衣康酸的应用新工艺

衣康酸的提取、应用新工艺

Itaconic acid extraction, use new technology

摘要：介绍了国内外发酵法生产衣康酸的概况, 并时衣康酸及其衍生物产品在工业领域中的

开发应用进展情况作了较为详细的介绍(Introduces fermentation production situation of itaconic acid and its itaconic acid derivatives in the field of industry Progress of development and application are introduced in detail)

前言：衣康酸学名为甲叉琥珀酸，亚甲基丁二酸，是不饱和二元有机酸。它含

不饱和双键，具有活泼的化学性质，可进行自身间的聚合，也能与其他单体如丙烯睛等聚合，溶于水，乙醇等其它溶剂；能进行各种加成反应，酯化反应和聚合反应，是化学合成工业的重要原料，也是化工生产的重要原料。衣康酸（itaconic acid），CH2=C（COOH）CH2COOH，由丝状菌特别是生长在梅汁表面的分解乌头酸曲霉（Aspergill-us itaconicus）大量生成，是通过顺乌头酸脱羧而形成。

衣康酸因有一个非常活泼的甲叉基以及二个梭基, 可进行多种化学反应及聚合反应。因而虽然单体衣康酸本身用途并不广, 但其衍生物及高分子聚合物却具有重要而广泛的用途。衣康酸的主要用途为涂料乳化剂、造纸胶乳7生产高质量纸张8、丙烯酸胶乳, 合成树脂、合成纤维、塑料、橡胶、离子交换树脂、表面粘结剂、锅炉除垢剂、润滑油添加剂、除草剂、人造玻璃: 生物活性物质7用于农业、药物生产8等。上世纪五、六十年代, 我国学者曾对衣康酸发酵进行过研究, 由上海溶剂厂率先批量生产过衣康酸并投放市场。可惜因种种原因, 沉寂多年。近十年来, 我国又掀起了新一轮衣康酸研究及生产热潮。有关科技人员从菌种选育、工艺改进、提取精制以及清洁生产等方面进行了深人研究, 不断推进我国衣康酸的生产, 各地纷纷投资设厂或利用原有发酵设备转而生产衣康酸, 由此迅速形成了一个新兴的发酵产业, 不但满足了国内市场的需要, 同时不失时机地打人了国际市场。但是国内衣康酸的开发利用很不充分, 国内市场尚未充分孕育, 主要依赖出口, 这样就大大地制约了衣康酸产业的发展。衣康酸是用途很广的有机酸, 是一种重要的有机合成的原料, 发展潜力很大, 前途广阔。有鉴于此, 本文重点介绍国内外衣康酸及其衍生物应用开发研究的进展, 以引起各方面的关注, 共同推进衣康酸的生产和开发应用, 使之跃上一个新的台阶。

2.衣康酸的应用：

2.1 在新型高效消臭、除臭剂上的应用图

在人们日常生活、工作的环境中, 经常会碰到一些难以驱除的令人尴尬、更有损人体健康的异味和臭味。例如人群拥挤、空气浑浊的公共场所车厢、饭店厨房, 至于菜场的鱼肉蔬菜摊档、公共厕所、禽畜棚栏、工业车间以及污水厌氧处理车间等更是恶浊难闻。这类发生异味和臭味的环境都巫待改善。因此, 消臭、除臭剂的市场潜力很大。近年来, 日本的科研人员研制了采用衣康酸及其衍生物为主要配料并添加少量天然物, 制成了高效消臭除臭剂, 能与引起臭味的醇类、胺类、恶臭硫醇、异味氨以及异味卤素等起反应, 形成无臭的化合物而除去臭味。

①衣康酸+ 臭味醇类→无臭醋类

②衣康酸+ 臭味胺类→无臭化合物

③衣康酸+恶臭硫醇→无臭化合物

④衣康酸+异味氨→无臭的衣康酸酸按

⑤衣康酸+臭氧→无臭的酮酸

⑥衣康酸+异味卤素→无臭化合物

最近, 日本开发出一种对于中性、酸性以及碱性恶臭成分除臭效果良好, 且持续性亦佳的新型消、除臭剂

除臭剂组成如下

①从曲霉菌株、青霉菌株或根霉菌株中挑选出一种或一种以上菌株, 在适当培养条件下制得的微生物氢醒（二经基甲苯醒）类发酵液或将发酵液

减压浓缩成浓缩物

②衣康酸和/或衣康酸衍生物（脂类）

③多孔性吸附剂, 如活性碳、氧化硅胶、硅藻土、白土、活性氧化铝、沸石和有机树脂等。

除臭剂的制造方法如下：

①. 将上述微生物氢醒发酵液（或浓缩液） , 加上衣康酸或衣康酸衍生物制得

②将上述微生物氢酿发酵液〔含衣康酸或衣康酸衍生物（至少一种〕, 再加上多孔性吸附剂（活性碳）,减压浓缩、干燥粉末化制得。

制造方法视除臭要求不同而变化（包括配方组成）。这种新型消臭、除臭剂除在化妆品、医药等领域得到广泛应用外, 也可用于工业领域, 其除臭效果良好。

经研究发现以衣康酸为配料的高效除臭剂对香烟中有害成分尼古丁也有良好的去除作用。衣康酸衍生物易于成膜, 还可以制成除臭功能强的纸或塑料膜等产品系列。利用上述原理, 还可开发出新产品系列。

2.2 用于光学活性物质的制备：

日本佐分利正彦等人发现, 在金属Ru—光学活性磷化氢错体的存在下, 以乙醇为供氢体, 可由 一不饱和梭酸通过不对称加氢作用制得光学纯度高的光学活

性梭酸。这种加氢作用不需要产氢装置, 储气因素不存在, 操作方便。例如) 在衣康酸存在下, 在氮控制的条件下加入氧杂环戊烷以及异丙醇时加氢作用, 可得到甲基丁二酸。

甲基丁二酸可用作天然生理活性物质等有机化合物合成的中间体, 还可用作化学试剂和液晶材料。日本等人报导可用微生物制得光学活性物质。

例如：用土壤分离菌一反硝化产碱菌的休止细胞可

从衣康生成柠苹酸。

2.3在丝绸、毛织物上的应用:

蚕丝蛋白质中丝氨酸和羊毛蛋白质中赖氨酸、精氨酸以及酪氨酸分子与无水衣康酸起反应, 形成直链化合物, 对纤维本身无不良反应, 相反, 可大大改善蛋白质纤维的防皱性、耐热性和热稳定性等, 而吸湿性显著降低。例如) 羊毛收缩高峰从243 ℃提高到252℃。经无水衣康酸处理后羊毛完全没有收缩, 强度和伸长率, 耐热性、热稳定性都有大幅度的改善。因此, 衣康酸在提高丝绸、毛纺织品的品质方面大有可为, 确有深人研究的必要。我国是丝绸、毛纺织品生产和出口大国, 在我国加人WTO 后有必要借鉴这一新技术, 提升出口生产质量, 提高国际竞争力。