13二羟基丙酮衍生物的合成

13二羟基丙酮衍生物的合成
13二羟基丙酮衍生物的合成

药物中间体苯丙酮的制备药物中间体苯丙酮的制备

项目 项目4 4:药物中间体苯丙酮的制备 ( (preparation of preparation of medical intermediate propiophenone propiophenone ) 任务 任务1: 学生查阅资料、确定方案 学生查阅资料、确定方案

告知任务 告知任务(inform task) 研制 研制“ “苯丙酮 苯丙酮” ”产品1公斤 纯度 纯度: :≥ ≥90% 市场售价 市场售价: :27 27元 元/ /公斤 下达任务单 下达任务单

? ?布置调研报告,下达任务单 布置调研报告,下达任务单 任务 1、学生查阅资料、确定方案任务 2、特种溶剂苯丙酮的制备方案的的实施任务 3、药物中间体苯丙酮的制备的理化数据的检测、结果评价 进度安排 以工作组为单位学习该项目,以实验小组(2人/组)完成制备过程。产率 >65%。 能力要求:能查阅资料,找出苯丙酮的制备方案;比较不同方案的优缺点。 筛选出芳酮类有机物的最佳实验室制备方案。能按确定的制备方案:选择实 验仪器,搭建实验装置,运用无水操作、带有搅拌器的回流、液态有机物的洗 涤与干燥、减压蒸馏等技术制得目标产品环已酮。 知识要求:了解醛酮的结构与分类;了解醛酮、单环芳烃苯等的物理性质 ;掌握醛酮、单环芳烃的主要化学性质及其应用;理解无水操作、带有搅拌 器的回流、液态有机物的洗涤与干燥、减压蒸馏的基本原理。 项目要求 制备方法 承接单位(组) 10学时 完成时间 无色液体,纯度在90%以上,数量1kg。 产品要求 AAA贸易公司 项目来源 苯丙酮的制备 项目名称

n n 1 1.国家药典委员会编 .国家药典委员会编. .中华人民共和国药典 第二部 第二部 M. M.北京 北京: :化学工业出版 社, 社,2000 2000年, 年,367 – – 368 n n 2 2:苯丙酮生产技术简介,化工科技,第 :苯丙酮生产技术简介,化工科技,第8 8卷: 卷:74 n n 3 3:章思规主编 :章思规主编. .实用精细化学品手册有机卷 下 下 M. 北京化学工业出版 社, 社,1996 1996年, 年,2033 - 2034 n n 4 4:李瑞萍,李丽娥,蔡涛 :李瑞萍,李丽娥,蔡涛. 苯丙酮含量测定方法探讨 苯丙酮含量测定方法探讨J . 湖北三峡学院学 报, 报,2000 , ,22 5 :50 - 52 n n 5 5:达世禄 :达世禄. 色谱学导论 色谱学导论 M. 武汉 武汉: :武汉大学出版社, 武汉大学出版社,1999 1999年, 年,1 – – 14 n n 6 6:武引文等,苯丙酮合成工艺改进 :武引文等,苯丙酮合成工艺改进J J ,河北化工, ,河北化工,1997 年第 年第4 期: 期:18 18- -19 n n 7 7.刘军,张文雯等主编,有机化学,北京:化学工业出版社, .刘军,张文雯等主编,有机化学,北京:化学工业出版社,2005 n n 8 8.丁敬敏 主编, 主编,《 《化学实验技术 化学实验技术Ⅰ》 Ⅰ》化学工业出版社 化学工业出版社 2002 2002年 年7 7月 n n 9 9.高占先主编,有机化学实验,北京:高等教育出版社, .高占先主编,有机化学实验,北京:高等教育出版社,2005 2005。 n n 10 10.刘湘,刘士荣编,有机化学实验,北京:化学工业出版社, .刘湘,刘士荣编,有机化学实验,北京:化学工业出版社,2007 ? ?撰写调研报告 撰写调研报告 参考资料 参考资料

合成苯基丙酮多种路线的概述分析

方法1:苯乙腈合成反应是一个在有机碱性环境下,苯乙腈的α位置的精细化工反应,产量较高。通过加热醇钠离解成金属钠离子,拔掉苯乙腈的α氢形成苯乙腈α碳负离子,再和乙酸乙酯的羰基碳发生亲核加成,最后中间态的C-O键极化断裂生成α-苯乙酰乙腈和乙醇。α-苯乙酰乙腈因为β位是羰基,水解很快就成酰胺,然后加水稀释硫酸浓度,继续煮,变成羧酸,再煮,脱羧,机理是六元环过渡态。反应的关键是时间和反应程度上要控制好,及时保持主反应平衡向右,否则动力学上倾向于副产物。本工艺原料易得,价格便宜,成本低,操作简单,无苛刻反应要求,易于工业化,是最经济划算的方法。 方法2:丙酮烯酸酯合成反应: 如果丙酮与强碱反应,强碱能使酮中一个相对酸性的α质子脱质子,丙酮烯酸盐就会定量生成。这种强碱包括钠酰胺、锂二异丙胺和几种醇盐,例如叔丁醇钾。如果在二甲基亚砜中,在硬性无水条件下,丙酮的烯醇与卤代苯(最好是碘代苯,但溴代苯也应起作用)反应,两种物质将结合形成苯基-2-丙酮。在二甲基亚砜中使用丙酮和卤代苯的烯醇酯进行这种合成还没有实际的尝试(但它是在液氨中进行的),但是其他的酮烯醇酯,如片呐酮已经在这种介质中得到了广泛的研

究。在理论上完全没有障碍,为什么它在苯基-2-丙酮的生产中不起作用。反应收率在50%~98%之间。这种反应可以被铁盐、氧气或紫外光催化。 醋酸锰催化丙酮与苯的自由基烷基化反应: 苯和丙酮之间的自由基反应可以一步合成苯基-2-丙酮。该反应依赖于醋酸锰(iii)的特殊氧化能力,后者是一种容易从高锰酸钾制备的化合物。产率相对较低,需要对反应物进行高稀释,但这是可以改进的,而且该反应也适用于其他取代苯。 方法3:苯乙酸合成反应: 在这个反应中,很重要的一点是反应混合物中的醋酸酐以超过苯乙酸的大摩尔量存在。如果比例太小,苯基丙酮会与自身缩合形成无用的二苯甲酮。苯乙酸与乙酐在较高温度下反应,以水汽蒸馏法除去未反应的苯乙酸,由于反应所需时间较长,一般需20h以上才能完成,能耗较高。

第2次课2学时注糖类第一次课

第 2 次课 2 学时(注:第一章糖类第一次课) D-及L-型是怎样决定的? 是不是所有的糖都有变旋现象?为什么? Benedict试剂用作还原糖的定性测试原理是?常见的几种寡糖的组成?哪些是还原糖,哪些是非还原糖? 5

第 3 次课 2 学时(第一章糖类第2次课) 个残基,每个分支含10个残基。该糖原分子有多少个有哪几类重要多糖?淀粉、糖原组成及结构异同点?

