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丙酮酸研究的進展 李繼珩1李肅2 (1，中國藥科大學生命科技學院，南京210009；2、南瑞集團股份有限公司，南京210003) 【摘要】丙酮酸(Pyruvicacid，簡稱PA)是有機合成和藥物合成的重要中間體，本文闡述其某些生產 方法及主要用途． 【關鍵詞】PA；化學合成；發(fā)酵；酶轉化；基因工程 物質相互轉化重要中間體，具有提供能量、調節(jié)代謝及抗氧化等多種生理功能，在許多領域中均有重要 用途。PA可通過化學合成及生物技術多種方法制備，本文就其制備技術及應用作簡要介紹。 l化學合成法 化學合成PA有氣相空氣氧化、液相空氣氧化及化學氧化三類方法。 有機物蒸氣與空氣的混合氣體通過固相催化劑的氧化過程叫氣相空氣氧化法，也叫氣相接觸氧化或 氣相催化氧化法。乳酸水蒸氣與空氣的混合氣體通過高溫下的FePOt固體催化劑可生成PA。相衛(wèi)等u1用 固體FeP甌直接生成PA，乳酸最大轉化率為68％，PA最大選擇率為87％。本法不用溶劑，反應速度快， 設備投資及能耗均小，不消耗氧化劑，易于連續(xù)化與自動化操作，設備生產能力大，適宜于大規(guī)模工業(yè) 化生產，成本低。 向含催化劑的物料溶液中通入空氣或氧氣生產PA的方法稱為液相空氣氧化法。該法所用原料有乳 酸、丙酮、羥基丙酮、甲基丙烯酸及1，2一丙二醇等。清浦忠光幢1在800mL水中加40 g羥基丙酮和30g h，生成PA38g，摩爾產率為80％， 含2％鉑的活性炭催化劑，于pH7．08．0及50℃時，通氧氣反應30 ％Pd—Bi／C催化劑，攪拌下于pH8．0～9．5和40--50℃時，通氧氣5h得PA鈉鹽，最高選擇率為91．7％， 產率為82．1％。楊輝瓊H1等以乳酸為原料，Pt／Pb／C為催化劑，攪拌下于45℃通氧氣或空氣2h得PA， 最高產率為66．0％。本法反應溫度低，選擇性好，操作方便，易于控制，但產物分離純化工序較多。 在反應體系中加入空氣或氧氣以外的氧化劑使相應有機物氧化為PA的技術稱為化學氧化法。本法 mL 所用氧化劑有瑚n0，、氧化硒、氧化錫及也魄等。所用原料有乳酸及丙酮等。清浦忠光等瞄’向丙酮30 中加SeQ5g室溫下攪拌反應3h生成PAl．8g，對Se吼轉化率為70％。本法反應溫度低，操作簡便， 方法成熟，易于控制。但需消耗氧化劑，產率低，設備生產能力小，產品分離難度大，設備腐蝕及對環(huán) 55％，是傳統生產PA技術，但產品質量差，生產成本高，對環(huán)境污染嚴重。 2生物技術 酶或酶系可催化葡萄糖及其代謝物乳酸等轉化為PA，稱之為生物技術，該技術包括發(fā)酵、酶轉化及 基因工程方法。 2．1發(fā)酵法 微生物代謝過程中利用葡萄糖積累PA的方法稱為發(fā)酵法。李寅等m’以NH。Cl或尿素為氮源，用光滑 球擬酵母(Torulopsis 57．5 h，PA濃度達到69．4 T．glabrata pH5．0，30℃發(fā)酵50h，結果PA濃度為70．23g·L～，產率為64．4％，比原菌株TPl9分別增加5．7％ 和5．3％。發(fā)酵法生產PA反應時間長，易為雜菌污染，設備投資大，能耗高，且產物濃度低，分離純化 33l 工藝操作復雜，生產能力受限制。 2．2酶轉化法 用酶或微生物細胞(酶系)為催化劑，使葡萄糖或其三羧酸循環(huán)途徑中某些代謝中間體，在一定條 件下轉化為PA的技術稱為酶轉化法。其過程是先進行小規(guī)模微生物培養(yǎng)，收集菌體(酶源)，直接用于 轉化或用載體包埋成球狀、塊狀或粉末狀固定化酶(細胞)，然后通過批式、半連續(xù)化或連續(xù)化轉化操 溶液轉化96h，PA濃度為75．6g·L～，對葡萄糖轉化率為73．7％；宮田令子等憎1用惡臭假單胞菌 (Pseudomonas 10 h，PA最大濃度為151 索酸鈉溶液lmol·L-1中加5％P．Putida ℃轉化反應72h，PA轉化率達到80％，產物濃度達到0．821mol·L一。酶轉化技術設備投資小，能耗 低，生產過程可實現自動化連續(xù)操作，底物轉化率高，生產成本低，是具有良好發(fā)展前景的生物技

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網址: 丙酮酸研究的進展.pdf http://m.u1s5d6.cn/newsview1757557.html