戊二胺的生物合成-李治

生物酶法合成1,5-戊二胺的研究进展邓洁;高震;高华;吴巧芬;蒋承建【期刊名称】《广西科学》【年(卷),期】2017(024)001【摘要】With the rapid development of global economy, the requirements for polyamide, polyurethane and other polymer products are increasing annually.1,5-Diaminopentane is an important chemical monomer to synthetize polymer, such as polymides and polyurethane.Biosynthesis of 1,5-diaminopentane is of potential competitiveness, sustainable and also friendly to environment.In this paper, the latest research progress of the functions of key enzymes in metabolic pathway, 1,5-diaminopentane in Escherichia coli,Corynebacterium glutamicum,Bacillus methanolicus are reviewed and the prospect is forecasted.%随着经济的飞速发展,全球每年对聚酰胺、聚氨酯等多聚物产品的需求量呈现逐年增长的趋势.1,5-戊二胺是合成聚酰胺等多聚物的重要单体,生物法合成1,5-戊二胺是一种具有潜在竞争力的绿色环保、资源可持续利用的方法.本文将从代谢途径中的关键酶,大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌以及甲醇芽孢杆菌中戊二胺代谢途径工程改造的最新研究进展4个方面进行综述,并对其前景进行展望.【总页数】9页(P40-47,53)【作者】邓洁;高震;高华;吴巧芬;蒋承建【作者单位】广西大学生命科学与技术学院,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西南宁 530004;广西大学生命科学与技术学院,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西南宁 530004;广西大学生命科学与技术学院,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西南宁 530004;广西大学生命科学与技术学院,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西南宁 530004;广西大学生命科学与技术学院,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】Q815【相关文献】1.利用大肠杆菌全细胞催化赖氨酸发酵液生产1,5-戊二胺 [J], 齐雁斌;马伟超;陈可泉2.1,5-戊二胺的正辛醇/水分配系数测定 [J], 谭头云;杨洪达;许来威;孙剑英;俞霖洁;王晨茜3.谷氨酸棒杆菌发酵生产1，5-戊二胺的代谢流分析 [J], 黎明;唐奇;李东霞;随树珍;路福平4.生物法制备1,5-戊二胺的研究进展 [J], 张凯;蔡恒;汪晨;张恒丽5.用固定化L-赖氨酸脱羧酶细胞制备1,5-戊二胺 [J], 蒋丽丽;刘均忠;沈俞;刘茜;焦庆才因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

李东霞 等/生物法合成戊二胺研究进展Chinese Journal of Biotechnology/cjbcn February 25, 2014, 30(2): 161−174 DOI: 10.13345/j.cjb.130256 ©2014 Chin J Biotech, All rights reservedReceived : May 18, 2013; Accepted : August 20, 2013Supported by : National Natural Science Foundation of China (No. 21176190), Key Technology Research and Development Program of Tianjin, China (No. 11ZCKFSY00900), Tianjin Research Program of Application Foundation and Advanced Technology (No. 11JCYBJC09600), Changjiang Scholars and Innovative Research Team (No. IRT1166).Corresponding author : Ming Li. Tel: +86-22-60601958; Fax: +86-22-60602298; E-mail: liming09@国家自然科学基金(No. 21176910), 天津市科技支撑计划 (No. 11ZCKFSY00900), 天津市应用基础及前沿技术研究计划(No. 11JCYBJC 09600), 长江学者与创新团队项目(No. IRT1166) 资助。

生物工程学报生物法合成戊二胺研究进展李东霞，黎明，王洪鑫，王舒雅，路福平天津科技大学生物工程学院 工业发酵微生物教育部重点实验室 国家工业酶工程实验室 天津市工业微生物重点实验室，天津 300457李东霞, 黎明, 王洪鑫, 等. 生物法合成戊二胺研究进展. 生物工程学报, 2014, 30(2): 161−174.Li DX, Li M, Wang HX, et al. Progress in biosythesis of diaminopentane. Chin J Biotech, 2014, 30(2): 161−174.摘 要: 随着经济快速发展，大气污染和全球变暖的趋势日益恶化。