第一章糖类(carbohydrate) 第一节引言 第二节单糖 第三节寡糖 第四节多糖 第五节复合糖 第一节引言第1页 ●糖类的存在与来源 ●糖类物质的主要生物学作用 ●糖类的化学组成和化学本质 ●糖类物质的分类与命名 一、糖类的存在与来源 1.广泛存在于生物界按干重计占: 植物的85%~90% 细菌的10%~30% 动物的小于 2% 2.主要来源于绿色植物的光合作用 二、糖类物质的主要生物学作用 1.作为生物体的结构成分 2.作为生物体内的主要能源物质 3.在生物体内可转变为其他物质 4.作为细胞识别的信息分子 三、糖类的化学组成和化学本质 定义:是多羟醛、多羟酮及其衍生物,或水解时能产生这些化合物的物质。 四、糖类物质的分类与命名 1.分类 简单糖:单糖、寡糖、多糖 复合糖:糖与蛋白质、脂类等共价结合形成的复合物. 2.命名 根据来源 根据碳原子数 相同碳数的依据羰基位置 几个有机化学的概念 不对称碳原子(手性碳)

旋光性 异构现象(同分异构) 结构异构 立体异构 ?几何异构 ?旋光异构 不对称碳原子( C*,手性中心、手性碳原子) 与四个不同的原子或者原子基团共价连接并因此失去了对称性的四面体碳。 旋光性 旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力。 旋光性物质分子都是不对称分子。 异构现象(同分异构)第3页 具有相同种类和数目的原子并因此具有相同相对分子量的化合物的现象。 ?结构异构 ?立体异构 ●几何异构 ●旋光异构 组成、构造、构型、构象 分子中原子的种类数目叫做--组成 原子连接在一起的顺序叫做--构造 原子在空间的分布和排列叫做--构型 分子中,不改变共价键结构,仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布叫--构象 第二节单糖第6页 ●单糖的结构 ●单糖的性质及重要衍生物 一、单糖的结构 ●单糖的链状结构 ●单糖的环状结构 ●单糖的构型与构象 1.单糖的链状结构 Fischer E于1891年发表了有关葡萄糖立体化学(分子中各手性碳原子的构型)的著名论文。1902年Fischer 获得诺贝尔化学奖。 立体模型、投影式、透视式 Fischer发现有些实验现象 ------无法用单糖的链状结构加以解释 D(+)-葡萄糖 + 饱和NaHSO3→× 葡萄糖在无水氯化氢的催化下,只能与一分子甲醇反应,生成含一个甲基的化合物. 变旋现象(Mutarotation) :一个旋光体溶液放置后,其比旋光度改变,最后达到平衡值的现象。

1_3-二羟基丙酮生产研究进展

【引用】二羟基丙酮生产研究进展 2011-03-13 22:24:06| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅 本文引用自云中鹤《二羟基丙酮生产研究进展》 二羟基丙酮或1,3-二羟基丙酮,英文名为1,3-dihydroxyaeetone或dihydroxyacetone,简写为DHA,是最简单的三碳酮糖,外观是白色或类白色粉末状结晶,具有甜、凉的味道,易吸湿并分解。一般状态下是二聚体(1,4-Dioxane)的结晶,能缓慢地溶于1份水中或15份乙醇中,微溶于乙醚,但经溶解或加热则变为单体,其单体易溶于水、乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂,熔点为75~80℃,水溶性>250g·L-1(20℃),在pH为6.0时稳定,是一种重要的化工、生化原料,医药、农药合成中间体和多功能食品添加剂,用途十分广泛。国内有关DHA的报道很少,其生产目前还是一片空白,而国外DHA已得到了广泛的实际应用。 1 工业生产方法 二羟基丙酮的工业生产方法目前是利用微生物分批发酵。该法是在菌体生长到适当的时期,利用菌体产生的脱氢酶以甘油为底物进行脱氢反应,产生DHA。用于生产DHA的微生物主要是醋酸杆菌属(Acetobacter)和葡萄糖杆菌属(Gluconobacter)微生物,尤其是弱氧化醋酸杆菌(Acetobacter Suboxy-dans)和氧化葡萄糖杆菌(Gluoonobacter Oxydans)。菌种在复苏后先进行预培养,然后转发酵罐扩大培养,待菌种达到一定浓度后,接种到含有甘油的发酵培养基当中,经过60-80h的耗氧发酵后,再将发酵液一次放出,经分离纯化得到DHA。每一个分批发酵过程都经历接种、生长繁殖、菌体衰老进而结束发酵,最终提取出产物。目前已有采用流加甘油方法,在菌体生长到对数期时,并在产物DHA达到一定水平(80-120g·L-1)后,放出部分产物,并补加原料和培养基,这样就可以减少达到生产水平的生物量的时间,提高底物甘油的利用率,节约成本。 分批发酵的特点是微生物所处的环境是不断变化的,发生杂菌污染,能够很容易终止操作。在发酵生产中,使用的菌种处于对数生长期,把它们接种到发酵罐新鲜培养基时,几乎不出现调整期,这样可在短时间内获得大量生长旺盛的菌体,有利于缩短生产周期。但该法的主要问题是底物甘油和产物DHA在培养基中的浓度过高时(积累达到或超过 80-120g·L-1),产生了高渗透压,使得发酵菌体裂解、失活,从而导致DHA的产率难以提高。 2 新技术研究进展 2.1 催化氧化法 甘油结构上有伯位和仲位2种羟基官能团,在一定条件及催化剂作用下容易被氧化,但不同催化剂以及不同反应条件对于伯位和仲位上的羟基的氧化选择性也不同。甘油氧化可按照2种路径进行:一种是氧化端位的伯羟基,生成甘油醛;另一种是氧化中间的仲羟基,生成DHA。在氧化过程中,可产生一系列的副产物,如甘油酸、丙醇二酸、丙酮二酸等。可利用贵金属制备不同的金属催化剂,选择性的氧化甘油,从而得到所需要的目标产物,该法经历了2个发展阶段。 2.1.1 单元贵金属催化剂

