其它有机酸发酵工艺衣康酸优秀课件
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衣康酸可以和丙烯酸以不同的比例，于80～20℃的水 性介质中共聚可以制得分子量在500～2，000， 000之间的共聚物。
衣康酸分子内的双键可以和卤素起定量的加成反应， 是测定衣康酸的基础。
衣康酸和胺类反应生成的N-羟基吡咯烷酮是重要的化 合物。
衣康酸的同分异构体
衣康酸有两种同分异构体，即柠康酸和中康酸，在酸性、 中性和弱碱性条件下，衣康酸是稳定的。 但在强碱性 条件下，3种异构体可以相互转化。
（2）新型高效除 臭剂的应用
以衣康酸及其聚 合物为原料，添 加少量天然物制 成的除臭剂反应 活性高，
依赖于分子内活 泼的双键和两个 羧基，可以与氨， 胺类等碱性恶臭 物或硫化氢等酸 性恶臭物反应， 达到除臭的目的。
（3）在药物合成中的应用
衣康酸与甲苯胺环缩反应，再用甲醇酯化制成1-(4-甲苯 基)-5-氧-3-吡啶羧酸甲酯，在氢硼化钠作用下生成经甲基 衍生物，再用甲基磺酰氯酯化生成甲磺酰酯，进一步用经 基苯甲酸酯进行醚化、皂化、脱酯化等系列反应，可制成 4·[11甲基苯基-2-吡咯烷酮-4-基]-甲氧基苯甲酸。
1977年，日本筑波大学应用化学系宣布以木屑水解液 为主要碳源，采用土曲霉K26为菌种发酵制备衣康酸 获得成功，其产量达4.75％，对糖转化率最高可达 54.9％
20世纪80年代以来．衣康酸的研究得到迅速发展，更 多的微生物如假丝酵母M31、黑曲霉P-1等被发现能够 产生衣康酸。
Horitsu等用聚丙烯酰胺凝胶包埋土曲霉生产衣康酸．在 连续的发酵柱中产酸速率为60mg/h。
在真空条件下加热升华。
易溶于水和其他有机溶剂。
衣康酸的部分物理化学性质
性质
熔点℃
数值
167~168
晶体密度 Kg/m3
相对密度 Kg/m3
1.49±0.01 1.63
性质
数值
燃烧热
1.98
MJ/moL
生成热
840
KJ/moL
毒性（LD50）4000 mg/Kg
水中解离常 K1=1.50×10-4
数
该品在生物体内与辅酶A酯化，有极强的抑制胆固醇合成 酶和脂肪酸合成酶的作用，从而抑制人体内的脂肪酸和胆 固醇的合成，是预防相治疗动脉硬化、糖尿病等多尿病和 肥胖病的新药
（4）在纺织行业的应用
无水衣康酸可与蚕丝蛋白中的丝氨酸和羊毛蛋白中赖氨酸、 精氨酸及酯氨酸分子反应形成直链化合物，
对纤维本身无不良影响，可大大改善蛋白质纤维的防皱性、 耐热性和热稳定性，而吸湿性显著降低。
到20世纪90年代末，我国已有10多家衣康酸 生产厂
我国衣康酸产业化体系初步形成。
1992年，云南天力生物发酵厂宣布建成国内 首条年产300t衣康酸生产线。
1994年该厂又在此基础上建成年产2000t衣 康酸生产线，以白糖为原料，在300m3气升 式发酵罐中产酸50g/L以上，对糖转化率大于 50％，收率60％，发酵周期50h。
四川成都拉克公司、浙江江山国光生物化工 公司、广东雷州衣康酸公司，
4.1.2衣康酸的性质和用途
4.1.2.1衣康酸的性质 衣康酸是一种不饱和二元酸，分子式为C5H6O4,分
子量为130.1，结构式为：
纯衣康酸是一种白色粉末状 结晶或无色晶体，熔点 167~168℃
结晶产品不易吸潮，即使在 高温条件下也不结块，
4.1.2.2 衣康酸的用途
4.1.2.2衣康酸的用途
（1）衣康酸和丙烯酸共聚物的应用 以衣康酸和丙烯酸共聚生成的乳胶可用于 皮革的涂层，增加皮革的可塑性， 作为汽车、电器涂料，粘着力加强，色泽美观，不
易受外界条件的影响， 加入多价金属氧化物交联的衣康酸，丙烯酸制成的
牙科粘和剂具有良好的抗压性能和黏结强度及生理 适应性。 以不同比例的衣康酸，丙烯酸共聚物可制备多种不 同用途的聚合物，如无菌食品包装材料等。
1945年。Lockwood分离出了适合表面培养的土曲霉 (Asp.terreus265)，对糖转化率达30%～50%, NRRL1960 转化率47.3%。
