酮戊二酸生产工艺
α酮戊二酸的制备
3实验步骤无水乙醇与金属钠在加热回流条件下制备乙醇钠用甲苯除去多余乙醇加乙醚溶解乙醇钠后再依次加入草酸二乙酯与丁二酸二乙酯放置12h用乙醚萃取合并水层后加浓盐酸酸化收集油层合并用无水硫酸钠干燥草酰琥珀酸三乙酯用浓盐酸酸化后加水回流4h减压蒸馏蒸馏至无馏分为止趁热将剩余物倒入蒸发皿冷却结晶得到产品酮戊二实验用量实验次数草酸二乙酯丁二酸二乙第二步中间产物用量23g137ml170ml180g23g137ml169ml250g产率计算产物理论产量g实验产量g实验产率草酰琥珀酸三乙酯2741962457158941201075508924588341产率计算注
[4] Simpson KJ, Venkatesan S, Peters TJ. Effect of chronic alcohol feeding with a low-fat diet on acetyl-CoA carboxylase and fatty-acid synthase activities in rat-liver[J]. BiochemSoc Trans, 1989, 17(6): 1116.
2. 蒸除乙醇时要到后期在滴加甲苯，这样可以节省甲苯；
3. 中间产物乙醚溶液进行乙醚蒸除时，应先常压蒸除大部 分乙醚后在进行减压蒸馏除去剩余的乙醚和乙醇；
α-酮戊二酸的制备
二、合成方法 目前，α-酮戊二酸的主要合成方法有微生物发酵 法[5-6]和化学合成法。合成α-酮酸的传统方法有以下 几种[7]： 酰基氰化物水解法：
草酸类乙酯水解法：
以α-叠氮苯乙酸类为起始原料的反应：
N-溴-α-氰基胺类化合物为起始原料的反应：
本次实验通过Claisen酯缩合方法合成草酰丁二 酸三乙酯。首先，丁二酸二乙酯在乙醇钠的作用下失 去α 氢，生成烯醇负离子，烯醇负离子对草酸二乙酯 发生亲核加成，在消除乙氧负离子生成草酰丁二酸三 乙酯钠盐，然后再盐酸酸化作用下，得到草酰丁二酸 三乙酯。以草酰丁二酸三乙酯为原料，在酸性条件下 回流，按负离子机理，草酰丁二酸三乙酯发生脱羧反 应生成α -酮戊二酸。
[7] 祝馨怡,苏桂琴,张伟强等.α-酮酸、α-酮酸酯及α-酮酰胺的合成进展 [J]. 合成化学,2001, (05): 390-396. [8] 向纪明.α-酮酸的应用及合成研究进展[J]. 安康学院学报,2011, (05): 1-5+9. [9] 姚映钦. 有机化学实验（第三版）[M].武汉：武汉理工大学出版社， 2011.
四、数据分析
1、产率计算
表1 实验用量
实验次数 1 2 钠 2.3g 2.3g 草酸二乙酯 13.7mL 13.7mL 丁二酸二乙 酯 17.0mL 16.9mL 第二步中间 产物用量 18.0g 25.0g
表2 产率计算
产物 草酰琥珀酸三乙酯 α-酮戊二酸 12.0 理论产量/g 1 2 27.4 10.7 实验产量/g 1 2 19.6 5.50 24.5 8.92 实验产率/％ 1 2 71.5 45.8 89.4 83.4
注：第二次实验草酰琥珀酸三乙酯产量按含杂质20％计算
2、红外图谱分析
酮戊二酸钙的质量标准
酮戊二酸钙的质量标准酮戊二酸钙是一种常用的食品添加剂，广泛应用于酱油、味精、冷冻食品等食品加工过程中。
为了确保酮戊二酸钙在食品加工中的安全和有效使用，需要制定一份严格的质量标准。
本文将重点围绕酮戊二酸钙的性质、生产工艺、使用范围、检测方法及相关法规规定等方面，详细介绍酮戊二酸钙的质量标准。
一、酮戊二酸钙的性质酮戊二酸钙，化学名称为5'-呋喃甘氨酸-2酮己酸钙，化学式为C10H12CaO8，分子量为294.25。
它是一种白色结晶性粉末，可溶于水，微溶于乙醇。
在酸性环境下不稳定，在中性或碱性环境下比较稳定。
在食品加工过程中，酮戊二酸钙可以被用作酸度调节剂、抗氧化剂和防腐剂。
二、酮戊二酸钙的生产工艺酮戊二酸钙的生产工艺主要包括发酵、结晶、脱色和干燥等环节。
生产过程中需要控制反应温度、pH值、发酵时间等参数，确保产品的质量符合标准要求。
生产工艺应符合食品添加剂生产的相关规定，保证产品的安全和稳定性。
三、酮戊二酸钙的使用范围酮戊二酸钙作为一种常用的食品添加剂，广泛应用于制造酱油、味精、冷冻食品、罐头食品等食品加工过程中。
在使用过程中，需严格控制添加量，确保产品符合国家标准和食品安全要求。
四、酮戊二酸钙的质量标准1. 外观：酮戊二酸钙应为白色结晶性粉末，无异物和机械杂质。
2. 相对分子质量：应符合标准规定的分子量。
3. 溶解性：应在规定条件下完全溶解，不得有沉淀和异物。
4. 钙含量：应符合规定的含钙量，不得低于标准要求。
5. 含水量：应符合标准规定的含水量范围，不能超出限定数值。
6. 重金属含量：铅、汞、砷等重金属含量必须符合国家食品安全标准。