B.丙酮酸合成工艺研究进展

丙酮酸合成工艺的研究进展 王飞娟,张爽,王燕(陕西国际商贸学院,陕西咸阳712046) 摘要:丙酮酸是药物合成与有机合成的重要中间体。本文本要阐述其化学合成法和生物技术法合成的现状、研究进展及其发展前景,并将各种方法进行对比,目的为以后的生产、研究提供参考。 关键词:丙酮酸;化学合成;生物技术;酶催化法;生物工程;微生物发酵法; 丙酮酸[1],又称a-氧代丙酸,结构为CH3COCOOH,是所有生物细胞糖代谢及体内多种物质相互转化的重要中间体,因分子中包含活化酮和羧基基团,所以作为一种基本化工原料广泛应用于化学、制药、食品、农业及环保等各个领域中[2]。丙酮酸可通过化学合成和生物技术多种方法制备。 1 化学合成法 1.1酒石酸脱水脱羧法此法工艺简单易行:将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏,馏出物再经真空精馏即得丙酮酸。此法的特点是加入导热油之后,在一个均匀体系中进行反应,降低了反应温度,减少氧化程度,可操作性大幅度提高,适合继续反应生成丙酮酸系列产品。其缺点是丙酮酸产率较底,得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氢钾。仅原料成本就达8万元每吨,因成本过高而无法为大多数厂家所接受。 1.2乳酸氧化法以乳酸为原料,氧化脱氢一步法生产丙酮酸[3]。但乳酸直接制取丙酮酸非常困难,根据工艺不同必须选用合适的催化剂。可以选择的催化剂有磷酸铁、钼酸碲盐、银、钒等[4]。此法酒石酸的氧化脱羧法相比,具有能耗低、污染小、产率高等优点,适合工业化生产。其缺点是成本也较高,约6万元每吨。 2 生物技术法 生物技术法生产丙酮酸,由于成本较低、产品质量较高、对环境污染小而得到发展,主要有酶催化法和微生物发酵法。 2.1 酶催化法用酶或微生物细胞作催化剂,使葡萄糖或三羧酸循环的某些中间代谢产物,在一定条件下,转化为丙酮酸的技术,称为酶催化法。其主要过程是先进行小规模的微生物培养,菌体收集,直接转化或用载体包埋成固定化酶,然后转化生成丙酮酸[5]。酶催化法设备投资小,能耗低,转化率高,但底物来源较窄、成本比较高约5万元每吨,因此其进一步推广受到限制。 2.2 基因工程技术利用基因重组技术构建高表达乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等的基因工程菌,用于生产丙酮酸的技术。这些酶能催化乳酸与氧反应生成丙酮酸。其技术是先将乙醇酸氧化酶基因和过氧化氢酶基因分别与DNA载体重组,构成重组子,并分别转入宿主细胞,分别获得两种酶高表达的基因工程酵母,按0.713mol/LL-乳酸钠溶液每100ml加湿重转化体5g,同时加一定量渗透剂,在5个大气压下,以70psig氧压通入氧气,5℃搅拌转化4小时,丙酮酸产率大97.7%[6]。本技术底物转化率高,但技术难度大。 2.3微生物发酵法微生物代谢过程中,利用葡萄糖积累丙酮酸的过程称为微生物发酵法。微生物发酵法生产丙酮酸研究已有50年历史,但因丙酮酸高产菌株选育十分困难,虽有一些微生物能够积累丙酮酸,但其产量无法达到工业化要求[7]。该法生产丙酮酸真正取得突破,是在1988年时,日本东丽工业株式会社的研究人员宫田令子和米原辙选育出一系列丙酮酸产量超过50g/L的球拟酵母菌株,使微生物发酵法生产丙酮酸的工业化成为可能。1992年,日本开始采用微生物发酵法生产丙酮酸[8]。产量为400吨每年,成本约为2-3万元每吨。 与化学合成法和酶转化法相比,微生物发酵法因原料来源广,能耗低,污染少,成本低而更具有优越性[9]。但微生物发酵法缺点是转化率比较低,这是因为丙酮酸是糖酵解途径的关键中间产物,在细胞中,丙酮酸作为一种重要的中间代谢产物连接了EMP和TCA中心代谢途径,又与多条分支代谢途径相关联,可转化为多种发酵产物而无法在体内积累。因此需要切断或弱化其进一步代谢,才能使其在细胞中大量积累。即加快葡萄糖向丙酮酸的转化率,减弱向TCA 循环的通量,切断或减弱其分支代谢途径,促进分泌,减弱丙酮酸的再利用,最终实现丙酮酸的大量积累。为达此目的,就必须对微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素进行研究。 微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素有:菌种选育,营养条件,维生素水平,供氧模式,葡萄糖的质量浓度等等,其最关键的是菌种选育和营养条件[10]。 为了提高微生物发酵法生产丙酮酸的竞争力,对微生物发酵生产丙酮酸的工业化在发酵部分还需要:①进一步改善丙酮酸生产菌的产酸能力和遗传稳定性,提高糖酸转化率,缩短发酵时间;②提高生产菌对高浓度丙酮酸的耐受性,以期进一步提高丙酮酸浓度,便于下游处理;③目前原料成本中葡萄糖的费用占了很大的比例,因此,要提高生产菌株对廉价底物(如糖蜜、淀粉糖)等的利用能力。 今后的研究工作应集中在:①在保证细胞正常代谢的前提下,尽可能减少丙酮酸的降解或转化,这是获得丙酮酸高产量和高产率的必要条件;②加快从葡萄糖到丙酮酸的代谢速度,以确保获得丙酮酸的高生产强度。