1970年10月，日本静冈县磐图化学公司建立了一座年 产1000t衣康酸的工厂，成为当时最大的衣康酸生产公 司(该公司目前生产能力为1500t／a。
K2=2.20×10-6
衣康酸在水中的溶解度
温度℃ 10
溶解度 （g/dL）
5.9
温度℃ 50
ห้องสมุดไป่ตู้
溶解度 （g/dL）
29.2
20
8.3 60
45.9
25
9.5 70
72.6
28
12
衣康酸由于分子内存在一个不饱和双键和两个活泼的 羧基，使其能够发生很多化学反应，其中最重要的 是衣康酸的酯化反应。标准的脂化反应能够产生衣 康酸二酯，且产率很高，
（5）在造纸行业的应用
聚丙烯酰胺称为标准造纸助剂，衣康酸作为阴性 单体合成的聚丙烯酰胺除了可以作为助滤剂以外， 还可以作为纸张增强剂，
与使用普通的纸张增强剂相比，能够使纸张强度 获得较大程度的提高，且纸张均匀平整，品质优 良。
最早是由Baup于1836年在研究柠檬酸175℃的热分 解产物时发现并得到的
20世纪20年代末，日本学者木下广野 盐水浸渍的酸梅汁中分离出一种能耐高渗透 能利用蔗糖、葡萄糖产生衣康酸的青绿色曲霉，并定
名为衣康酸曲霉
20世纪30年代末，Calam、Oxford和Ratajakk等人先 后报道了利用土曲霉为菌种将葡萄糖发酵生成衣康酸，
其它有机酸发酵工艺衣康酸
4．其他有机酸发酵工艺学
4.1衣康酸的发酵生产
4.1.1概述 4.1.2衣康酸的性质和用途 4.1.3衣康酸生产的原理和微生物育种 4.1.4衣康酸生产方法工艺 4.1.5衣康酸的提取工艺
4.1衣康酸的发酵生产
4.1.1概述
衣康酸(Itaconic acid)又称为甲叉丁二酸、亚甲基 琥珀酸
H．Kautola等以海藻酸钙凝胶包埋土曲霉NRRL1960的 孢子或用Celite R-626琼脂凝胶块固定化菌体，在间歇深 层发酵中最高葡萄糖转化率为54.5％，容积产率是 320mg／(L·h)；
居乃琥、王孝宪采用固定化土曲霉NRRLl960，以葡萄糖 为原料连续发酵．利用交替接触空气和液体的固定化细胞 生物反应器连续生产衣康酸，最高容积产率为0.73g／g ／(L·h)最高衣康酸质量浓度为18.2g/L。
衣康酸分子内的双键可以和卤素起定量的加成反应， 是测定衣康酸的基础。
衣康酸和胺类反应生成的N-羟基吡咯烷酮是重要的化 合物。
衣康酸的同分异构体
衣康酸有两种同分异构体，即柠康酸和中康酸，在酸性、 中性和弱碱性条件下，衣康酸是稳定的。 但在强碱性 条件下，3种异构体可以相互转化。
（2）新型高效除 臭剂的应用
以衣康酸及其聚 合物为原料，添 加少量天然物制 成的除臭剂反应 活性高，
依赖于分子内活 泼的双键和两个 羧基，可以与氨， 胺类等碱性恶臭 物或硫化氢等酸 性恶臭物反应， 达到除臭的目的。
（3）在药物合成中的应用
衣康酸与甲苯胺环缩反应，再用甲醇酯化制成1-(4-甲苯 基)-5-氧-3-吡啶羧酸甲酯，在氢硼化钠作用下生成经甲基 衍生物，再用甲基磺酰氯酯化生成甲磺酰酯，进一步用经 基苯甲酸酯进行醚化、皂化、脱酯化等系列反应，可制成 4·[11甲基苯基-2-吡咯烷酮-4-基]-甲氧基苯甲酸。
1977年，日本筑波大学应用化学系宣布以木屑水解液 为主要碳源，采用土曲霉K26为菌种发酵制备衣康酸 获得成功，其产量达4.75％，对糖转化率最高可达 54.9％
20世纪80年代以来．衣康酸的研究得到迅速发展，更 多的微生物如假丝酵母M31、黑曲霉P-1等被发现能够 产生衣康酸。
Horitsu等用聚丙烯酰胺凝胶包埋土曲霉生产衣康酸．在 连续的发酵柱中产酸速率为60mg/h。
在真空条件下加热升华。
易溶于水和其他有机溶剂。
衣康酸的部分物理化学性质
性质
熔点℃
数值
167~168
晶体密度 Kg/m3
相对密度 Kg/m3
1.49±0.01 1.63
性质
数值
燃烧热
1.98
MJ/moL
生成热
840
KJ/moL
毒性（LD50）4000 mg/Kg
水中解离常 K1=1.50×10-4
数
