第八章 生物基精细化学品

生物炼制考试题回忆版中文名称、分子结构式（20分）填空题（20分）生物炼制中的转化反应式简答（20分）1、生物炼制：以可再生的生物质为原料，经过生物、化学、物理方法或这几种方法集成的方法，生产一系列化学品、材料与能源的新型工业模式。

2、生物催化化学催化物理方法……燃料生物质热、电化学品材料生物合成平台生物炼制的原料和产品生物炼制原料：木质纤维素(纤维素、半纤维素、木质素）糖基化学品（淀粉、单糖、多糖）生物基油脂蛋白基材料……生物炼制产品：生物能源：燃料乙醇、生物柴油、微藻能源、生物制氢生物基材料：纤维、塑料、橡胶生物基化学品：大宗平台化合物和精细化学品3、木质纤维素的化学组成半乳糖二酸（1）纤维素的糖化作用1819年，法国植物化学家Henri Braconnot 发现帆布水解可得到与淀粉水解相同的糖。

（2）草酸1829年，锯屑和类似原料与KOH共热，可得到草酸。

（3）木炸药和硝化纤维1833年，Braconnot硝酸处理木质纤维或淀粉可形成一种可燃性化合物（木炸药，xyloidin）；1846年，瑞士巴塞尔的化学教授Christian Friedrich Schonbein开发了硝化纤维（火棉nitrocellulose）（4）纤维素1839年，法国糖厂经理Anselme Payen发现木材经硝酸和NaOH处理后可得到纤维素，并且在浓硫酸作用下可转换为D-葡萄糖。

（5）乙酰丙酸1840年，荷兰化学教授Gerardus Johannes Mulder 发现果糖和盐酸共沸可合成乙酰丙酸（Levulinic acid）。

（机理？）（8）木质纤维素1903年，英国科学家Edward John Bevan 和Charles Frederick Cross 认为木质纤维素为五大天然纤维素之一，木质素和纤维素之间通过化学键相连。