α-甲胺基苯丙酮合成工艺与机理

一:α-甲氨基苯丙酮盐酸盐得简介: 中文名:α—甲氨基苯丙酮盐酸盐(阿尔法-甲氨基苯丙酮盐酸盐) 英文名: 1-Propanone,2-(methylamino)—1—phenyl—,hydrochloride (1:1) 别名:1-Propanone,2—(methylamino)-1—phenyl—, hydrochloride 1-Propanone,2—(methylamino)-1-phenyl-, hydrochloride, dl-Ephedrone hydrochloride 2-(methylamino)-1-phenylpropan-1-one hydrochloride (1:1)分子式:C10H14ClNO 分子量: 199、67726 CAS号:49656—78—2 α-甲氨基苯丙酮盐酸盐(简称MAK).a-甲胺基苯丙酮盐酸盐就就是2—甲胺基苯丙酮盐酸盐(2-甲氨基苯丙酮盐酸盐)就就是邻甲胺基苯丙酮盐酸盐。

价格:2500元/公斤 性质描述:白色或类白色结晶性粉。 用途:抗抑郁药氟西汀中间体。 二:α—甲氨基苯丙酮盐酸盐得合成工艺:以α—溴代苯丙酮为原料进行甲胺化反应.在5000ml得三口烧瓶中,加入90ml甲苯溶液与α-溴代苯丙酮400克、将烧瓶装上搅拌,温度计,升温到80-85度。在烧瓶另一口装恒压滴液漏斗,恒压滴液漏斗内装10%甲胺水溶液960ml、(其中40%溶液100ml加100ml水得10%甲胺水,甲胺化反应中,改用甲胺水代替甲胺盐或甲胺气体,使反应温度降低,条件温与.),水浴温度恒温,在80—85℃,开动搅拌,搅拌速度控制为90-100转/分,缓慢滴加甲胺,温度控制在80度,时间大约90分钟。甲胺加入后,在恒压滴液漏斗内装用450克碱配置得15%得溶液(450g+水2550ml),烧碱不要放多了。 安装好装上回流装置。升温加热回流,温度开始在85度,随甲胺减少,温度提高到88度,加毕反应24小时,停止加热,冷至零下

苯丙酮制备之理论知识

苯丙酮制备之理论知识(四) *什么是萃取与洗涤操作? 萃取与洗涤:萃取是利用物质在两种不互溶(或微溶)溶剂中溶解度或分配比的不同来 达到分离。提取或纯化目的的一种操作。萃取是有机化学实验中用来提取或纯化有机化合物 的常用方法之一。应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需物质,也可以用来洗去混 合物中少量杂杂质。通常称前者为“抽取”或萃取,后者为“洗涤”。 仪器的选择:液体萃取最通常的仪器是分液漏斗,一般选择容积较被萃取液大 1-2 倍的 分液漏斗。 萃取溶剂 萃取溶剂的选择,应根据被萃取化合物的溶解度而定,同时要易于和溶质分开,所以最 好用低沸点溶剂。一般难溶于水的物质用石油醚等萃取;较易溶者,用苯或乙醚萃取;易溶 于水的物质用乙酸乙酯等萃取。 *萃取与洗涤溶剂的量是多少? 每次使用萃取溶剂的体积一般是被萃取液体的 1/5~1/3, 两者的总体积不应超过分液漏 斗总体积的 2/3。 *分液漏斗有哪些注意事项? 在活塞上涂好润滑脂,塞后旋转数圈,使润滑脂均匀分布,再用小像皮圈套住活塞尾部 的小槽,防止活塞滑脱。关好活塞,装入待萃取物和萃取溶剂。塞好塞子,旋紧。先用右手 食指末节将漏斗上端玻塞顶住, 再用大拇指及食指和中指握住漏斗,用左手的食指和中指蜷 握在活塞的柄上,上下轻轻振摇分液漏斗,使两相之间充分接触,以提高萃取效率。每振摇 几次后,就要将漏斗尾部向上倾斜(朝无人处)打开活塞放气,以解除漏斗中的压力。如此 重复至放气时只有很小压力后,再剧烈振摇 2~3min,静置,待两相完全分开后,打开上面 的玻塞,再将活塞缓缓旋开,下层液体自活塞放出,有时在两相间可能出现一些絮状物也应 同时放去。然后将上层液体从分液漏斗上口倒出,却不可也从活塞放出,以免被残留在漏斗 颈上的另一种液体所沾污。 *反应过程中出现乳化,如何处理? 乳化现象解决的方法:较长时间静置;若是因碱性而产生乳化,可加入少量酸破坏或采

