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1、,生物技术与化学工业的可持续发展,可持续发展面临的问题,资 源 能 源 水 源 环 境 土 地 人 口,保持可持续发展的对策,1.循环经济（资源循环使用） 2.节约资源（能源），发掘新资源 3.利用国际资源 4.提高资源（能源）利用效率 5.绿色产品、绿色工艺 6.采用生物技术 7.保护环境及土地 8.控制人口,减少资源能源消耗 减少废弃物排放,改变原料路线 改变物质生产工艺,生物技术能做些什么？,改变产品生产原料路线 改变产品生产工艺,生物技术产业的特点,利用再生性资源 符合可持续发展 生产过程温和 污染少，多为可利用废料 自身效率提高潜力大,生物技术生产化学品的方式,生物质原料 产物 相关
2、底物 产物,多酶系统催化,（发酵）,单酶催化,（生物催化）,生物技术生产化工原料,枢纽性大宗生物质化工原料,部分替代燃料油 生物质 乙醇 化工原料如乙烯(CH2=CH2) 1,3-丙二醇 聚合物 生物质 甘油 1,3二羟丙酮 化工产品 羟基丙酮 可降解塑料 生物质 乳酸 丙烯酸 高分子材料 其他化工产品,下游 化工 产品,生 物 催 化 反 应,生物催化技术生产化学品,淀粉 葡萄糖 富马酸 富马酸 环氧琥珀酸 丙烯腈 丙烯腈 羟基乙腈 甘油 苯 L-天冬门氨酸 肉桂酸,麦芽糖、葡萄糖 果糖 L-天冬门氨酸 L-苹果酸 L-酒石酸 丙烯酰胺 丙烯酸 羟基乙酸 二羟丙酮 对苯二酚 L-丙氨酸 L-
3、苯丙氨酸,淀粉酶、糖化酶 异构酶 天门冬氨酸酶 苹果酸酶 水合酶 水合酶 腈酶 腈酶 脱氢酶 加氧酶 脱羧酶 加氨酶,酶催化在光学活性手性化合物合成中的应用,手 性 化 酶,微生物酶异构化合成手性化合物,NOCl,NH3,Backman rearrangement reaction,H2SO4,Cyclohexene,Nitrosdimer,DL-Aminocaprolactam,D-型,L型,L-Lysine,异构酶,水解,氨基化合成氨基手性化合物,加氨酶,水 解 手 性 化,水解酶,还 原 手 性 化,还原酶,DL-,（L-）,（D-）,生物技术在工业中应用的问题,生物技术效率低、成本高
4、产物浓度稀 在水溶液中反应 水消耗量大 酶（生物体）安定性差 易污染杂菌 工艺过程复杂、控制点多 计算机联机控制较难 操作者技术素质要求高 动植物细胞培养技术问题更多,生物技术在化工领域应用优先研发的课题,实现几个关键化工原料产品的经济性产业化 从可再生资源开发新产品 更广泛地发现新生物源 改造生物，提高生物加工效率 开发生物催化的新领域 开发未利用的生物资源生产有用物质 解决生物技术规模生产的工程问题，控制及过程检测问题 基因重组技术的开发和应用,我们实验室做了哪些工作？,利用生物质开发生物源农药,发现的新生物源农药活性物质,磷氮霉素 白肽霉素 制黄杆菌素 拟鲥霉素 变构霉素 RS-22 A
5、、B、C,磷氮霉素类化合物的结构,Antifungal avtivity of phosphazomycin C,* Conventional agar dilution method was employed using potato-sucrose medium. MICs were observed after 72 hours incubation.,磷氮霉素增加血小板作用（体内试验）,变构菌素的结构,Tautomycetin,Antimicrobial activity of tautomycin,The conventional agar diution method was us
6、ed. Medium: potato sucrose agar.,拟鲥霉素的结构,拟鲥霉素的抗菌作用,拟鲥霉素的抗菌作用,*1（丁基氨基甲酰）2苯并咪唑,白肽霉素的结构,白肽霉素的抗菌活性,制黄杆菌素的结构,制黄杆菌素的抗菌活性,RS-22活性成份的化学结构,RS-22 A: R1=H, R2=H RS-22 B: R1=CH3, R2=H RS-22 C: R1=CH3, R2=CH3,实现产业化的研究成果,可再生资源生产活性物质 井冈霉素 7051杀虫素 浏阳霉素 Lovastatin 2098 FK506 金核霉素 Tautomycin,井冈霉素对主要病害的防治作用,井冈霉素和有机砷制剂
7、的比较,7051 杀 虫 素,原料 淀粉 黄豆粉 等农副 产品,微生物发酵,7051杀虫素和目前常用杀虫剂效果的比较,7051杀虫素生产的工艺路线,生产菌种制备,种子罐,发酵罐,放罐,压滤,上柱吸附,解吸,浓缩,结晶,制剂,浏阳霉素结构及其急性毒性,R1, R2, R3, R4=methyl; nonactin R1,R2,R3=methyl, R4=ethyl; monactin R1,R2=methyl, R3, R4=ethyl; dinactin R1=methyl; R2, R3, R4=ethyl; trinactin R1, R2, R3,R4=ethyl; tetranacti
8、n,浏阳霉素对抗性螨害的防治效果,2098 抗 生 素,2098FR900520 RCH2CH3 FK-506 RCH2-CH=CH2,腈酶、腈水合酶在工业上的应用,丙烯酰胺工业化生产 脂肪腈化合物的催化水合 芳香腈化合物的催化水合 杂环腈化合物的腈化水合 手性催化中的应用,分解腈类化合物的微生物,含腈化合物的水解,水解酶,腈水合酶对杂环腈化合物的催化水合,腈酶、腈水合酶在手性催化中的应用（一）,腈酶、腈水合酶在手性催化中的应用（二）,芳香腈化合物的水合催化,用于丙烯酰胺工业生产的微生物,只含腈水合酶，不含酰胺酶和腈酶，反应只按下列进行 2. 对底物耐受性高 3. 对产物耐受性高 4. 稳定性
9、好 5. 催化效率高,丙烯酰胺的工业化技术,丙烯酰胺 Acrylamide 制法 硫酸水合法 钢镍催化水合法 微生物酶催化水合法,催 化,水 合,丙烯腈水合酶的制备流程图,工 艺 路 线,微生物催化法,丙烯腈水,催化剂,水合反应 100150,脱色,催化剂分离,未反应丙烯腈分离,浓缩,产品,丙烯腈水,含酶 细胞,水合反应 1525,脱色,含酶细胞分离,浓缩,产品,化学法（铜催化法）,回用,微生物催化法与化学法比较,微生物法生产丙烯酰胺的优点,工艺简单，投资少 产品质量高，易合成超高分子量聚丙烯酰胺 转化率高 原料丙烯腈单耗低 反应条件温和，能耗低 三废少,腈水合酶催化法生产丙烯酰胺装置,腈水合有关酶催化,丙烯酰胺 丙烯酸 烟酰胺 羟基乙酸 -丙氨酸,谢谢,