7. 酸度：酮戊二酸钙在中性或碱性条件下应保持稳定，不得产生酮戊二酸的分解产物。
8. 细菌总数及霉菌、酵母菌数量：应符合国家食品卫生标准。
五、酮戊二酸钙的检测方法1. 外观检测：肉眼观察，应为白色结晶性粉末。
2. 相对分子质量检测：采用质谱、红外光谱等检测方法。
α-酮戊二酸分离提取工艺的优化
α-酮戊二酸分离提取工艺的优化杨雪晨;付绍平;王丽霞;徐宁;徐超;刘光辉;马振平;刘君【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2022(48)23【摘要】运用全细胞催化法生产α-酮戊二酸的过程中,α-酮戊二酸生物转化液中含有残留底物、杂蛋白、有机杂酸和色素等杂质,用单一的分离方法不易去除。
该文使用钙盐沉淀法结合离子交换法对α-酮戊二酸全细胞转化液进行分离纯化,将预处理后的料液酸化至pH=2.0,用Ca(OH)2做沉淀剂沉淀α-酮戊二酸得到α-酮戊二酸钙,然后使用浓H 2SO 4处理α-酮戊二酸钙得到离子交换母液,经液相色谱检测,α-酮戊二酸的纯度从78.79%上升至93.66%。
通过离子交换静态试验筛选出D301型树脂作为离子交换填料。
动态上样最优参数为:高径比2.5∶1、上样质量浓度30 g/L、上样流速2.4 BV/h。
最佳洗脱条件为:质量分数为0.02%的HCl溶液洗脱2个柱体积,流速4 BV/h,以质量分数为5%的NaOH溶液洗脱4个柱体积,流速2 BV/h,最终分离纯化处理后的总收率为80.32%,纯度为97.32%。
【总页数】6页(P65-70)【作者】杨雪晨;付绍平;王丽霞;徐宁;徐超;刘光辉;马振平;刘君【作者单位】天津科技大学食品科学与工程学院;中国科学院天津工业生物技术研究所【正文语种】中文【中图分类】R28【相关文献】1.谷氨酸棒杆菌KGA-3产α-酮戊二酸补料分批发酵工艺优化2.L-谷氨酸氧化酶生物合成α-酮戊二酸的工艺优化3.L-谷氨酸氧化酶生物合成α-酮戊二酸的工艺优化4.铁交联壳聚糖α-酮戊二酸和铁交联羟胺壳聚糖α-酮戊二酸的合成及其药物制剂的缓释特征5.α-酮戊二酸/酮戊二酸受体1系统对雄性动物睾酮分泌和精子生成的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微生物转化法制备α-酮戊二酸[发明专利]
![微生物转化法制备α-酮戊二酸[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2945b7579a6648d7c1c708a1284ac850ad020498.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110006777.9(22)申请日 2021.01.05(71)申请人 雅本化学股份有限公司地址 215433 江苏省苏州市太仓市太仓港港口开发区石化区东方东路18号申请人 湖州颐辉生物科技有限公司(72)发明人 陶荣盛 原犇犇 朱傅赟 郑云 沈正权 孙梁栋 潘震华 沈青 胡海亮 刘萍 (74)专利代理机构 上海申浩律师事务所 31280代理人 贾师英(51)Int.Cl.C12N 1/21(2006.01)C12N 15/70(2006.01)C12N 15/75(2006.01)C12N 15/77(2006.01)C12P 7/50(2006.01)C12R 1/19(2006.01)C12R 1/15(2006.01)C12R 1/125(2006.01) (54)发明名称微生物转化法制备α-酮戊二酸(57)摘要本发明提供了一种共表达L ‑谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶的基因工程菌及其应用。
本发明实现了L ‑谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶在微生物细胞内的高水平共表达，经过一次发酵即可获得两种酶，简化了发酵工艺。
本发明提供了使用共表达L ‑谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶的基因工程菌高效合成α‑酮戊二酸的新工艺，显著提高了生产效率和收率，减少了丁二酸生成量，降低了α‑酮戊二酸的生产成本，具有很高的工业化应用价值。
权利要求书1页 说明书7页序列表23页CN 112625993 A 2021.04.09C N 112625993A1.一种共表达L ‑谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶的基因工程菌，其中所述L ‑谷氨酸氧化酶的氨基酸序列是SEQ ID NO.1，所述过氧化氢酶的氨基酸序列选自SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.9、SEQ ID NO.11、SEQ ID NO.13。