丙酮酸合成工艺的研究进展

科技专论 丙酮酸合成工艺的研究进展 陕西国际商贸学院(陕西咸阳) 王飞娟 张爽 王燕 【摘 要】丙酮酸是药物合成与有机合成的重要中间体。本文本要阐述其化学合成法和生物技术法合成的现状、研究进展及其发展前景,并将各种方法进行对比,目的为以后的生产、研究提供参考。 【关键词】丙酮酸;化学合成;生物技术;酶催化法;生物工程;微生物发酵法 丙酮酸[1],又称a-氧代丙酸,结构为CH 3 COCOOH,是所有生物细胞糖代谢及体内多种物质相互转化的重要中间体,因分子中包含活化酮和羧基基团,所以作为一种基本化工原料广泛应用于化学、制药、食品、农业及环保等各个领域中[2]。丙酮酸可通过化学合成和生物技术多种方法制备。 1、化学合成法 1.1 酒石酸脱水脱羧法 此法工艺简单易行:将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏,馏出物再经真空精馏即得丙酮酸。此法的特点是加入导热油之后,在一个均匀体系中进行反应,降低了反应温度,减少氧化程度,可操作性大幅度提高,适合继续反应生成丙酮酸系列产品。其缺点是丙酮酸产率较底,得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氢钾。仅原料成本就达8万元每吨,因成本过高而无法为大多数厂家所接受。 1.2 乳酸氧化法 以乳酸为原料,氧化脱氢一步法生产丙酮酸[3]。但乳酸直接制取丙酮酸非常困难,根据工艺不同必须选用合适的催化剂。可以选择的催化剂有磷酸铁、钼酸碲盐、银、钒等[4]。此法酒石酸的氧化脱羧法相比,具有能耗低、污染小、产率高等优点,适合工业化生产。其缺点是成本也较高,约6万元每吨。 2、生物技术法 生物技术法生产丙酮酸,由于成本较低、产品质量较高、对环境污染小而得到发展,主要有酶催化法和微生物发酵法。 2.1 酶催化法 用酶或微生物细胞作催化剂,使葡萄糖或三羧酸循环的某些中间代谢产物,在一定条件下,转化为丙酮酸的技术,称为酶催化法。其主要过程是先进行小规模的微生物培养,菌体收集,直接转化或用载体包埋成固定化酶,然后转化生成丙酮酸[5]。酶催化法设备投资小,能耗低,转化率高,但底物来源较窄、成本比较高约5万元每吨,因此其进一步推广受到限制。 2.2 基因工程技术 利用基因重组技术构建高表达乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等的基因工程菌,用于生产丙酮酸的技术。这些酶能催化乳酸与氧反应生成丙酮酸。其技术是先将乙醇酸氧化酶基因和过氧化氢酶基因分别与DNA载体重组,构成重组子,并分别转入宿主细胞,分别获得两种酶高表达的基因工程酵母,按0.713mol/LL-乳酸钠溶液每100ml加湿重转化体5g,同时加一定量渗透剂,在5个大气压下,以70psig氧压通入氧气,5℃搅拌转化4小时,丙酮酸产率大97.7%[6]。本技术底物转化率高,但技术难度大。 2.3 微生物发酵法 微生物代谢过程中,利用葡萄糖积累丙酮酸的过程称为微生物发酵法。微生物发酵法生产丙酮酸研究已有50年历史,但因丙酮酸高产菌株选育十分困难,虽有一些微生物能够积累丙酮酸,但其产量无法达到工业化要求[7]。该法生产丙酮酸真正取得突破,是在1988年时,日本东丽工业株式会社的研究人员宫田令子和米原辙选育出一系列丙酮酸产量超过50g/L的球拟酵母菌株,使微生物发酵法生产丙酮酸的工业化成为可能。1992年,日本开始采用微生物发酵法生产丙酮酸[8]。产量为400吨每年,成本约为2-3万元每吨。 与化学合成法和酶转化法相比,微生物发酵法因原料来源广,能耗低,污染少,成本低而更具有优越性[9]。但微生物发酵法缺点是转化率比较低,这是因为丙酮酸是糖酵解途径的关键中间产物,在细胞中,丙酮酸作为一种重要的中间代谢产物连接了EMP和TCA中心代谢途径,又与多条分支代谢途径相关联,可转化为多种发酵产物而无法在体内积累。因此需要切断或弱化其进一步代谢,才能使其在细胞中大量积累。即加快葡萄糖向丙酮酸的转化率,减弱向TCA循环的通量,切断或减弱其分支代谢途径,促进分泌,减弱丙酮酸的再利用,最终实现丙酮酸的大量积累。为达此目的,就必须对微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素进行研究。 微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素有:菌种选育,营养条件,维生素水平,供氧模式,葡萄糖的质量浓度等等,其最关键的是菌种选育和营养条件[10]。 为了提高微生物发酵法生产丙酮酸的竞争力,对微生物发酵生产丙酮酸的工业化在发酵部分还需要:①进一步改善丙酮酸生产菌的产酸能力和遗传稳定性,提高糖酸转化率,缩短发酵时间;②提高生产菌对高浓度丙酮酸的耐受性,以期进一步提高丙酮酸浓度,便于下游处理;③目前原料成本中葡萄糖的费用占了很大的比例,因此,要提高生产菌株对廉价底物(如糖蜜、淀粉糖)等的利用能力。 今后的研究工作应集中在:①在保证细胞正常代谢的前提下,尽可能减少丙酮酸的降解或转化,这是获得丙酮酸高产量和高产率的必要条件;②加快从葡萄糖到丙酮酸的代谢速度,以确保获得丙酮酸的高生产强度。 随着人民生活水平的不断提高,丙酮酸的应用范围日渐扩大,需求不断增长,但丙酮酸系列产品大多需要进口且价位较高。其生产工艺的改革并实现工业化势在必行。传统工艺生产的产品质量差、成本高且对环境污染大。而生物技术法的工艺更为绿色,更为对环境友好,生物技术法新工艺取代传统工艺指日可待,前景广阔,值得进一步研究。 参考文献 [1] 胡兵,龙化云,黄光斗.丙酮酸的合成研究进展[J].化工时刊,2003,17:18-20 [2] 刘立明,李寅,陈坚.光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸[J].精细与专用化学品,2003,23:15-18 [3] 顾劲松,许平,李铁林,等.乳酸氧化酶转化乳酸产丙酮酸[J].应用与环境生物学报,2001(6): 617-620 [4] 杨辉琼,易翔,郭贤烙.乳酸氧气氧化法制备丙酮酸[J].化工世界,2002,6:307-309 [5] 穆晓清.酶促生物转化丙酮酸生产的研究[J].工业微生物,2004,34(4),38-41 [6] Davad L A,Robert D,Vincent G W.US5,538,875[J].1996 [7] 牟弈,诸葛健.发酵法生产丙酮酸[J].中国酿造,2000(5): 1-3 [8] 占桂荣,高年发.不利用丙酮酸的丙酮酸生产菌的选育[J].生物加工过程,2006,4(4): 32-36 [9] 李寅,陈坚,伦世仪.维生素在丙酮酸过量合成中的重要作用[J].微生物学报,2000,40(5): 528-534 [10] 袁辉,华子春.丙酮酸野生酵母菌的筛选及其生理生化特性研究[J].微生物学杂志,2001,21: 12-14 192 《科技与企业》杂志 2012年1月(下)