(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 201810985795.4(22)申请日 2018.08.28(71)申请人 河北美邦工程科技股份有限公司地址 050000 河北省石家庄市高新区珠江大道88号长九中心1号联盟总部办公楼01单元0801(72)发明人 刘东　闫利军　卢远峰　魏朝帅　张玉妹　高文杲　张玉新　金作宏　刘永英　李彦欣　(74)专利代理机构 石家庄国域专利商标事务所有限公司 13112代理人 苏艳肃(51)Int.Cl.C07C 209/84(2006.01)C07C 209/86(2006.01)C07C 211/09(2006.01)C12P 13/00(2006.01)(54)发明名称一种1,5-戊二胺的制备方法(57)摘要本发明提供了一种1,5-戊二胺的制备方法，包括以下步骤：a、将赖氨酸盐溶解得到赖氨酸盐水溶液；b、将赖氨酸脱羧酶和维生素B6辅酶加入到赖氨酸盐水溶液中进行赖氨酸脱羧反应；c、采用截留分子量为3000~6000的超滤膜对步骤b所得的1,5-戊二胺盐溶液进行过滤；d、采用大孔吸附树脂对步骤c所得的1,5-戊二胺盐超滤液中的维生素B6辅酶进行选择性吸附；e、将步骤d所得的除酶的1,5-戊二胺盐溶液送入两室双极膜电渗析装置中进行除盐；f、将步骤e所得的1,5-戊二胺水溶液进行浓缩脱水，之后进行减压蒸馏，轻相经冷凝后即得到1,5-戊二胺产品。

本发明制备方法成本低，环保压力小，产品纯度高，适宜工业化应用。

权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 108997141 A 2018.12.14C N 108997141A1.一种1,5-戊二胺的制备方法，其特征是，包括以下步骤：a、将赖氨酸盐溶解于水中，得到pH值为6.0～7.0的赖氨酸盐水溶液；b、将赖氨酸脱羧酶和维生素B6辅酶加入到步骤a所得的赖氨酸盐水溶液中，在30～40℃条件下进行赖氨酸酶促脱羧反应，得到1,5-戊二胺盐溶液，在反应过程中加入酸溶液维持pH值为6.0～7.0；c、采用截留分子量为3000~6000的超滤膜对步骤b所得的1,5-戊二胺盐溶液进行过滤，得到含有维生素B6辅酶的1,5-戊二胺盐超滤液和赖氨酸脱羧酶溶液，分离出的赖氨酸脱羧酶溶液处理后循环利用；d、采用大孔吸附树脂对步骤c所得的1,5-戊二胺盐超滤液中的维生素B6辅酶进行选择性吸附，得到除酶的1,5-戊二胺盐溶液；e、将步骤d所得的除酶的1,5-戊二胺盐溶液送入两室双极膜电渗析装置中，在电流密度为30～60mA/cm2、电压为20～100V、温度为20～30℃的条件下进行除盐，得到质量浓度为20%～30%的1,5-戊二胺水溶液和浓度为5～50g/L的酸溶液，所述酸溶液回收用于调节酶促脱羧反应的pH和大孔吸附树脂的解吸；f、将步骤e所得的质量浓度为20%～30%的1,5-戊二胺水溶液在常压、95～105℃条件下进行浓缩脱水，之后在110～130℃条件下进行减压蒸馏，轻相经冷凝后即得1,5-戊二胺产品。

(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 201811506539.9(22)申请日 2018.12.10(83)生物保藏信息CCTCC NO：M 2018736 2018.11.01CCTCC NO：M 2018737 2018.11.01(71)申请人 上海凯赛生物技术研发中心有限公司地址 201203 上海市浦东新区张江高科技园区蔡伦路1690号5号楼申请人 凯赛生物产业有限公司(72)发明人 路飞　李乃强　于丽珺　周豪宏　刘修才　(74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限公司 11002代理人 王文君　陈征(51)Int.Cl.C12P 13/00(2006.01)C12R 1/19(2006.01)C12R 1/01(2006.01)(54)发明名称1,5-戊二胺的制备方法(57)摘要本发明涉及一种1,5-戊二胺的制备方法。