该品在生物体内与辅酶A酯化，有极强的抑制胆固醇合成 酶和脂肪酸合成酶的作用，从而抑制人体内的脂肪酸和胆 固醇的合成，是预防相治疗动脉硬化、糖尿病等多尿病和 肥胖病的新药
（4）在纺织行业的应用
无水衣康酸可与蚕丝蛋白中的丝氨酸和羊毛蛋白中赖氨酸、 精氨酸及酯氨酸分子反应形成直链化合物，
对纤维本身无不良影响，可大大改善蛋白质纤维的防皱性、 耐热性和热稳定性，而吸湿性显著降低。
到20世纪90年代末，我国已有10多家衣康酸 生产厂
我国衣康酸产业化体系初步形成。
1992年，云南天力生物发酵厂宣布建成国内 首条年产300t衣康酸生产线。
1994年该厂又在此基础上建成年产2000t衣 康酸生产线，以白糖为原料，在300m3气升 式发酵罐中产酸50g/L以上，对糖转化率大于 50％，收率60％，发酵周期50h。
四川成都拉克公司、浙江江山国光生物化工 公司、广东雷州衣康酸公司，
4.1.2衣康酸的性质和用途
4.1.2.1衣康酸的性质 衣康酸是一种不饱和二元酸，分子式为C5H6O4,分
子量为130.1，结构式为：
纯衣康酸是一种白色粉末状 结晶或无色晶体，熔点 167~168℃
结晶产品不易吸潮，即使在 高温条件下也不结块，
4.1.2.2 衣康酸的用途
4.1.2.2衣康酸的用途
（1）衣康酸和丙烯酸共聚物的应用 以衣康酸和丙烯酸共聚生成的乳胶可用于 皮革的涂层，增加皮革的可塑性， 作为汽车、电器涂料，粘着力加强，色泽美观，不
易受外界条件的影响， 加入多价金属氧化物交联的衣康酸，丙烯酸制成的
牙科粘和剂具有良好的抗压性能和黏结强度及生理 适应性。 以不同比例的衣康酸，丙烯酸共聚物可制备多种不 同用途的聚合物，如无菌食品包装材料等。
1945年。Lockwood分离出了适合表面培养的土曲霉 (Asp.terreus265)，对糖转化率达30%～50%, NRRL1960 转化率47.3%。
1970年10月，日本静冈县磐图化学公司建立了一座年 产1000t衣康酸的工厂，成为当时最大的衣康酸生产公 司(该公司目前生产能力为1500t／a。
K2=2.20×10-6
衣康酸在水中的溶解度
温度℃ 10
溶解度 （g/dL）
5.9
温度℃ 50
ห้องสมุดไป่ตู้
溶解度 （g/dL）
29.2
20
8.3 60
45.9
25
9.5 70
72.6
28
12
衣康酸由于分子内存在一个不饱和双键和两个活泼的 羧基，使其能够发生很多化学反应，其中最重要的 是衣康酸的酯化反应。标准的脂化反应能够产生衣 康酸二酯，且产率很高，
（5）在造纸行业的应用
聚丙烯酰胺称为标准造纸助剂，衣康酸作为阴性 单体合成的聚丙烯酰胺除了可以作为助滤剂以外， 还可以作为纸张增强剂，
与使用普通的纸张增强剂相比，能够使纸张强度 获得较大程度的提高，且纸张均匀平整，品质优 良。
最早是由Baup于1836年在研究柠檬酸175℃的热分 解产物时发现并得到的
20世纪20年代末，日本学者木下广野 盐水浸渍的酸梅汁中分离出一种能耐高渗透 能利用蔗糖、葡萄糖产生衣康酸的青绿色曲霉，并定
名为衣康酸曲霉
20世纪30年代末，Calam、Oxford和Ratajakk等人先 后报道了利用土曲霉为菌种将葡萄糖发酵生成衣康酸，
其它有机酸发酵工艺衣康酸
4．其他有机酸发酵工艺学
4.1衣康酸的发酵生产
4.1.1概述 4.1.2衣康酸的性质和用途 4.1.3衣康酸生产的原理和微生物育种 4.1.4衣康酸生产方法工艺 4.1.5衣康酸的提取工艺
4.1衣康酸的发酵生产
4.1.1概述
衣康酸(Itaconic acid)又称为甲叉丁二酸、亚甲基 琥珀酸
H．Kautola等以海藻酸钙凝胶包埋土曲霉NRRL1960的 孢子或用Celite R-626琼脂凝胶块固定化菌体，在间歇深 层发酵中最高葡萄糖转化率为54.5％，容积产率是 320mg／(L·h)；
居乃琥、王孝宪采用固定化土曲霉NRRLl960，以葡萄糖 为原料连续发酵．利用交替接触空气和液体的固定化细胞 生物反应器连续生产衣康酸，最高容积产率为0.73g／g ／(L·h)最高衣康酸质量浓度为18.2g/L。