甲酸甲酯合成研究进展
甲酸甲酯合成研究进展调研报告
上海华谊集团技术研究院
2013年12月
编制：张怡，张新平，祝然审核：唐勇
审定：张春雷
目录
1、概述 (4)
2、市场情况 (4)
2.1 用途 (4)
2.2甲酸甲酯市场分析 (4)
3、合成方法比较 (7)
3.1甲酸酯化法 (7)
3.2甲醇羰基化法 (8)
3.3甲醇脱氢法 (9)
3.4甲醇氧化法 (10)
3.5合成气直接合成法 (10)
4、不同工艺路线经济性分析 (11)
5、总结 (14)
6、参考文献 (14)
1、概述
甲酸甲酯是一种用途广泛的低沸点溶剂，可直接用作杀虫剂、杀菌剂和用于处理谷物、水果、干果、烟草的熏蒸剂。常用作医学、农药和有机合成的中间体，醋酸纤维素的溶剂。由于甲酸甲酯有很高的反应活性，由它出发，可制得50多个产物，故被称为万能中间体。
目前MF主要用于水解制甲酸和胺解制取甲酰胺、一甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲酰吗啉等酰胺类产品，用于乙酸纤维的溶剂，分析试剂等。近年来甲酸甲酯作为碳一化学的中间体和无毒羰基化试剂，引起各方面关注，对甲酸甲酯的应用研究非常活跃。
2、市场情况
2.1 用途
从甲酸甲酯出发，可以制备甲酸、乙酸、乙二醇、碳酸二甲酯、丙酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙醇酸甲酯及甲酰化剂(如Ｎ-甲酰吗啉、Ｎ-甲基甲酰胺、Ｎ,Ｎ-二甲基甲酰胺)等一系列下游产品，而且这些产品的制备条件均较温和，可根据市场的需求，灵活调节下游产品的品种和产量。在农业中，甲酸甲酯可用作杀虫剂、杀菌剂、谷类作物熏蒸剂、烟草处理剂、果品干燥剂等。20世纪90年代以来,又发现可用甲酸甲酯代替较昂贵的甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油的高辛烷值添加剂。甲酸甲酯的应用前景不可估量。
产品市场需求：2007年我国的甲酸甲酯的消费结构如下：合成革占32%，农药占25%，医药占24%，丙烯腈占11%, 其它占8%。
2.2甲酸甲酯市场分析
2.2.1国外产能情况
国外甲醇羰基化制MF已工业化多年，生产工艺主要有SD-Bethlehem工艺、Leonard工艺、BASF工艺。80年代初，由MF水解制甲酸的技术也开发成功，并在多个国家相继建成2万~10万吨/年MF水解制甲酸工业化装置。如Leonard 公司与芬兰Kemira Chemical Oy公司合作，在芬兰建成了4.8万吨/年MF水解制甲酸装置。前苏联1989年在乌克兰建成甲醇羰基化合成MF，MF水解制甲酸的
4万吨/年装置。其MF水解工艺特点：在80℃和0.6Mp下经酸性阳离子交换树脂使MF部分水解，水解生成的甲酸再自动催化MF水解。
甲醇脱氢法工艺最早由日本MGC公司开发成功，并于1988年由该公司在其新泻工厂投产一套2万吨/年MF生产装置，其中1万吨/年MF用来生产DMF。日本三井石油化工公司、美国空气产品公司也是两大甲醇脱氢制MF科研与生产公司。
下表给出的是台湾省化学信息服务公司2007年对主要甲酸生产厂商基本情况统计。根据甲酸产品甲酸甲酯法的产能情况48.3万/年，可估计出世界甲酸甲酯产能至少为56.8万吨。（按照2万吨甲酸甲酯生产1.7万吨甲酸计算）
表1 甲酸主要生产厂商
1).甲醇和甲酸直接酯化法装置：我国MF生产始于70年代，当时两家生产厂东北第六制药厂、广东江门农药厂）均采用落后的直接酯化法生产工艺，其后又建了几套酯化法装置，其中有些装置目前仍在生产。
2).甲醇羰基化装置：目前已有两套大型化装置，一套是阿斯德化工有限公司（原山东淝城化肥厂）与美国AAT公司合作，引进国外技术，于1996年投产的1.5万吨/年甲酸、1.78万吨/年MF装置(单耗1.19t/t)；另一套是济南石化二厂采用国内技术1997年建成投产的2万吨/年甲酸装置，生产出合格产品和中间产物MF。济南石化二厂300吨/年MF工业性试验装置已运转数年，取得了丰富的工程数据。
水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心、山东省化工规划设计院合作开发了1000吨/年甲醇羰基化制MF柔性试验装置，1997年建成并生产出合格产品。3).甲醇催化脱氢制MF装置：原化工部西南化工研究院对甲醇催化脱氢生产MF 工艺进行了开发，1990年9月首次在江苏武进化工厂实现工业化生产，并建成2000吨/年工业装置，MF主要用来生产DMF。到目前为止，利用该项技术，国内共建了6套（黑龙江牡丹江化工五厂、连云港曙光化工厂、河北乐亭化工厂、广东开平氮肥厂、辽宁大洼化工总厂等）2000吨/年的MF工业生产装置。
表2国内甲酸甲酯生产装置
2.2.3需求分析
甲酸甲酯主要的用途之一就是生产甲酸。由于甲酸对环境影响不大，使用过程中它可以分解成二氧化碳和水，不产生污染，随着环保要求的提高，其在制革和印染等行业中的应用市场前景看好。
甲酸是我国传统的出口产品之一，从2004年起我国成为了甲酸净出口国，而近几年我国的甲酸出口量成倍增长，2008年达到创纪录的8.3万吨。预计全球甲酸的需求量正以每年2%～3%的速度增长，其中欧洲用作饲料添加剂的需求量很大，年均增长率将达到8%～10%。主要原因是从2006年起，欧盟全面禁用非处方饲料抗生素。此外，亚太地区需求增速将达到4.6%/年，非洲和中东地区需求将以3.5%/年继续增长，美洲地区增速预计为3%/年，日本增速为1.9%/年。专家预计亚洲地区的甲酸应用前景非常广阔，目前，该地区的甲酸主要用作天然橡胶的凝聚剂，未来亚洲的饲料市场将有很大的增长势头。