一种微生物发酵合成α-酮戊二酸的方法[发明专利]
![一种微生物发酵合成α-酮戊二酸的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bed347bccd22bcd126fff705cc17552707225e3d.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1544642A [43]公开日2004年11月10日[21]申请号200310106298.6[22]申请日2003.11.13[21]申请号200310106298.6[71]申请人江南大学地址214036江苏省无锡市惠河路170号[72]发明人陈坚 李寅 刘立明 伦世仪 [74]专利代理机构无锡市大为专利事务所代理人时旭丹[51]Int.CI 7C12P 7/50// ( C12P7/50,C12R1:85)权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页[54]发明名称一种微生物发酵合成α－酮戊二酸的方法[57]摘要一种微生物发酵合成α－酮戊二酸的方法，通过在培养基中添加碳酸钙和增大生物素浓度促进丙酮酸发酵过程中生成大量α－酮戊二酸。
光滑球拟酵母CCTCC M202019发酵生产丙酮酸过程中，延迟碳酸钙添加时间会抑制α－KG的生成，并提高丙酮酸与α－KG的碳摩尔比(C PYR /C KG )，而增加培养基中的碳酸钙浓度会促进大量α－KG积累，碳酸钙添加浓度为40g/L时，最有利于α－KG的生成。
维持培养基中碳酸钙浓度不变，增加培养基中生物素的浓度，促进α－KG的浓度不断上升且C PYR /C KG 值不断下降，生物素浓度为60μg/L时α－KG的积累量为23.5g/L。
当有Ca 2+存在时，胞内丙酮酸羧化酶的活性可提高40％，而丙酮酸脱氢酶系的活性没有明显变化。
培养基中Ca 2+和生物素浓度的增大可显著提高丙酮酸羧化酶的活性，从而使T.glabrata从发酵生产丙酮酸转向合成高浓度的α－KG。
200310106298.6权 利 要 求 书第1/1页1.一种微生物发酵合成α-酮戊二酸的方法，其特征是利用多重维生素营养缺陷型菌株光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)CCTCC M202019发酵生产丙酮酸过程中，培养基中添加碳酸钙和增大生物素的浓度能促进发酵液中α-KG的生成。
a-酮戊二酸发酵生产工艺流程
a-酮戊二酸发酵生产工艺流程英文回答：Fermentation is a widely used process in the production of various chemicals, including a-ketoglutaric acid (a-KG). In this process, microorganisms, such as bacteria or fungi, are used to convert a substrate into a desired product. For the production of a-KG, the fermentation process involves several steps.Firstly, a suitable microorganism is selected, which has the ability to produce a-KG. Some common microorganisms used for a-KG fermentation include Corynebacterium glutamicum, Aspergillus oryzae, and Yarrowia lipolytica. These microorganisms are capable of metabolizing glucose or other carbon sources to produce a-KG.Next, a fermentation medium is prepared, which provides the necessary nutrients for the growth and metabolism of the microorganism. The medium typically contains a carbonsource, nitrogen source, minerals, and vitamins. Glucose, sucrose, or molasses can be used as the carbon