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题名以葡萄糖为原料结合生物发酵与化学合成制备酮泛解酸
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作者
姚尧
卢希阳
舒琳
王卿惠
孙少琦
郝健
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机构
中国科学院上海高等研究院
中国科学院大学
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出处
《过程工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期97-107,共11页
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基金
上海市自然科学基金(编号:19ZR1463600)
国家重大研发计划(编号:2019YFE0196900,2017YFE0112700)。
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文摘
D-泛酸(维生素B5)是一种重要的维生素,在饲料、化妆品和制药行业均有广阔的市场。酮泛解酸是泛酸生物合成途径的中间体,易内酯化为酮基泛解酸内酯,后者可立体选择性地转化为D-泛解酸,并进一步用于D-泛酸的生产。本工作提供了一种采用α-酮基异戊酸与甲醛经羟醛反应合成酮泛解酸的新方法。其中,反应物α-酮基异戊酸可由葡萄糖原料经发酵法生产。结果表明,以葡萄糖为碳源,经克雷伯氏肺炎杆菌发酵能高水平生产D-泛酸生物合成途径的关键前体—α-酮基异戊酸。采用商品α-酮基异戊酸开发一种新型的酮泛解酸合成方法;分析合成反应机理,确定总反应级数为1.87;经条件优化确定酮泛解酸合成反应的最佳pH=13,最佳温度为45℃,此条件下酮泛解酸转化率达83.5%。调节酮泛解酸溶液pH至强酸性,有助于其内酯化合成酮基泛解酸内酯。之后采用前述优化的方法,由流加发酵制备的25.2 g/Lα-酮基异戊酸合成酮泛解酸19.9 g/L。最后通过异丁醇萃取、活性炭脱色、浓缩结晶方法进行产物提纯,调节酮基泛解酸内酯溶液pH在7~10范围内可使其开环转化回酮泛解酸。最终得到酮泛解酸及其内酯的纯品。本研究建立了以葡萄糖为原料通过α-酮基异戊酸中间体生产酮泛解酸的方法。该方法结合生物发酵和化学合成过程,采用廉价原料,具有绿色高效的特点,有望用于工业化生产泛酸。
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关键词
酮泛解酸
α-酮基异戊酸
羟醛缩合
克雷伯氏肺炎杆菌
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Keywords
ketopantoate
α-ketoisovalerate
aldol reaction
Klebsiella pneumonia
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分类号
TQ924
[轻工技术与工程—发酵工程]
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