随着我国畜牧业的大力发展，甲酸作为青贮饲料及农作物的贮藏剂、防霉剂将有较大的潜在市场。随着国内对环保的高度重视，甲酸在制革和印染等行业中的应用市场前景较好。
而且从甲酸甲酯出发，可以制备甲酸、乙酸、乙二醇、碳酸二甲酯、丙酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙醇酸甲酯及甲酰化剂(如Ｎ-甲酰吗啉、Ｎ-甲基甲酰胺、Ｎ,Ｎ-二甲基甲酰胺)等一系列下游产品，可根据市场需求，灵活调节下游产品的品种和产量。
3、合成方法比较
到目前为止，其合成工艺主要有5种：甲醇、CO2和H2合成法; 甲酸酯化法；甲醇羰基化法；甲醇脱氢法；甲醇氧化法；合成气直接合成法。方法1是CO2化学研究的新成果，随着环保要求的提高，为了减少CO2对大气的污染，CO2的利用在国内外广受关注, 但根据目前的研究资料，MF产率较低，而且因为CO2的性质非常稳定、不易活化, 制备有效转化CO2的催化剂比较困难，尚不能保证经济上的可行性, 距工业化比较远。因此主要介绍后面5种方法。
3.1甲酸酯化法
反应式如下：
HCOOH+ CH3OH HCOOCH3+ H2O
这是工业上最早采用的生产方法，工艺落后,设备腐蚀严重，生产成本高，每生产1tMF约消耗甲酸1t，甲醇0.65t。该法在国外已被淘汰,但国内个别生产N , N-二甲基甲酰胺( DMF)的小厂仍在采用[1]。
3.2甲醇羰基化法
甲醇羰基化制MF通常由甲醇和CO在甲醇钠或甲醇钾(溶解在甲醇中)存在下，于78~800C、4MPa条件下均相进行，其反应式如下：
CH3OH+ CO HCOOCH3
甲醇羰基化法生产1tMF消耗0.6tCH3OH，562m3CO(STP)。产品成本比甲酸酯化法低约60%。
1925年，德国BASF公司获得甲醇羰基化高压合成MF的第一个专利。BASF 公司，催化剂在反应介质中的浓度为2%，当用99%CO时，甲醇的单程转化率为30%，一氧化碳为95%，在温度800C，压力为4.5MPa时，甲酸甲酯时空产率为800g/L.h[2]。
1978 年, UCB 公司改进为中压操作技术。20世纪80年代初，美国Leonard Process公司、美国SD-Bethlehem 钢铁公司、德国BASF公司、日本三菱瓦斯化学公司(MGC)等对甲醇羰基化制MF技术进行了研究改进，并实现了工业化。现行的工艺是与MF水解制甲酸配套进行的，在多个国家相继建成了20~100kt/a的工业化甲酸装置。[1]
国内目前已有两套大型装置。一套是阿斯德化工有限公司(原山东淝城化肥厂)与美国AAT公司合作，引进国外技术，于1996年投产的。另一套是1997年山东省规划设计院采用国内技术为济南石油化工二厂设计安装的2万t/a甲酸装置[3]。甲醇羰基化法单耗如下表所示[4]。
表3甲醇羰基化法单耗
3.3甲醇脱氢法
方程式如下：2CH3OH HCOOCH3+H2+52.49KJ
甲醇脱氢法有甲醇气相催化脱氢、甲醇液相脱氢法二种方法，国内主要研究前一方法。甲醇脱氢法生产MF与甲醇羰基化法相比，优点是原料单一、设备投资低、工艺流程短、操作方便、无腐蚀、无三废产生、能副产氢气，一直是个很活跃的研究领域，适合小规模生产[5]。
3.3.1甲醇气相脱氢法
甲醇气相催化脱氢制MF，早在20世纪20年代就由联碳公司提出，之后许多专利相继公布。1988年，日本三菱瓦斯化学公司（MGC）首次在世界上实现该技术的工业化，建成了20kt/a工业装置。该公司研制出了良好的Cu基催化剂，其组成为Cu：Zr：Zn：Al= 1：0.3：0.3：0.1，反应温度2500C，常压，甲醇单程转化率为58.5%，MF选择性达到90%，收率达50%，时空收率为3 kg/( L.h) [6]. 我国的西南化工研究院对甲醇脱氢工艺进行了开发研究，已于1990年9月在江苏武进化肥厂建成投产2kt/a工业化装置。催化剂为Cu-Zn-Cr系，甲醇单程转化率40%, MF选择性达到80%~85%。以上采用的都是共沉淀型的Cu系催化剂[1]。
西南院甲醇脱氢装置运行费用估算见下表[7]
原料及公用工程消耗（以吨97%甲酸甲酯产品计）
甲醇99.5% 1.35吨/吨
脱盐水0.35MPa 1.00吨/吨
冷却水0.35MPa 500 吨/吨
电380V/220V 400Kwh/吨
蒸汽0.35MPa 4.4 吨/吨
仪表空气0.60MPa 150 m3/吨
煤0.52 吨/吨
回收副产尾气（H2～85%）800～1000 Nm3/吨
3.3.2甲醇液相脱氢法
1995年，美国专利报道了一种甲醇液相催化脱氢生产MF的新工艺。该工艺
的特点是在液相反应系统中催化脱氢，保持反应压力恒定，并连续通入一种气体或混合气体，使反应生成的MF与H2一起连续排出系统，这样有利于反应向生成MF的方向移动，可打破反应平衡的制约，有更高的MF产率，具有工业实际意义。该专利报道, 使用Ranny Cu为催化剂，通入N2保持反应压力约5MPa，反应温度1960C，甲醇转化率为83.3%，MF选择性92.5%。
与气相法相比，液相法避免了甲醇的气化，降低了能耗。且不受平衡制约, 有更高的产率。另外使出口气体中的部分甲醇蒸气冷凝, 并回流至反应器液相中, 能得到富含MF 而不是甲醇的反应气体。
3.4甲醇氧化法
2CH3OH + O2 HCOOCH3+ 2H2O
1968年，日本东京大学学者报道了用金属钯催化剂液相选择性氧化合成MF 的研究结果。英国石油化学品公司对铬盐催化剂进行了研究。1982年，日本东京科技大学学者提出了气相氧化制MF的路线，并报道了一些催化剂的研究成果[8] .