苯丙酮制备之理论知识(五)

苯丙酮制备之理论知识(五) *醛酮的制备方法有哪些?能否用其它原料来合成苯丙酮?为什么? 醛酮的制备方法有三大类,炔烃的水合、醇的氧化和脱氢、芳烃的酰化。不能用其它方 法合成苯丙酮。 1)炔烃的水合 在汞盐催化下,炔烃与水化合生成羰基化合物。乙炔水合生成乙醛,其他炔烃水合都生 成酮。 如: C CH + H 2O HgSO 4, 稀H 2 SO 4 COCH 3 环已基乙炔 甲基环已基酮 2)醇的氧化和脱氢 A .醇的氧化 伯醇和仲醇在重铬酸钾和硫酸等氧化剂的作用下,被氧化成相应的醛和酮。 CH 3CH 2CH 2OH K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 CH 3 CH 2 CHO CH K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 C O OH OH K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4 O 实验室制备脂肪和脂环醛、酮最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。 铬酸是重铬酸钾盐与40%~50%硫酸的混合物。制备相对分子质量低的醛(丙醛、丁醛), 可以将铬酸滴加到热的酸性醇溶液中,以防止反应混合物中有过量的氧化剂存在,并采用将 沸点较低的醛不断蒸出的方法,可以达到中等的产率。尽管如此,仍有部分醛被进一步氧化 成羧酸,并生成少量的酯。 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 SO 4 NaHSO 4 H 2 Cr 2 O 7 H 2 Cr 2 O 4 + 2 + H 2 O RCH 2 OH 3 H 2 CrO 4 2 + 3 + H 2 SO 4 3 Cr 2 (SO 4 ) 3 H 2 O 8 + + RCHO 3 + H 2 CrO 4 2 3 + H 2 SO 4 RCO 2 H 3 Cr 2 (SO 4 ) 3 H 2 O 8 + + RCH=O

氯霉素的合成工艺

11.1概述 氯霉素(Chloramphenicol),化学名为D-苏*-(-)-N-((alpha-羟甲基)-beta-羟基-beta-对硝基苯乙基)-2,2-二氯乙酰胺(D-threo-(-)-N-((alpha-hydroxymethyl)-beta-hydroxy-beta- p- n itrophe nethyl)-2,2-dichloroacetamide)。 它们不在同一边的 称为苏式,在同一边的称为赤式(邢其毅:基础有机化学,第二版(上),p173) 氯霉素为白色或微带黄绿色的针状、长片状结晶或结晶性粉末。味苦。熔点149?153 C。易溶于甲醇、乙醇和丙酮等有机溶剂,微溶于水。比旋度[alpha] D25=+18.5?+2L5 度(无水乙醇)。 氯毒素是广谱抗菌素,主要用于伤寒杆菌,痢疾杆菌、脑膜炎球菌、肺炎球菌的感染,亦可用于立克次体 感染。 其主要副作用是抑制骨髓造血机能,引起粗细胞及血小板减少症或再生障碍性贫血。但仍是治疗 伤寒的首选药物。 11.2氯霉素的合成路线 氯霉素的碳骨架具苯丙基结构,按碳骨架的构建方法,氯霉素主要有两类合成路线,即分别以具有苯甲基结构和苯乙基结构的化合物为原料的合成路线。 氯霉素分子含两个手性中心,可以考虑用以下方法解决:①使用含指定手性中心的原料;②利用 空间效应;③利用立体选择性的反应方法。 11.2.1以具苯甲基结构的化合物为原料 氯霉素的合成工艺 *注:在Fischer投影式中,两个相邻的手性碳原子上如有相同的原子或基团, (1)以硝基苯甲醛为原料

①与甘氨酸反应,再酯化,拆分和还原。此法步骤少,而且产物几乎都为苏式,我国曾采用。但 对硝基苯 甲醛用量大,硼氢化钙还存在供应问题。 经过溴水加成引入二个官能团,而且产物为苏式。这条路线的合成步骤不长,而且各步收率不低, 是有发展前途的合成方法。 (2)以苯甲醛为原料 硝化时需-20 C低温,限制了此法的应用 (1) 以乙苯为原料 O .N Br OH H N=CH H.0 CH—CKQ.H OH OH NWCOCHCI D-:hren CaiBHUT CM—CH CO-CM CH—CHCO-.H 口 —OH Taniri c acit£_ resDlillEin~ CHO 札 ON ②与乙醛缩合经对硝基肉桂醇合成氯霉素。此法使用符合构型要求的反式对硝基肉桂醇为中间体 on CH—CHCH OH 民叫 0 N MHCOCHCI2 (IJDH^CHCJKcjO {2爪I JL RU."■ CH=CHCH OH吕妙陀 H 0—CHCH OH V Ci CHCO .CHu C—C—CH-QH —— Anmonium L-T artaraJ^ resolution 11.2.2以具苯乙基结构的化合物为原料

微生物发酵生产二羟基丙酮的应用研究进展

微生物发酵生产二羟基丙酮的应用研究进展 李 尧 (西南石油大学,成都610500) 摘要:二羟基丙酮及其衍生物作为一种重要的化工、生化原料,在精细化工、制药、食品、化妆品工业和水质净化 等方面潜在广泛的应用前景。本文介绍了近年来发酵法生产二羟基丙酮及其应用研究的进展,并对二羟基丙酮的应用前景进行了展望. 关键词:微生物发酵;二羟基丙酮(DHA)中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文章编号:1671-6892(2007)05-0020-0004 ReviewoftheProductionofDihydroxyAcetonethrough MicrobialFermentation LIYao (SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500) Abstract:Dihydroxyacetoneanditsderivativesareimportantchemicalorbiochemicalmaterials,whichhavebeenwidelyappliedinchemistry,pharmacy,food,cosmeticindustryandpurificationofwater.Dihydroxyacetoneproducedbyfermentationmethodswereintroducedinthispaper. Keywords:microbialfermentation;dihydroxyacetone(DHA) 收稿日期:2007-08-31 四川食品与发酵 SichuanFoodandFermentation 二羟基丙酮(dihydroxyacetone,DHA)是一种水溶性的最简单酮糖,其衍生物是有机化学合成中非常重要的一类中间体。由于二羟基丙酮及其衍生物作为一种重要的化工、生化原料,在精细化工、制药、食品、化妆品工业和水质净化等方面潜在广泛的应用前景,因此受到国内外研究者广泛重视。本文就国内外DHA生产应用研究进展作一介绍,为 DHA生产和应用研究者提供一定的参考。1 二羟基丙酮生产方法 DHA的生产方法主要有化学合成和微生物发 酵两种方法。 1.1化学合成法 最常见的二羟基丙酮化学合成方法主要有一 溴丙酮酯化醇解法和1,2-丙二醇的氧气或K2Cr2O7/H2SO4氧化法两种。前者反应条件温和、 合成用生产设备要求低且简单、产品收率高、产品纯度高,但主原料一溴丙酮的价格导致生产成本过高是该方法的最大缺点;后者与前者刚好相反,反应条件及设备要求高、需要用昂贵的金属催化剂、产品收率不高,但原料成本低并可连续化或半连续化生产。