source,while ammonium sulfate or urea can be used as the nitrogen source.The fermentation process is carried out in a bioreactor, which provides a controlled environment for the growth ofthe microorganism. The bioreactor is equipped with sensorsto monitor and control various parameters such as temperature, pH, and dissolved oxygen. These parameters are crucial for the optimal growth and metabolism of the microorganism.During fermentation, the microorganism consumes the carbon source and produces a-KG as a metabolic byproduct. The a-KG can be accumulated in the fermentation broth or secreted into the medium, depending on the characteristicsof the microorganism. The fermentation process typically lasts for several days to weeks, depending on the growthrate of the microorganism and the desired yield of a-KG.Once the fermentation is complete, the a-KG isseparated from the fermentation broth or medium. Various separation techniques can be used, such as filtration, centrifugation, and chromatography. The purified a-KG can then be further processed and used in various applications, such as the production of pharmaceuticals, food additives,or industrial chemicals.中文回答：酮戊二酸（a-KG）发酵是一种广泛应用于化学品生产的工艺。
戊二酸的工艺流程
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戊二酸的生产需要特定的原料，主要包括环戊酮、硝酸等。
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酮戊二酸生产工艺
酮戊二酸，又称己二酸酯酮或己二酸酰酯，是一种饱和的脂肪酸酮，化学式为
C8H12O4。
它是一种重要的工业原料，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纤维等领域，具有
广泛的市场需求。
酮戊二酸的生产工艺可以分为两个阶段：第一阶段为氧化剂丙烯醛的制备，第二阶段
为以丙烯醛为原料生产酮戊二酸。
下面将详细介绍酮戊二酸的生产工艺。
一、氧化剂丙烯醛的制备
1、材料准备：丙烯、氧气、空气、水、钠氢碳酸、钼酸铵等。
2、反应装置：反应釜、氧气气体分配装置、冷却器、水分离器等。
3、反应过程：将丙烯输送至反应釜中，加入钠碱溶液，维持反应温度在35℃~40℃，经过氧气和空气的不断通入，将丙烯氧化为丙烯醛。
当反应釜中的丙烯醛浓度达到一定比
例后，可将其抽取出来并进行精制。
4、反应产物：经过精制处理的丙烯醛可以用作制备酮戊二酸的原料，同时也是一种
重要的化工中间体。
二、以丙烯醛为原料生产酮戊二酸
3、反应过程：将丙烯醛和氢气混合，加入反应釜中，加入氢氧化钠或NaOH等碱性催
化剂，控制反应温度在80℃~90℃，经过催化剂的作用，将丙烯醛还原为己醇。
然后去除
催化剂，将己醇与五氧化二磷及乙醇混合，加热至135℃左右，在高温下进行热裂解反应，得到酮戊二酸。
最后，通过蒸馏、过滤等方式进行精制。
总之，酮戊二酸是一种广泛应用的化工原料，其生产工艺需要经过多个步骤，具有一
定的技术难度，需要严格控制反应条件和材料的处理。
随着科技的进步和工艺的不断优化，酮戊二酸的生产工艺不断得到改进和完善，将更好地满足市场需求。