1984年, VanHengstum 等用负载的V2O5/TiO2催化剂研究了甲醇气相氧化
脱氢法工艺, 并研究了载体TiO2的不同晶相结构对浸渍法制成的V-Ti-O系催化
剂活性影响；1987年，E. T ronconi等用共沉淀法制成的V2O5/TiO2催化剂, 并对共沉淀法于浸渍法制得的催化剂选择性进行了比较。得出共沉淀法制得的催化剂MF 选择性高于浸渍法, 并且V/Ti= 0.04( 原子比) 时, MF 收率最高[6]。国内华南理工大学研究了V-Ti-O系催化剂物相结构、特性表征和最佳工艺条件，并探讨了甲醇氧化脱氢法制MF的可能机理[9]。
中科院高等研究院研制的钒基催化剂，甲醇氧化合成甲酸甲酯反应中甲醇转化率超过98%，主产物甲酸甲酯选择性高于97%。催化剂寿命超过4500小时。3.5合成气直接合成法
CO加H2一步合成MF是制取MF的又一新途径。其类型有液相均相加氢和多相加氢。在催化剂存在下，使合成气在液相中反应，优先生成MF，反应式如下: 2CO+ 2H2 HCOOCH3
CO+ 2H2 CH3OH
其中，生成MF的反应属典型的原子经济反应, 即反应物分子全部生成目的产物分子。避免了资源的浪费以及三废的产生。
同时，CO与H2一步合成MF与现在经济效益最好的甲醇羰基化法( 需使用大量的CH3OH，要首先由合成气或其他途径合成甲醇)相比，生产成本可望降低30% ~ 50%，且在能源利用上更合理，正日益受到催化界及C1化学工作者的极大关注。粗产物基本上由甲醇和MF组成，两者很容易分离。同时因粗产物中水含量仅为0.3%左右，因而分离出的甲醇接近优良的燃料甲醇，这是目前其他工艺远远不及的。反应产物中甲醇与MF的质量比可以通过改变工艺条件和催化剂组分予以调节，具有一定的操作弹性。提高合成气中CO浓度及降低反应温度，有利于增加MF产率。
由合成气直接合成MF的关键是催化剂的研制。文献报道的催化剂主要可分为3大类：Co、Ru和Ir等第Ⅷ族元素的络合物催化剂、Ni基催化剂和Cu基催化剂。美国Brook Haven国家实验室开发了用Ni基催化剂，在0.68MPa、50~1500C下由CO和H2合成MF的新技术。由于Cu基催化剂比较便宜，活性、选择性较高，是今后研究的主要方向。厦门大学采用Cu-ZSM-5及CuY负载的KOCH3(液膜)催化剂，提出了串联催化一体化合成甲醇联产MF的体系，而且表明MF的含量可以调节。中科院成都有机所采用淤浆床反应器, 对此反应进行了大量的催化剂筛选工作，筛选过的催化剂体系主要有: CuCl催化剂体系以及Cu 基催化剂体系，最后得到了一个低温活性好而且MF选择性好的Cu-Mn催化剂及与之相配的助催化剂( CH3ONa+ CH3OH+二甲苯)，反应速率40. 15g/(L.h)，MF选择性为96.41%[10]。
4、不同工艺路线经济性分析
甲醇羰基化法是目前国内外主要的大规模生产MF的方法; 甲醇气相催化脱氢合成MF 也已实现工业化生产。在甲醇羰基化工艺中, 原料甲醇和CO的有效利用率均可达99 % ，原材料消耗中基于甲醇和CO的甲酸甲醋收率分别为98%和95 %，与甲醇脱氢法工艺甲酸甲酯的收率近90 % 相比要高，因此, 虽然脱氢法工艺具有使用单一原料甲醇，厂址选择不受地域限制，操作压力低，采用固体催化剂，装置结构简单，容易操作，可以利用副产氢的热能等优点, 而且羰基化工艺投资也较脱氢法高，其中CO制备和提纯的设备就要占甲酸甲酯生产所需设备总投资的80 % 左右，但是在原材料的利用效率上, 羰基化工艺则优于脱氢法，特别是当CO原料来自各种废气时，更有利于提高碳基化工艺的竞争能力。据估算, 用炼钢厂废气羰基化经甲酸甲酯水解制甲酸的成本只有采用焦炉气的四分
之一。因而目前仍普遍认为羰基化工艺是较大规模工业生产甲酸甲醋较经济的方法。而在一般的情况下, 两种工艺的经济性大致接近[4]。
将工业甲醇羰基化制MF工艺与高研院甲醇氧化制MF工艺进行经济性比较：工业上甲醇羰基化制MF的主要反应为：
CH3OH+ CO HCOOCH3
其中，甲醇与一氧化碳的转化率分别能达到30%和95%，主要工艺流程见图1，甲醇经干燥脱水后，与一氧化碳在80℃，4Mpa条件下在催化剂甲醇钠的作用下合成甲酸甲酯。从反应器底部出来的反应物进入气液分离塔，反应器顶部出来的气体经冷却，将甲酸甲酯和甲醇在进入气液分离塔前冷凝，经洗涤后少量CO放空。气液分离塔顶废气经冷却后送入吸收塔，用冷甲醇洗涤其中的甲酸甲酯和甲醇。在甲酸甲酯精馏塔塔顶得到甲酸甲酯，塔底产品去重组分塔，含催化剂的甲醇碱液循环使用。其中，羰基化制MF的主要工艺参数见表4。
图1 甲醇羰基化制对MF工艺流程图
表4 甲醇羰基化制MF工艺参数范围
工艺段工艺参数参数值
反应器进料中甲醇的重量百分比64%~66% 进料中CO的重量百分比33.8%~35.85% 催化剂的重量百分比0.15%~0.2% 反应温度75~95℃
反应压力 2.0~4.0MPa
甲酸甲酯分离区温度80~105℃冷凝器冷凝温度25~45℃
高研院一步法制MF主要发生的反应为：
CH4O + 0.5 O2 CH2O + H2O
3 CH4O + 0.5 O2 DMM + 2 H2O
2 CH4O + O2 MF + 2 H2O
采用高研院提供的优选数据，对甲醇一步法制MF工艺的经济性与传统工业甲醇羰基化制MF工艺经济性进行比对，比较结果见表5。
表5 现有生产MF工艺与高研院一步法制MF工艺比较
项目
高研院生产MF工艺甲醇羰基化生产MF工艺MF选择性98.19%，
DMM选择性0，FA选
择性1.81%，甲醇转化率
为98.17%，氧醇比
150/100
CO单程转化率及MF单程
收率达95%
甲醇单耗吨/吨MF 1.054 0.570甲醇单价元/吨2500.000 2500.000甲醇成本元/吨MF 2634.348 1425.000 CO成本元/吨MF 0 900.000总物耗成本元/吨MF 2634.348 2325.000能耗kg标油/吨MF 301.970 361.276能耗成本元/吨MF 431.365 516.083总成本元/吨MF 3065.713 2841.083甲酸甲酯单价元/吨9000.000 9000.000 DMM 吨/吨MF 0.000 0.000 DMM单价元/吨4500.000 4500.000 DMM收益元/吨MF 0.000 0.000甲醛吨/吨MF0.000 0
甲醛单价元/吨1600 1600甲醛收益元/吨MF00
总收益元/吨MF 90009000.000毛利润5934.287 6158.917
由表5可知，现有工业上以甲醇羰基化法制MF毛利润略高，具有一定优势。这是由于虽然羰基化法能耗较高，但其甲醇的单耗低：羰基化法甲醇/甲酸甲酯摩尔比为1，甲醇氧化法甲醇/甲酸甲酯摩尔比为2。因此，现有工业上甲醇羰基化制MF工艺较高研院一步法制MF工艺有优势。
5、总结
1）从甲酸甲酯出发，可以制备甲酸、乙酸、乙二醇、碳酸二甲酯、丙酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙醇酸甲酯及甲酰化剂等一系列下游产品,而且这些产品的制备条件均较温和，可根据市场的需求，灵活调节下游产品的品种和产量。在农业中，甲酸甲酯可用作杀虫剂、杀菌剂、谷类作物熏蒸剂、烟草处理剂、果品干燥剂等。20世纪90年代以来，又发现可用甲酸甲酯代替较昂贵的甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油的高辛烷值添加剂。甲酸甲酯的应用前景不可估量。
2）甲醇羰基化法是目前国内外主要的大规模生产MF的方法; 甲醇气相催化脱氢合成MF 也已实现工业化生产。在一般的情况下，两种工艺的经济性大致接近[4]。
3）甲醇氧化法与甲醇羰基化法比较成本略高。
4）合成气直接合成法是最有前途的工艺路线。生产成本可望降低30% ~ 50%，且在能源利用上更合理，正日益受到催化界及C1化学工作者的极大关注。
6、参考文献
