水的试验研究 结论如下:(1) 含锌废水用过量碳酸钠进行化学处 理,可以除去90% 以上的锌离子,达到较好的效果, 母液中锌的含量约4×10-4—6×10-6;(2) 经化学沉淀 的碳酸锌沉淀,可以用醋酸化学处理,达到锌离子回 收利用的目的;(3)利用化学法和树脂法相结合处理 含锌废水,可以达到工业废水排放标准。
!! K ey w ords: effluentdisposal;zinc;chem icaldepositm ethod;ion exchange m ethod
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (上接第 59 页)
于长时间加热导致产品色泽较差。
ZH A N G H ui-xin1,TA N G Shuang-qiang2,W U B ai-qi 1,LIU Jie1
(1.Shijiazhuang V ocational Technology Institute,Shijiazhunag 050081,C hina;2H ebei Zhongrun Pharm aceutical C o., Ltd,
B iosynthesis of D -P -H ydroxylphenylgly
X U Zhe (N orth C hina Pharm aceuticalG roup C o.,Ltd ,Shijiazhuang 050015,C hina)
A bstract: In this paper, D -P -hydroxylphenylgly w as snythezed by biosynthesis,prefer to the chem ical synthesis process ,the
许 喆:D -对羟基苯甘氨酸的生物合成
59
D -对羟基苯甘氨酸的生物合成
许喆 (华北制药集团有限责任公司,河北 石家庄 050015)
[摘 要]采用生物合成法,合成D -对羟基苯甘氨酸。与传统的化学法比较,工 艺 流 程 短 ,异 构 体 不 用 拆 分 而 用 酶 来 实 现 转
化,成本低,污染小。
[收稿日期]2005-07-07 [作者简介]许 喆(1977-),男,从事医药中间体的生产技术工作。
2 生产工艺路线
!! 将乙醛酸和苯酚、尿素分别加入到盛有浓盐酸 的 罐 中 , 搅 拌 加 热 进 行 反 应 , 反 应 液 经 冷 却 、结 晶 得 到D L-对羟基苯海因悬浮液, 然后经过滤洗涤得到 对羟基苯海因。 !! 将培养液经过一级种子罐、二级种子罐,培养后 送至发酵罐,将培养基配置罐内配好的诱导剂、玉米 浆、液糖送至发酵罐进行发酵。发酵液经过滤系统 循环过滤浓缩,透析液排放,浓缩的菌丝体加入无盐 水顶洗,压入转化罐。向转化罐内加入苯海因,实现 D L-对羟基苯海因的转化水解。得到的转化液经过 滤系统循环过滤浓缩, 除去菌丝和大部分可溶性蛋 白,送至板框压滤机过滤得到转化液,即得到D 酸溶 液 。 再 将 转 化 液 进 行 树 脂 处 理 、真 空 浓 缩 、结 晶 、离 心、干燥得到白色结晶产品D -对羟基苯甘氨酸。 3 该生产工艺存在的问题 3.1 发酵液进行絮凝、板框压滤等处理,操作时间过 长导致酶活下降(约5 h/批,酶活损失40% )。 3.2 在转化过程中大部分菌体已经自溶, 释放出大 量蛋白,导致过滤困难,需添加助滤剂才能得以过滤 且滤饼中的产品不能洗涤干净。 3.3 释放的蛋白质需用树脂吸附、加热调节等电点 来去除,且D -对羟基苯甘氨酸在碱性条件下容易氧 化,色泽加深,导致脱色时活性炭量增加,收率降低。 3.4 外循环蒸发的能耗较大,单位处理能力小且由