丙酮酸_酯_的合成方法评述

丙酮酸(酯)的合成方法评述 姜胜斌,喻宗沅,袁 华(湖北省化学研究所,湖北武汉430074) 摘 要:介绍了制备丙酮酸(酯)的几种方法,并对其优缺点进行了评述。 关键词:丙酮酸;丙酮酸盐;氧化;催化剂 中图分类号:TQ225162 文献标识码:A 文章编号:1004-0404(1999)05-0001-03 1 前言 丙酮酸是一种十分重要的有机化工中间体,在农 药方面可作杀菌剂、除草剂;在医药方面可作镇静 剂[1]、抗病毒剂以及用于合成治疗高血压的药物[2],在 化妆品方面可作增白剂[3]、抗氧剂[4],丙酮酸乙酯还可 用作食品添加剂,此外,将丙酮酸乙酯作为一种高效 的活性成分加入到空气清新剂中,可有效地清除空气 中的氨及甲硫醇[5],在生化研究中,丙酮酸可用作检定 伯醇和仲醇的试剂,检定脂肪胺的显色剂,并可用来 测定转氨酶。 丙酮酸是糖类代谢和酶化的碳水化合物降解的中 间产物,通过羰基酶的作用丙酮酸转化为乙醛和二氧 化碳,肌肉中的丙酮酸(由糖原衍生而来),在运动时 还原为乳酸而在休息时又重新氧化,并部分重新转化 为糖原。肝脏能够将丙酮酸转化为丙氨酸[6]。近年来丙 酮酸盐作为营养剂被广泛使用而使得需求剧增。自 1881年E rlenm eyer首次提出由酒石酸二酯脱水、脱 羰合成丙酮酸酯的方法以来,又有多种合成方法问世, 现按原料路线将除发酵法以外的几种主要的合成方法 概述如下。 2 合成工艺 211 酒石酸(盐)法 21111 酒石酸法[7] 将酒石酸与焦硫酸钾或硫酸氢钾充分拌匀后,投 入搪玻璃反应锅里,用油浴加热至180℃左右,固体开 始熔融,并有大量气泡上升,开动搅拌器,打散泡沫, 防止溢出,再升温至220℃,即有丙酮酸蒸出,再将馏 出物减压蒸馏,收集75~80℃ 3825Pa馏分,即得到 产品丙酮酸,产率可达到50%~55%。这是常规的较 为传统的生产方法,其反应式为: CHOHCOOH CHOHCOOH 焦硫酸钾 或硫酸氢钾CH3C COOH 目前,我国的主要生产厂家均采用此法,它的最 大缺点是成本过高,产品售价达到15万元 t。 21112 酒石酸盐法 美国专利[8]曾有过这方面的报道:将酒石酸盐(单 钾盐)与H2SO4混合,在240℃左右作用40m in,经 分离提纯后可得85%的丙酮酸,该路线自1979年 Feldm an提出来之后,至今尚未工业化,其可行性有待 进一步论证。 212 丙酮法 该法以丙酮作为原料,将丙酮和Se、Sn或T e的 氧化物(如:SeO2)在室温下混合、搅拌3h可得到 70%丙酮酸[9]。该法原料易得,而且原料价格较低(丙 酮3400元 t),但由于反应副产物较多,产品不易提 纯,因而大大限制了该方法的推广。 213 羟基丙酮法[10] K iyou ra和T adam itsu[11]连续数次在专利中提出 这一路线:将羟基丙酮(HOCH2OM e)在5%的Pd2 PbCO3 C存在下与空气在45℃的水溶液中进行反应, 通过增加N aOH的用量调节pH值在815~913之间, 保持95m in,此后,pH值可降到718。用此法可得到 丙酮酸的钠盐,收率70%,但由于羟基丙酮不易得到, 限制了这种路线的发展。 214 丙酮醛法 丙酮醛的生产方法[12,13]比较成熟,一般利用1,22 丙二醇在A g催化剂存在下氧化脱氢制得。有关这方 面的文献资料很多,如果我们对丙酮醛作进一步处理 就可得到丙酮酸[14],将C l2通过M eCOCHO的水溶液 中,在22~24℃下反应10h得到浓度为8215%的丙 酮酸,选择性8715%,但由于成本过高,这种方法尚 未工业化。 215 乳酸(盐)法 21511 以P t C、Pd C作为催化剂[15] 若直接采用P t C或Pd C作催化剂氧化乳酸 1 1999年第5期湖北化工

苯基丙酮还原胺化铝汞齐法还原工艺

方法1:甲胺醇氨化: 众所周知,用活化的铝和氨衍生物还原羟基酮或多羰基化合物导致形成相应的氨基醇。这个反应是有利的,因为羟基酮和聚羰基易于形成相对稳定的亚胺。本发明涉及通过活化的铝和水在氨(衍生物)存在下还原酮来制备胺。因为酮不与氨(衍生物)形成稳定的亚胺,所以不应该考虑这一点,而是使用相对温和的还原方法,因此酮可以转化成相应的胺。这是一个很好的方法,酮,甲胺和铝的使用量相当,甲基的收率是好的。每个人都知道用压力反应釜反应,提供3 atm氢气压