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合成生物学研究进展及其风险 关正君魏伟徐靖 1合成生物学研究概况 合成生物学(synthetic biology)是在现代生物学和系统科学基础上发展起来的、融入工程学思想的多学科交叉研究领域。其包括了与人类自身和社会发展相关的研究方向和内容，为解答生命科学难题和人类可持续发展所面临的重大挑战提供了新的思路、策略和手段。2004年，合成生物学被美国麻省理工学院出版的Technology Review评为“将改变世界的十大新技术之一”。2010年12月，Nature杂志盘点出2010年12件重大科学事件，Science杂志评出的科学十大突破，合成生物学分别排名第4位和第2位。为此，世界各国纷纷制定合成生物学发展战略及规划，开展合成生物学研究，以抢占合成生物学研究和发展先机，促进了合成生物学基础研究和应用研究的快速发展。同时合成生物学的巨大应用潜力，还吸引了众多公司及企业参与到该领域的研究开发，推动着合成生物学产业化的进程。 合成生物学作为后基因组时代生命科学研究的新兴领域，其研究既是生命科学和生物技术在分子生物学和基因工程水平上的自然延伸，又是在系统生物学和基因组综合工程技术层次上的整合性发展。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造不同，合成生物学旨在将工程学的思想用于生物学研究中，以设计自然界中原本不存在的生物或对现有生物进行改造，使其能够处理信息、加工化合物、制造材料、生产能源、提供食物、处理污染等，从而增进人类的健康，改善生存的环境，以应对人类社会发展所面临的严峻挑战。 作为一个新的基础科学研究领域，合成生物学综合生物化学、生物物理和生物信息技术与知识，涵盖利用基因和基因组的基本要素及其组合，设计、改造、重建或制造生物分子、生物体部、生物反应系统、代谢途径与过程，乃至整个生物活动的细胞和生物个体。合成生物学使人们可以利用与物理学方法类似的模块构建和组装形成新的生命有机体，从而人工设计新的高效生命系统。中科院《2013年高技术发展报告》指出，DNA测序技术、DNA合成技术和计算机建模是支撑合成生物学发展的关键技术。近年来，大量物种的全基因组测序，为合成生物学家构建功能组件的底盘生物体系提供了丰富的遗传信息。快速、廉价的测序技术也促进了新的系统和物种的识别和解析。 2 合成生物学应用研究进展 2.1 合成生物学在医药工业领域的应用 2.1.1 天然药物合成生物学 天然药物合成生物学是在基因组学研究的基础上，对天然药物生物合成相关元器件进行发掘和表征，借助工程学原理对其进行设计和标准化，通过在底盘细胞中装配与集成，重建生物合成途径和代谢网络，从而实现药用活性成分定向、高效的异源合成，以解决天然药物
药剂学综述栓剂的研究进展[1]
栓剂的研究进展 【摘要】栓剂是古老剂型之一，栓剂不仅可以起局部治疗作用，还可以起全身治疗作用。近年来栓剂广泛应用于临床各科，应用筒单方便，效果明显可靠。对近年来栓刺的特点、处方组成、制备工艺、新型栓剂等方面进行了综述。随着新制药技术和新基质的不断出现，国内外对栓剂的研究及使用也显著增加，出现了很多新型栓剂，如中空栓剂、双层栓剂、泡腾栓剂等，中药栓剂也得到了一定发展。【关键词】栓剂；研究概况；综述；新剂型； 引言：栓剂是古老的外用固体制剂。在我国，汉代时期就已有对栓剂的记载。栓剂系将药物与适宜基质制成的有一定形状供腔道给药的固体制剂。随着栓剂新基质的不断出现和栓剂生产自动化的实现，栓剂现已生产的品种和数量都显著增加，如中空栓、泡腾栓、微囊栓、海绵栓、凝胶栓等新型栓剂，尤其中药栓剂不断涌现，栓剂的研发热潮仍在进行中。 1 .栓剂概述[1] 栓剂系指将药物和适宜的基质制成的具有一定形状供腔道给药的固 体状外用制剂。栓剂在常温下为固体，塞人人体腔道后，在体温下迅速软化，熔融或溶解于分泌液，逐渐释放药物而产生局部或全身作用。栓剂因使用腔道不同而有不同的名称，如肛门栓、阴道栓、尿道栓、喉道栓、耳用栓和鼻用栓等。目前，常用的栓剂有直肠栓和阴道栓。这两种栓剂的形状和大小各不相同。肛门栓的形状有圆锥形、圆柱形、鱼雷形等；阴道栓的形状有球形、卵形、鸭嘴形等；尿道栓呈笔形，一端稍尖。 2.栓剂分类 2.1按作用
分局部作用栓剂和全身作用栓剂。 2.2按应用部位 分直肠栓、阴道栓、尿道栓、脐栓、耳栓等，其中直肠栓和阴 道栓最为常见.Kyong-Hoon Eun等【2】曾用家兔做过栓剂直肠实验。2.3按形状大小 有圆锥形、圆柱形、鱼雷形和球形、卵形、鸭嘴形等，前者多为肛门栓，塞人肛门后，由于括约肌的收缩容易压人直肠内。后者多为阴道栓，亦称阴道弹剂，因相同重量的栓剂，鸭嘴形的表面积较大，因此以鸭嘴形较好。 2.4按基质 1．脂肪性基质，包括可可豆油、半合成甘油脂肪酸酯类、乌桕油和氢化油等。 2．水溶性及亲水性基质，包括甘油明胶、聚乙二醇类、吐温一6l等。 2.5按剂型 分双层栓剂、泡腾栓剂、微囊栓剂、中空栓剂、海绵栓剂、渗透泵栓剂、不溶性栓剂、凝胶栓剂等。【3】 3．栓剂作用特点【4】 栓剂给药的作用包括两个方面：其一为栓剂在腔道内起局部作用；其二为栓剂中的药物经由腔道吸收进入血液而发挥全身作用。局部作用主要为润滑抗菌、消炎、收敛、止痒、止痛局麻等作用，例如甘油栓，紫珠草栓及苯佐卡因栓等。这类局部作用是栓剂的特色和长处之所在，因其能够将药物直接送达病所。所以疗效显著，副作用小。全
蔗糖酯合成研究进展 综述
蔗糖酯的合成研究进展及应用 李** 西南大学化学化工学院，重庆 400715 摘要：蔗糖酯是一种良好的表面活性剂，有着广泛的用途，它的应用领域还在不断开发；蔗糖聚酯是新型的低热量油脂，可作为脂肪代用品及高血脂、高胆固醇的治疗预防药物。本文介绍了蔗糖酯的性质、合成方法和应用。关键词：蔗糖酯；合成；应用 Progress in research of synthesis and application of sucrose ester LI *-* School of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University Chongqing 400715, China Abstract:As a good kind of non-ionic surfactant,sucros esters are used extensively;sucrose polyester is a new kind of low-calorie lipin,which is regarded as fat substitute and medication of high cholesterol.This article introduces propertise,synthetic methods and application of sucrose esters. Key words:Sucrose esters;Synthesis;Application 蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯( Sucrose Esters, 简称SE) , 是一种新型的多元醇型非离子型表面活性剂。其外观为白色至黄褐色的粉末状、块状或无色至微黄色的粘稠树脂状。蔗糖酯的蔗糖部分为亲水基, 长链脂肪酸部分为亲油基。蔗糖酯具有良好的乳化、分散、增溶、润滑、渗透、起泡、粘度调节、防老化、抗菌等性能。同时, 它还具有无毒、易生物降解等特性。现已被批准作为食品添加剂。蔗糖酯还广泛应用于医药、化工、石油开采、化肥、化妆品、制糖和果蔬保鲜等工业中。 我们通常所说的蔗糖酯是单、二、三酯组成的混合物。蔗糖多酯( Sucrose Polyester, SPE) 通常指的是三酯以上的蔗糖酯。确切地讲, 蔗糖多酯是蔗糖分子中8 个羟基有6 个以上的羟基发生酯化反应时( 即酯化度n= 6~ 8) 生成的一类蔗糖酯。多酯具有许多特殊的性质, 饱和度和脂肪酸链长都会对其有影响。一般地, 多酯在室温下是金黄色透明的油状液体, 物理性质类似于食用油酯, 其色、香、味均与植物油脂一样, 但不被人体内的脂肪酶水解, 不产生热量, 不会被消化系统吸收, 无毒、副作用, 是一种理想的脂肪替代品和减肥剂 , 还可降低血清中的胆固醇, 治疗冠心病,是高附加值产品。 1 蔗糖酯的合成 世界各国科学家研究出了很多种合成方法：从反应方式分有酰氯法、直接脱水法、酯交换法和酶法，从反应状态分有均相法和非均相法，从工艺条件分有溶剂法、微乳化法和无溶剂法等。 1.1 酰氯酯化法
