其它有机酸发酵工艺衣康酸
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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，
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%。
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。
4.1.2.2 衣康酸的用途
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，
（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。
5.9
温度℃ 50
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，
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。
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
ห้องสมุดไป่ตู้
毒性（LD50）4000 mg/Kg
水中解离常 K1=1.50×10-4
数
K2=2.20×10-6
衣康酸在水中的溶解度
温度℃ 10
溶解度 （g/dL）
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。
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)；
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。
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％
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。
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。
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，
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
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。
（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。
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
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
（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。
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，
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%。
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。
4.1.2.2 衣康酸的用途
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，
（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。
5.9
温度℃ 50
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，
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。
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
ห้องสมุดไป่ตู้
毒性（LD50）4000 mg/Kg
水中解离常 K1=1.50×10-4
数
K2=2.20×10-6
衣康酸在水中的溶解度
温度℃ 10
溶解度 （g/dL）
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。
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)；
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。
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％
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。
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。
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，
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
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。
（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。
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
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