力应该不是大问题。通过苯基丙酮和甲胺的标准铝汞齐还原合成甲基苯丙胺,在3atm的氢气压力下这样做。在铝的水解过程中,原位生成所需的氢气是增加压力的必要条件。你只需要不断监测容器内氢气产生量及其压力。搅拌是必要的,但由于反应中使用了少量的铝,反应的时间可能很短。无论如何,这是实验的细节:苯基丙酮14部分,乙醚50部分,含20%甲胺乙醇15份,水5份,和2份活性铝3 atm磅的氢气压力下反应在一起。具体操作:向14g苯基丙酮溶解在50g乙醚中的溶液中加入15g 20%的甲胺醇溶液,

另外50g乙醚,5g水和2g活性铝。将混合物置于3atm的氢气压力下,当所有的铝都被消耗时,反应就完成了。通过过滤除去氢氧化铝,滤液用盐酸萃取。通过用碱性溶液中和,得到粗碱的14g,蒸馏得到纯的甲基苯丙胺。 方法2:盐酸甲胺氨化: 操作步骤:在1000ml宽口锥形烧瓶中,将19克切成3×3cm的铝箔在500ml氯化汞在700ml温水中的溶液中合并,直到溶液变灰,并以稳定的速率从铝表面。将水倾倒,用 2×500ml冷水洗涤铝汞齐。向铝汞齐中加入溶于30ml热水中的29.5g

烯丙苯的氧汞还原法合成苯基丙酮

一:克莱森重排法简介: 具有活性亚甲基的化合物(如丙二酸酯、β-酮酸酯、氰乙酸酯、硝基乙酸酯等)在氨、胺或其羧酸盐的催化作用下,与醛、酮发生醛醇型缩合,脱水而得到α,β-不饱和化合物的反应,称为克脑文盖尔缩合反应。一般的讲,烯醇类或酚类的烯丙基醚在加热条件下发生分子内重排,生成γ,δ-不饱和醛(酮)或邻(对)位烯丙基酚的反应,称为克莱森重排。具体讲凡是含有两个双键且一个双键与杂原子(如O、S、N等)有共轭关系的化合物在加热条件下发生的重排反应,统称为克莱森重排。芳基丙

酮通常是由酚类化合物通过甲酰化、改性克脑文盖尔与硝基乙烷缩合以及随后的还原和水解制备而成,但我们采用克莱森重排法引入三碳单元,既高效又简单。在适当保护酚基的情况下,通过氧汞还原法实现双键的水合反应高效完成。用常用试剂所得到的醇与相应的酮的氧化不令人满意。然而,在二甲基亚砜中使用重铬酸钠硫酸盐,类似于2-苯基乙醇,可以成功地实现这一目标。因此,该方法为合成中间体芳基丙酮的制备提供了一种方便的替代方法。 因此以1-苯基-2-丙醇为原料制备苯基丙酮也是可能的。这种醇不能由苄

基氯化镁和乙醛制备,因为没有真正的金属有机化学知识的人可能认为,由于苄基氯化镁在许多反应中重排,在这种情况下,还形成1-(2-甲基苯基)-乙醇(苄基氯化镁的蒂芬诺重排)。 溴苯与过量的镁在干燥的四氢呋喃中反应形成格氏试剂,然后从未反应的镁中倒出溶液,(用额外的四氢呋喃洗涤),加入1 mol-%碘化亚铜,并小心地加入1,25当量的烯丙基溴(以溴苯的量计)并外部冷却。使用氯化铵溶液(萃取、干燥、真空蒸馏)得到烯丙苯,产率为80%.如果不冷却,将发生异构化为1-苯基丙烯。烯丙基

二羟基丙酮市场调查报告

DHA调查报告二O一O年

一、产品简介 二羟基丙酮(Dihydroxyacetone,简写DHA)又称丙酮醇、1,3二羟基丙酮,外观是带有甜味的白色粉末状结晶;熔点为75~80℃(单体和二聚物的混合物),水溶性>250g/L(20℃),在pH 为6.0时稳定。虽然一般状态下是以二聚体(1,4一Dioxane)形式存在的结晶,但是,新鲜制品经溶解或加热后很快转变为单体;DHA单体易溶于水、乙醇、乙醚和丙酮中。在市售的商品中,有医用级和化妆品级。DHA是一种重要的化工、生化原料,医药、农药合成中间体和功能添加剂,用途十分广泛。 CAS号:96-26-4,分子式:C3H6O3,分子量:90.08,结构式:

二、二羟基丙酮应用 二羟基丙酮是一种天然存在的水溶性的酮糖,具有生物可降解性,可食用且对人体和环境无毒害。近年来广泛用于化妆品,饲料、食品添加剂,化学合成中间体等。 1、用于化妆品 二羟基丙酮最大特点之一是防晒性极强。利用这一特性,国外己成功开发了各种保护皮肤效果极佳的化妆液。这种新型化妆液能在皮肤上形成薄膜防止水分蒸发,这一点与许多传统化妆液差不多;但它在进入皮肤深层之后,还具有防止紫外线杀伤,起到防止皮肤灼伤的功能 2、用于饲料添加剂 日本科技人员经过试验证明,在猪饲料中加入一定量的二羟基丙酮和丙酮酸盐(钙盐)的混合物(按3:1的重量比配合),能减少猪肉的脂肪含量,增加瘦肉率。试验是将56头体重为80一85公斤的猪分成两组进行的,其中试验组的饲料中加入了4%的二羟基丙酮混合物。经喂养28天后屠宰,取右后腿和右背最后肌肉,绞碎,测定其蛋白质、脂肪、水分和灰分的含量。结果表明,试验组猪背脂肪的厚度要比对照组低12-15%。腿肉和背最长肌肉试验组比对照组的脂肪含量少,蛋白质含量高。没发现混合物对试验组的内脏重量和血液成分有明显影响,但肝功能检查发现血清中谷氨酸、丙酮酸转氨酶的活性为:试验组比对照组低15%。 3、用于治疗白斑、白瘫风

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