鬼臼毒素生物合成研究进展_陆炜强
·综述· 鬼臼毒素生物合成研究进展 陆炜强，傅承新，赵云鹏 * （浙江大学生命科学学院濒危野生动植物保护生物学教育部重点实验室，浙江杭州310058） ［摘要］鬼臼毒素（podophyllotoxin ）是一种成功商品化的天然木脂素，其衍生物依托泊苷（etoposide ）、替尼泊苷（tenipo-side ）等在临床上广泛应用于抗肿瘤、抗病毒治疗。植物提取是鬼臼毒素的主要来源，面对野生资源压力，人们分别开展了植物野生变栽培、 植物细胞或器官培养、化学全合成等研究，以扩大鬼臼毒素来源。鬼臼毒素生物合成研究是开展植物规范化栽培和代谢工程的重要前提。20多年来尤其是近10年来，鬼臼毒素生物合成研究进展迅速，但鬼臼毒素的下游代谢以及整个合成途径基因水平的评述仍不足，因此作者专门针对鬼臼毒素的生物合成，对相关文献尤其是近10年的文献进行综述，重点介绍其合成途径关键环节的过程、主要产物、酶的特点与功能、已报道的酶编码基因等内容，以合理推测和概括鬼臼毒素的生物合成途径，同时对目前研究仍存在的问题和将来研究方向进行了讨论。 ［关键词］鬼臼毒素；生物合成；规范化栽培；代谢工程［稿件编号］20101116002 ［基金项目］国家科技支撑计划项目（2006BAI21B07）；浙江省科技厅中药现代化专项（2006C13077）［通信作者］* 赵云鹏， Tel ：（0571）88206463，E-mail ：ypzhao @https://www.360docs.net/doc/5912217701.html, ［作者简介］陆炜强， Tel ：（0571）88206463，E-mail ：lwq-711@ 163.鬼臼毒素（podophyllotoxin ， PTOX ）是植物来源天然产物成功商品化的经典案例。从其发现至今已有近1个世纪的历史，其具有良好的抗肿瘤、抗尖锐湿疣、抗艾滋病毒活性 ［1-3］ ，虽然自身毒副作用较大，但其半合成衍生物在保证治 疗效果的同时，大大降低了毒性，在临床治疗淋巴癌、肺癌等多种癌症中得到广泛应用， 如依托泊苷（etoposide ，VP-16），替尼泊苷（teniposide ，VM-26），依托泊苷磷酸酯（etopophos ），azatoxin ，tafluposide 等［4］。鬼臼毒素的传统和主要来源是植物提取，来源植物主要分布于小檗科足叶草属Podophyllum 、桃儿七属Sinopodophyllum 、八角莲属Dysosma 、山荷叶属Diphylleia 、Jeffersonia 属，其他还有亚麻科亚麻属Linum ，柏科刺柏属Juniperus 、崖柏属Thuja 、Callitris 属，唇形科山香属Hyptis 、百里香属Thymus 、香科科属Teucrium 、荆芥属Nepeta 、Eriope 属等［5-7］。由于过度采挖、生境破坏和植物自身生长缓慢等原因，鬼臼类野生植物资源逐渐枯竭、物种濒危，已难以满足鬼臼毒素生产的需求，人工规范化栽培势在必行，但目前桃儿七S .hexandrum （异名：Podophyllum hex-andrum ，P .emodi ）、八角莲D .versipellis 的栽培刚刚起步，其他来源植物的新资源开发程度也有待进一步深入 ［8-10］ 。此外，虽然化学全合成技术已经有所突破，但是 复杂的合成过程、极低的合成效率（约为5%），使人工全合成鬼臼毒素目前仍难以实现商业化 ［3，11］ 。近年来基于 生物技术的植物代谢工程快速发展，为鬼臼毒素替代资源的开发提供了更多途径，如植物细胞或器官培养、生物转化等，但仍存在效率低、成本高的共性问题，目前尚未产业化 ［5，12-14］ 。因此，要彻底解决鬼臼毒素的来源问题， 仍需要对上述3种途径的关键科学和技术问题深入研究。 实现药用植物规范化栽培和植物细胞或器官培养生产鬼臼毒素的前提之一是必须充分阐明鬼臼毒素的生物合成途径及其调控机制。因此，自20世纪80年代末以来，学者们以足叶草Podophyllum spp.、亚麻Linum spp.等植物的组织或细胞培养体系为研究系统，探讨了鬼臼毒素的生物合成途径，取得了长足进展。前人综述了不同时期鬼臼毒素生物合成不同方面的研究进展 ［6，12，15-19］ ，揭示了合成途径的大体 框架，为后续的研究提供了良好的基础和背景。但是前人的综述大多是对鬼臼毒素的资源、化学、药理、生物合成、细胞或器官培养等内容的全面评述，或者是对整个木脂素类生物合成的综述， 对于鬼臼毒素生物合成的论述不够全面、详细，比如对鬼臼毒素下游的代谢往往没有讨论，而且对近几年已有新进展的相关酶编码基因的分离、扩增、表达也较少涉及。因此，本文专门针对鬼臼毒素的生物合成，对相关文献尤其是近10年的文献进行综述，重点介绍其合成途径关键环节的过程、主要产物、酶的特点与功能、鬼臼毒素下游代谢、已报道的酶编码基因等内容，以期继续推动该领域的研究，实现优质种源筛选、株系改良、栽培和培养条件优化、生产体系调控，为鬼臼类植物规范化栽培和代谢工程的产业化奠定
有机电化学合成及研究进展
有机电化学合成及其发展方向 摘要 介绍有机电化学合成的原理，研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。 关键词 有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Abstract In this paper，the principle and the research method of organic electro- ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co- mparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry; 引言部分 以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1]。 有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比，有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的，一般无需加入氧化还原试剂，可在常温常压下进行，通过调节电位、电流密度等来控制反应，便于自动控制。这样，简化了反应步骤，减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求，而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说，有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学，中国走可持续发展战略，在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的
白芍总苷的研究进展综述
白芍总苷研究进展的综述
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 一、白芍化学成分研究 1.1 单萜及其苷类成分 (2) 1.2 黄酮及其苷类化合物 (2) 1.3 鞣质类 (2) 1.4 多糖 (3) 二、提取工艺 2.1 回流提取法 (3) 2.2 煎煮法 (4) 2.3 超声提取法 (4) 三、精制工艺 3.1 大孔树脂纯化法 (5) 3.2 联合技术纯化 (6) 四、检识 4.1 liebermann-burchard反应 (6) 4.2 薄层色谱检识 (7) 4.3 指纹图谱检识 (7) 五、含量测定的方法 5.1 高效液相法测白芍中白芍总苷的含量 (8) 5.2 其他方法测白芍中白芍总苷的含量 (8) 六、药理作用 6.1 TGP对心血管系统作用 (9) 6.2 TGP对神经系统作用 (9)