20世纪30年代末期出现了木质纤维原料一词(lignocellulose feedstock),1942年，美国的文献中开始使用木质纤维素这一术语。

生物基化学品的合成与应用研究在当今世界，随着对可持续发展和环境保护的日益重视，生物基化学品作为一种新型的绿色替代品，正逐渐引起人们的广泛关注。

生物基化学品是指利用生物质资源（如植物、微生物等）通过化学或生物转化过程合成的化学品。

与传统的基于化石燃料的化学品相比，生物基化学品具有可再生、低碳排放、环境友好等诸多优点，对于缓解能源危机、减少环境污染、实现化学工业的可持续发展具有重要意义。

生物基化学品的合成方法多种多样，其中最常见的包括生物发酵、生物催化和化学转化等。

生物发酵是利用微生物（如细菌、酵母等）在特定的条件下将生物质原料转化为目标化学品的过程。

例如，乙醇就是通过微生物发酵葡萄糖或淀粉等生物质原料生产的一种重要的生物基化学品。

乙醇不仅可以作为燃料，还可以用于合成其他化学品，如乙醛、乙酸乙酯等。

生物催化则是利用酶或微生物细胞作为催化剂，将生物质原料转化为目标化学品。

酶具有高效、专一的催化特性，能够在温和的条件下实现复杂的化学反应。

例如，利用脂肪酶催化油脂的水解和酯化反应，可以生产生物柴油等生物基化学品。

化学转化是通过化学方法将生物质原料转化为目标化学品。

例如，通过酸催化水解纤维素可以得到葡萄糖，进而通过化学合成可以生产乙二醇等化学品。

在生物基化学品的合成过程中，选择合适的生物质原料是至关重要的。

常见的生物质原料包括木质纤维素、淀粉、油脂、糖类等。

木质纤维素是地球上最丰富的生物质资源之一，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。

然而，由于木质纤维素的结构复杂，其转化利用存在一定的难度。

目前，研究人员正在致力于开发高效的预处理技术和催化体系，以提高木质纤维素的转化效率。

淀粉和糖类是较容易转化的生物质原料，可以通过发酵或化学转化等方法生产多种生物基化学品，如乙醇、乳酸、丁二酸等。

油脂则可以通过酯交换反应生产生物柴油，或者通过化学改性生产润滑油、表面活性剂等化学品。

生物基化学品的应用领域非常广泛。

在能源领域，生物柴油、生物乙醇等生物基燃料可以替代传统的石油燃料，减少温室气体排放，缓解能源危机。

精细化学品的概念和特点精细化学品的概念和特点精细化学品是指具有特定构造和性能的一类先进的分子结构材料，它们具有很高的功能性、工业性和应用前景。

精细化学品包括各种形式的有机物-无机化合物-复杂有机物以及生物分子等。

精细化学品的主要功能是作为活性助剂、有机合成原料、高分子纳米材料、润滑剂、溶剂和乳化剂，用于制造日用品、医药、农药、电子、电线电缆等产品。

一、精细化学品的概念精细化学品是指具有特定构造和性能的一类先进的分子结构材料，它们具有较高的功能性、工业性和应用前景。

最常见的精细化学品是有机物，它们可以根据用户的需要进行性能的调整和细胞结构的修改，它们的结构特点是分子结构中的多中心结构和分子表面上的特殊活性基团。

其他精细化学品还包括无机物、复杂有机物和生物分子等。

二、精细化学品的特点按其功能性的不同，精细化学品可分为活性助剂、有机合成原料、高分子纳米材料、润滑剂、溶剂和乳化剂等类别。

1、活性助剂活性助剂是一种具有活性的有机物，它们可以对各种有机物或无机物的反应过程进行协助，以提升产品的质量和性能。

活性助剂的主要功能是促进有机反应的进行，提高有机反应的活性，并可以调节细胞的合成速率、调节分子量和改善产品的性能。

2、有机合成原料有机合成原料是指以有机化合物为主要的有机物质，具有活性基团的多链烃。

有机合成原料具有反应性强、可控性好的特点，可用于复杂有机化合物的合成，如药物、染料、催化剂等。

3、高分子纳米材料高分子纳米材料是将高分子材料以纳米等级进行划分，并具有可控的分子表面特性的一类材料，它具有高结构密度、低吸湿性、高有机稳定性、低毒性等特点，可以用于医药、电子、电线电缆等领域。

4、润滑剂润滑剂是一种降低磨损和增加操作寿命的有机物，它具有极好的润滑性能、可控性好、无害性等特点，可以在传动设备、摩擦件和其他机械装备上使用。

5、溶剂溶剂是一种具有良好的溶解性和分散性的有机物，它可以用来处理各种有机物，如颜料、染料、涂料、塑料、橡胶、电子元器件、药物等。

《精细化学品化学》课程教学大纲课程名称: 精细化学品化学Fine Chemical一、课程内容理论部分:（一）绪论1.精细化学品与精细化工的概念2. 精细化学品与精细化工3. 精细化学品分类4. 精细化学品的生产特点及发展趋势（二）表面活性剂1. 表面活性剂简介2. 表面活性剂的作用原理3. 表面活性剂的功能与应用4. 常见表面活性剂简介（三）日用化学品1.护肤用化妆品2.美容用化妆品3.洗涤用化学品（四）食品添加剂1. 概述2. 食用色素3. 防腐剂4. 抗氧化剂5. 其它食品添加剂（五）香精与香料1.概述2.天然香料3.合成香料4.香精（六）染料与颜料1.概述2.染料3.功能染料4.有机颜料5.荧光增白剂（七）石油用化学品1. 概述2. 燃料油用添加剂3.开采石油用添加剂实验部分:实验一雪花膏的制备实验二十二烷基苯磺酸钠洗衣粉的制备二、大纲说明（一）课程的性质和任务《精细化学品化学》是应用化学专业本科生的选修课。

系统阐述各类精细化学品的定义, 分类, 制备方法, 构效关系等理论和方法的一门学科, 涉及有机合成, 无机材料, 分析分离技术, 物理化学, 生物学, 材料学等诸多学科专业, 具备学科的交叉及目标产品的商品化两大特征。

通过《精细化学品化学》这门课程的学习, 使学生基本掌握精细化工的范畴, 特点, 发展方向；了解部分常见精细化学品的分类、化学结构、合成化学、应用性能及范围；了解现代精细化工领域中所采用的新技术。

这门课程有助于学生学习和积累从事精细化工科研工作所需的知识和技能, 有助于培养学生综合运用知识、灵活解决实际问题的能力。

培养了能够从事精细化工教学、科研、生产应用等方面工作的专业人才。

（二）课程教学的基本要求通过本课程的教学工作, 使学生对精细化学工业的基本面貌、范畴、各系列主要产品、基本原理、性能、应用和发展趋势有一个比较全面的了解和掌握。

重点掌握典型的表面活性剂、化妆品、洗涤用品、香料香精、染料颜料、石油油田化学品的性质特点和制备工艺。

生物基精细化工政策的发展与展望
随着科技的进步和环保意识的提高，生物基精细化工产业已成为全球关注的焦点。

为了推动我国生物基精细化工产业的健康发展，政府制定了一系列相关政策。

一、政策背景
生物基精细化工是指以生物质资源为原料，通过生物技术和化学技术相结合的方式，生产高附加值、高性能的精细化学品。

这一领域的发展不仅可以缓解石油资源的压力，还可以降低环境污染，实现绿色可持续发展。

二、政策内容
1. 科技支持政策：国家鼓励科研机构和企业进行生物基精细化工的研发，提供资金支持和技术指导，推动科技创新。

2. 产业引导政策：政府通过调整产业结构，优化资源配置，引导和支持生物基精细化工产业的发展。

3. 环保监管政策：对生物基精细化工产品的生产和使用进行严格的环保监管，确保其在整个生命周期中的环境友好性。

4. 市场推广政策：政府通过各种方式推广生物基精细化工产品，提高其市场接受度。

三、政策效果
在政策的推动下，我国生物基精细化工产业取得了显著的成果。

许多科研项目取得突破，一批优秀的生物基精细化工企业崭露头角，产品的市场占有率逐年提升。

四、未来展望
随着全球对环保要求的不断提高，生物基精细化工产业将迎来更大的发展机遇。

我国政府将继续完善相关政策，进一步推动生物基精细化工产业的技术创新和市场拓展，使其成为我国经济发展的新动力。

总结，生物基精细化工是实现绿色可持续发展的重要途径，而政策的支持和引导则是推动其发展的重要保障。

我们期待在政策的引领下，我国的生物基精细化工产业能够取得更大的突破，为我国的经济社会发展做出更大的贡献。