6.3 TGP对内分泌代谢系统作用 (9) 6.4 TGP对消化系统作用 (9) 6.5 TGP对泌尿生殖系统作用 (10) 6.6 TGP对皮肤及骨骼系统作用 (10) 七、展望 (10) 八、参考文献 (10)
【摘要】：白芍来源于毛茛科植物芍药的干燥根，含芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷等单萜类化合物, 合称白芍总苷。近年来由于提取工艺以及检测方法的提高，对白芍中的白芍总苷的研究越来越深入，本文就白芍中的白芍总苷的提取分离、含量等研究作综述。 【关键词】：白芍总苷，提取，纯化，含量测定 白芍来源于毛茛科植物芍药Paeonia lactif loraPa ll1 的干燥根, 别名金芍药, 主产于浙江、安徽、四川等地。白芍性微寒, 味微苦、酸, 归肝、脾经, 具有平肝止痛、养血调经、敛阴止汗等功效。白芍中主要含芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷等单萜类化合物, 合称白芍总苷( TGP) [1] ，也是白芍的有效部位, 具有镇静镇痛、抗炎、免疫调节等作用。因 此对于白芍总苷的提取分离、含量测定的研究很有必要性。 【 abstract 】: the root of herbaceous peony from ranunculaceae plant peony dry root, including paeoniflorin, paeonia lactiflora lactone glycosides, oxidation paeoniflorin, benzoyl paeoniflorin and single terpenoids, root of herbaceous peony are total glycosides. In recent years due to the extraction technology and the improvement of detection method, the root of herbaceous peony root of herbaceous peony total glycosides research more and more thorough, in this paper the root of herbaceous peony root of herbaceous peony total glycosides extraction separation, content and research review. 【 key words 】: root of herbaceous peony total glycosides, extraction, purification, the content determination Root of herbaceous peony from ranunculaceae plant peony Paeonia lactif loraPa ll1 dry root, alias gold peony, mainly produced in zhejiang, anhui, sichuan, etc. Root of herbaceous peony sex small cold, taste slightly bitter, acid to the liver, spleen, liver pain with flat, keep blood to regulate the menstrual function, gathered Yin hidroschesis effect and so on. The main root of herbaceous peony contain peony glucoside, paeonia lactiflora lactone glycosides, oxidation paeoniflorin, benzoyl paeoniflorin and single terpenoids, root of herbaceous peony are total glycosides (TGP) [1], is also the root of herbaceous peony effective parts, have composed analgesic, anti-inflammatory and immune regulation effect. So for the root of herbaceous peony total glycosides in the extraction and separation of the content determination, the research is a necessity
聚碳酸酯生产技术进展及国内外市场分析
聚碳酸酯（ＰＣ）是五大通用工程塑料中惟一具 有良好透明性的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击、耐蠕变性能，较高的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和刚性，并具有较高的耐热性和耐寒性，很高的电绝缘性、阻燃性以及抗紫外线和耐老化性能。此外，聚碳酸酯密度低，容易加工成型。可与其他树脂共混形成共混物或合金，进而改善其抗溶剂性和耐磨性较差的缺点，使之性能更加完善，能够适应多种特性应用领域对成本和性能的要求。广泛应用于汽车部件、电子电气、数据载体、建筑材料、机械零件、纺织、办公自动化设备、包装业、运动器械、医疗保健、航空航天、电子计算机、光盘和家庭用品等领域。 １聚碳酸酯生产技术进展 １．１生产技术现状 １８９８年，Ｅｉｎｈｏｍ采用对苯二酚和间苯二酚在吡啶溶液中进行光气化反应，首次合成聚碳酸酯，１９５８年德国拜耳公司首先实现了工业化生产。在聚碳酸酯合成工艺的发展历程中，出现过很多合成方法，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法、部分吡啶法、界面缩聚光气法、熔融酯交换缩聚法、固相缩聚法等。目前，可用于工业规模生产的方法主要有界面缩聚法（又名光气法）和熔融酯交换缩聚法和非光气熔融酯交换缩聚法等３种合成工艺。１．１．１光气法 光气法因缩聚反应是在有机相和无机相的界面进行的，故又称界面缩聚法，它首先由ＧＥ和拜耳公司在１９５８年实现了工业化。光气法是以二氯甲烷和水的悬浊液作为聚合溶剂，用双酚Ａ、氢氧化钠和光气在催化剂存在下进行反应，最后经过分离出有机相进而得到聚碳酸酯。光气法合成聚碳酸酯的单体式双酚Ａ钠盐和光气。双酚Ａ的钠盐由双酚Ａ和氢氧化钠溶液反应制得。按照缩聚反应的发生阶段，光 气法可分为二步界面缩聚和一步界面缩聚两种方 法。 二步缩聚法是传统的界面缩聚法，该方法分光气化和缩聚两步进行。将双酚Ａ的钠盐溶液送入光气反应釜，以二氯甲烷为溶剂，通入光气，光气溶于二氯甲烷中形成有机相，和无机相双酚Ａ的钠盐溶液在两相界面进行反应生成低分子量的聚碳酸酯（光气化阶段），然后加入催化剂（一般为三乙胺）和氢氧化钠，低分子量聚碳酸酯再经过缩聚得到高分子量的聚碳酸酯（缩聚阶段）。反应在２５℃～４２℃和接近常压的条件下进行，产物为多相混合物。聚碳酸酯进入有机相被溶解，氢氧化钠、 双酚Ａ钠盐及副产物氯化钠溶解于无机相。有机相经洗涤、脱盐、脱溶剂、沉淀、干燥等纯化工序后得到聚碳酸酯粉末状，再经挤出造粒得到聚碳酸酯树脂。 针对原来生产工艺中存在的光气法阶段耗时较长，且缩聚过程反应速率慢等缺点，人们开发出 “一步界面缩聚”工艺。其特点是在反应开始时加入能加速氯甲酸酯基团与酚盐酯化反应速率的催化剂，使光气化与缩聚反应两个阶段几乎同时进行，同时结束。该方法的优点是在光气界面聚合制取聚碳酸酯时反应速度加快，而且减少了双酚Ａ和光气的消耗，同时也避免了双酚Ａ钠盐在碱性介质中的氧化分解现象，从而使产品质量得到提高。 界面缩聚工艺的优点是工艺成熟，反应在常温常压下进行，适合大规模连续生产；易制得高相对分子质量的聚碳酸酯，产品相对分子量可以达到１．５×１０５～２．０×１０５；产品光学性能较好，反应条件温和，对设备要求较低，因此长期占据聚碳酸酯生产的主导地位（目前世界上约９０％的聚碳酸酯采用此方法进行生产，而且部分新建装置仍然采用此工艺）。但该工艺路线也存在以下不足：（１）聚合反应过程使用大量剧毒的光气和大量有毒易挥发的有机溶剂二 化工市场 ◆李玉芳伍小明◆ 聚碳酸酯生产技术进展及国内外市场分析 第３８卷第４期２０１３年４月 上海化工 ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ ３１··
微生物药物合成生物学研究进展
微生物药物合成生物学研究进展 武临专, 洪斌* (中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所, 卫生部抗生素生物工程重点实验室, 北京100050) 摘要: 微生物次级代谢产物结构复杂多样, 具有抗细菌、抗真菌、抗肿瘤、抗病毒和免疫抑制等多种生物活性, 是微生物药物开发的源泉。当前, 微生物药物研究面临一些挑战: 快速发现结构新颖、生物活性突出的化合物; 理性化提高产生菌的发酵效价; 以及以微生物为新宿主, 实现一些重要天然药物的工业生产。合成生物学是在系统生物学和代谢工程等基础上发展起来的一门学科。本文对合成生物学在发现微生物新次级代谢产物、提高现有微生物药物合成水平和创制微生物次级代谢产物方面的研究进展进行了阐述。 关键词: 微生物药物; 合成生物学; 次级代谢产物; 生物合成 中图分类号: Q939.9; Q81; R914.5 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2013) 02-0155-06 Synthetic biology toward microbial secondary metabolites and pharmaceuticals WU Lin-zhuan, HONG Bin* (Key Laboratory of Biotechnology of Antibiotics of Ministry of Health, Institute of Medicinal Biotechnology, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100050, China) Abstract: Microbial secondary metabolites are one of the major sources of anti-bacterial, anti-fungal, anti- tumor, anti-virus and immunosuppressive agents for clinical use. Present challenges in microbial pharmaceutical development are the discovery of novel secondary metabolites with significant biological activities, improving the fermentation titers of industrial microbial strains, and production of natural product drugs by re-establishing their biosynthetic pathways in suitable microbial hosts. Synthetic biology, which is developed from systematic biology and metabolic engineering, provides a significant driving force for microbial pharmaceutical development. The review describes the major applications of synthetic biology in novel microbial secondary metabolite discovery, improved production of known secondary metabolites and the production of some natural drugs in genetically modified or reconstructed model microorganisms. Key words: microbial pharmaceuticals; synthetic biology; secondary metabolites; biosynthesis 来源于微生物的药物称为微生物药物(microbial medicine, microbial pharmaceuticals), 主要包括来源于微生物(特别是放线菌和真菌) 次级代谢产物的药物。 收稿日期: 2012-09-25; 修回日期: 2012-11-01. 基金项目: 国家“重大新药创制”科技重大专项资助项目(2012ZX09301002-001-016); 国家自然科学基金资助项目 (31170042, 81172964). *通讯作者 Tel: 86-10-63028003, E-mail: binhong69@https://www.360docs.net/doc/5912217701.html,, hongbin@https://www.360docs.net/doc/5912217701.html, 微生物药物例如抗生素, 在控制感染、免疫调节和治疗癌症等方面发挥了重要作用。目前, 已经从放线菌和真菌中发现了2万多种具有生物活性的次级代谢产物, 其中百余种成为微生物药物。随着对放线菌和真菌的持续开发利用, 直接从放线菌和真菌研制微生物新药难度越来越大, 主要原因在于: ①化合物排重难度很大(从微生物已经发现了25 000多种化合物); ②新微生物资源的分离培养工作没有突破性进展, 获得大量的、具有产生新次级代谢产物能 ·专题报道·
药物分析学现状及研究进展综述
药物分析学现状及研究进展 药物是预防、治疗、诊断疾病和帮助机体恢复正常机能的物质。药品质量的优劣直接影响到药品的安全性与有效性，关系到患者的生命安危。虽然药品也是一种商品，但是由于其特殊性，对它的质量控制远比其他商品严格。因此必须运用各种有效手段，包括物理、化学生物学以及微生物学等等的方法，通过各个环节来全面保证、控制以及提高药品的质量。传统的药物分析手段大多包括化学方法来分析药物分子，控制药品质量。但是，如今的药物分析无论是分析领域，还是分析技术都已经大大的拓展。从静态发展到动态，从体外分析发展到体内分析，从品质分析发展到生物活性分析，从单一技术分析发展到联用分析，从小样本分析发展到高通量分析，从人工分析发展到计算机辅助分析，从而使得药物分析从20世纪初的一门分析技术，逐步发展成为一门日渐成熟的科学——药物分析学。药物分析学采用化学、物理、数学、生物学和信息学等分析理论和方法，结合现代化学、光谱、色谱及连用技术，对化学药物、中药/天然药物和生物技术的研发、生产、和临床应用等各环节进行全面的质量控制。 药物分析学作为药物科学研究的眼睛，梳理并逐步明确了重点方向的重大科学问题，形成了关键的技术和方法，观念不断更新，研究范围也不断拓宽。分析科学、计算化学、生物学等相关学科的发展，促进了药物分析学的理论、技术和方法的发展；药学学科的发展对药物分析学提出了更高的需求，药物分析学不仅是静态的化学药物、中药和生物技术药物的分析，而且拓展到对生物体内、代谢过程、工艺流程、反应历程的动态分析、检测和综合质量评价分析。基因组学、蛋白质组学和代谢组学在新药开发中日益受到重视，对药物分析学提出了新的挑战和机遇，药物分析学已从以物质为中心转移到与生命科学的结合，即药物成分和药物活性的相关分析。现就药物分析学的一些较重要发展领域和分析技术的进展作一概述。手性药物分析 美国药典药名字典所收载的药物中有一半至少含有一个不对称中心。而其中绝大多数人工合成的手性药物，例如90%抗癫痫药，β-受体激动剂和阻断剂、口服抗凝剂，50%抗炎药和局麻药都以其外消旋体供药用。生物系统由生物大分子组成，如蛋白质、糖脂、多核苷酸、受体等，这些生物大分子都由L-氨基酸和D-糖类构成，因而生物体是一个手性环境。在手性药物的两个对映体分子被引入体内后，具有手性的受体、酶蛋白质将其作为两个不同的化合物处理，因而药物对映体具有不同的代谢途径和药理作用，进而产生不同的疗效或毒副作用。另外，一些药物在体内发生手性转化，如S-(+)-布洛芬是优映体，但低活性的R-(-)-劣映体可在生物体内转化为高活性的S-(+)-体。由于个体差异等原因使用外消旋体不易控制有效剂量，特别是当肾功能减弱时，S-(+)-优映体易在体内蓄积，通过抑制肾环氧化酶，加剧肾局部缺血，而发生毒副反应。美国等国药品管理部门已要求在申请新手性药物时，提供每一种对映体的药动学、药理学和毒理学研究资料，并对研制外消旋体而不是单个对映体做出合理的解释。常规的分析方法用于外消旋体药物的药动学、浓度-效应关系研究时，会导致错误的结果。因此目前需要建立对映体选择性分析方法，用于研究手性药物对映体的药物动力学、药效学和手性药物的质量控制。 对映体的分离和测定在分离科学上曾被认为是最困难的工作之一。经典的分级结晶、旋光等方法的重现性或灵敏度欠佳。随着手性色谱学，尤其是手性高效液相色谱法、性气相色谱法和手性毛细管电泳法等的发展，为解决上述问题提供了有效的手段。色谱法分离药物对映体的方法可分为两大类：间接法（手性衍生化试剂法，CRD）和直接法。间接法采用手性衍生化试剂与手性胺类、醇类、羧酸类等反应形成非对映体衍生物。非对映体对在常规色谱系统中，根据非对映体分子的手性结构、手性中心所连接的基团、色谱系统的分离效率（包括溶
新型聚碳酸酯型聚氨酯材料的合成与性能研究_
第二章文献综述第二章文献综述聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）是在高分子主链上含有许多重复—NHCOO—基团的高分子化合物。一般聚氨酯体系由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互作用而得，因此根据选用原料的不同得到不同类型的聚氨酯，主要分为线型和体型两大类。由于性能优异，自20世纪30年[2]代Bayer公司合成了世界上第一个聚氨酯材料——Durethane U问世以来，聚氨酯产量一直增长很快，在国民经济许多领域获得了广泛应用。[3]聚氨酯作为生物材料的肇端是上世纪50年代被用作人工乳房，由此其在生物医用领域潜在的应用前景获得了广泛承认。此后，在心脏起搏器绝缘线、人工血管、介入导管、人工关节、人工软骨、神经导管、控制释放载体等等一系列材[4]料领域发挥了巨大作用。但使用效果最终表明：聚酯型聚氨酯易水解，聚醚型[3,5-9]聚氨酯易于氧化降解。因此，按照作为医疗材料必须做出严格的生物相容性评价的三个方面：（1）血液相容性（2）组织相容性（3）力学相容性。达到要求的聚氨酯才能广泛应用。针对
以上两种聚氨酯的缺点和医用要求，本文主要根据反应机理合成一种新型聚碳酸酯型聚氨酯，并通过实验来检验它的各项指标是否符合医用要求。 2.1 聚氨酯弹性体的基本结构 2.1.1 一般聚氨酯弹性体的基本结构由多异氰酸酯和多元醇或多元醚反应生成的聚氨酯的主要结构是－NHCOO－，其中氨基甲酸酯链段是重复的结构单元。根据其结构可以看出，类似酰胺基团及酯基团的存在，使聚氨酯的化学和物理性能介于聚酰胺和聚酯之[4]间。因此，聚氨酯在粘合剂、高档涂料、建筑材料、涂饰剂等领域得到了广泛应用;同时在生物医用领域也占有了一席之地，例如人造血管、人工心脏瓣膜等，这些无不得益于其优良的微相分离结构。1966年美国学者Cooper及其同事的“线[5]型聚氨酯的黏弹性”对聚氨酯的聚集态作了比较完整的阐释：(1)聚氨酯均是由柔性链段和刚性链段交替连接而成的（AB）n型嵌段聚合物;（2）分子中内聚能很大的刚性链段彼此缔合在一起形成微区的小单元，其玻璃化温度远高于室温，常温下呈现玻璃态,称之为塑料相;构成聚氨酯基质或基体的柔性链段玻璃化温度 2
合成生物学的研究进展
第!期中!国!科!学!基!金"# !! !学科进展与展望! 合成生物学研究的进展 !!"中国科学院院士$ 本文于!%%&年’!月!"日收到$张春霆" !天津大学生命科学与工程研究院"天津(%%%)!# "摘!要#!本文简要介绍了合成生物学发展的历史背景与定义"它的主要研究内容"包括基因线路$合成基因组$合成药物与生物基产品或材料等%探讨了合成生物学与基因工程的异同"介绍了合成生物学在中国的发展情况"讨论了伦理道德与安全问题"最后展望了合成生物学的发展前景% "关键词#!合成生物学!基因线路!合成基因组!合成药物!合成生物基产品或材料!合成*+,序列 !!合成生物学的历史背景与定义 ’--%年人类基因组计划启动!随后模式生物基因组计划也快速实施!产生了大量的基因组*+,序列信息"由于新技术的出现!又促进了转录组学#蛋白质组学和代谢组学等的产生和发展"这一切又催生了一系列新兴交叉学科!如生物信息学和系统生物学等"基础研究的成果最终要转化为生产力!而合成生物学在!’世纪初的出现则是上述学科发展的一个合乎逻辑的结果"那么什么是合成生物学呢$合成生物学网站是这样介绍的%合成生物学包括两重意义%&’’新的生物零件&./01’#组件&234563’和系统的设计与构建(&!’对现有的#天然存在的生物系统的重新设计!以造福人类社会&711.%))89:; 173156<5=>=?9$=0?)’"维基百科全书是这样描述的%合成生物学旨在设计和构建工程化的生物系统!使其能够处理信息#操作化合物#制造材料#生产能源#提供食物#保持和增强人类的健康和改善我们的环境&711.%))3:$@5A5.325/$=0?)@5A5)B9173156*<5=>=; ?9’" "!合成生物学的主要研究内容 "#!!基因线路$$%&%’())(*)+(’% 说起基因线路或基因回路!最早可追溯到C/6=<和D=:=2关于半乳糖操纵子模型的经典工作" !"#$%&杂志在!%%%年发表了基因振荡和基因双稳态两个基因线路!被认为是奠基性的工作"现在则 已发表了大量的有关基因线路的工作!本文不拟详加介绍"一个典型的基因线路是基因双稳态线路+’,!由两个蛋白质编码基因与两个相对应的启动子组成"线路是这样设计的%蛋白质’的表达抑制了蛋白质!的表达!系统只有蛋白质’存在(反之!蛋白质!的表达抑制了蛋白质’的表达!系统只有蛋白质!存在"可在双稳态线路中加入诱导物!促使系统在两个稳定状态之间任意翻转"基因线路有广泛的应用!因篇幅所限不能展开介绍!下面只介绍(个应用例子" &’’大肠杆菌照相术+!, 首先从集胞兰细菌基因组中克隆两个基因并转入大肠杆菌!使之能生成对光敏感的藻青素!简称E F G"接着利用大肠杆菌中双组份信号转导系统’()*+,-./!将与E F G共价结合的脱辅基蛋白与’()*的组氨酸激酶结构域融合构成一个嵌合体!成为一个光敏部件"同时!将0-.1基因与2"3*基因融合!通过在2"3*基因上游引入0-.1启动子使其表达依赖于,-./"通过这一基因线路!2"3*基因的表达就会受光调控"当有红光照射时&相当于被摄物体的光亮部分’!’()*的自磷酸化被抑制!从而,-./不能被磷酸化激活!2"3*基因关闭!由涂抹在琼脂基片上的菌苔形成的底片保持原色"当没有红光照射时&相当于被摄物体的黑暗部分’!过程正好相反!’()*的自磷酸化被激活!从而使2"3*基因被磷酸化的,-./激活而表达!其产物为半乳糖苷酶!催化菌苔中的B;?/>&一种化合物’反应生成