该方法在赖氨酸发酵过程中接入含有赖氨酸脱羧酶菌株的种子液，进行混合发酵，适于产业化生产1,5-戊二胺。

本发明尽可能减少戊二胺对微生物毒性从而造成对发酵不利的影响，同时使得后续的工艺更简化，具有一定的商业化价值。

权利要求书1页 说明书7页CN 109536542 A 2019.03.29C N 109536542A1.一种1,5-戊二胺的制备方法，其特征在于，在赖氨酸发酵过程中接入产赖氨酸脱羧酶菌株的种子液，进行混合发酵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产赖氨酸脱羧酶菌株的种子液的培养时间为10-25h，优选为15-20h；或者所述种子液中赖氨酸脱羧酶的含量≤20U/mL。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，赖氨酸发酵过程中接入所述产赖氨酸脱羧酶菌株的种子液的时机为在赖氨酸生产菌株发酵的中后期阶段，或者在赖氨酸发酵液中赖氨酸含量达到最高值的50-80％时。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，接入所述产赖氨酸脱羧酶菌株的种子液的时机为赖氨酸发酵到20-80h时，优选为30-70h时，更优选为50-60h时。

(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 202011278846.3(22)申请日 2020.11.16(71)申请人 中海油常州涂料化工研究院有限公司地址 213016 江苏省常州市钟楼区龙江中路22号申请人 中海油能源发展股份有限公司　中海油常州环保涂料有限公司(72)发明人 谭伟民　狄志刚　史立平　雒新亮　王亚鑫　郁飞　刘仲阳　饶兴兴　何毅　(51)Int.Cl.C12P 13/00(2006.01)B01D 15/18(2006.01)B01D 15/10(2006.01)C12R 1/19(2006.01)(54)发明名称一种多菌联合发酵制备戊二胺的方法(57)摘要本发明公开了一种多菌联合发酵制备戊二胺的方法，将赖氨酸生产菌株产生的赖氨酸实时从赖氨酸发酵罐中移到脱羧酶发酵罐中生成戊二胺，脱羧酶发酵罐中的戊二胺也实时从发酵体系中异位分离出来，在多菌联合发酵制备戊二胺时不断的向赖氨酸生产菌株发酵罐中补充营养物质，让已经具有生物量种群优势的赖氨酸菌株持续合成赖氨酸，再将赖氨酸移出到脱羧酶发酵罐中生成戊二胺同时异位分离。

利用发酵分离过程技术，将两步发酵过程组合起来，中间产物赖氨酸和产品戊二胺在各自的体系异位分离，提高了两株菌株的产量和原料的利用效率，单位菌体的生产能力也明显提高，提升戊二胺产品的产率和经济性，具有良好的放大前景和放大空间。

权利要求书2页 说明书12页 附图4页CN 112322672 A 2021.02.05C N 112322672A1.一种多菌联合发酵制备戊二胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按需要搭建发酵分离耦合装置，向装置的发酵罐内加入发酵培养基升温至121℃维持20分钟后后降温至28-40℃、0.1-2.0vvm通入空气；步骤2，取赖氨酸生产菌株的种子液，按体积比1：10接入赖氨酸发酵罐中，取脱羧酶生产菌株的种子液，按体积比1：10接入脱羧酶发酵罐中，先开启赖氨酸发酵罐进行发酵，发酵温度为28-40℃、通气量0.1-2.0vvm下发酵24-72h，当赖氨酸发酵罐发酵进行10-44小时后，再开启脱羧酶发酵罐进行发酵，发酵参数28-40℃、通气量0.1-2.0vvm下发酵2-8h，向脱羧酶发酵罐中加入诱导剂后，继续发酵16-70h；步骤3，赖氨酸发酵罐内的赖氨酸浓度处于100-200g/L时，过滤发酵液，并将发酵清液通入脱羧酶发酵罐中，同时启动分离吸附装置，将脱羧酶发酵罐中的发酵液滤掉菌体后，进入吸附装置中分离得到的转化液，再回到赖氨酸发酵罐中继续发酵或者在戊二胺浓度高于100g/L流向储罐；步骤4，当流经吸附装置的转化液中戊二胺浓度变化值小于5g/L时，结束发酵过程；整个发酵过程中在发酵0h和36h时，发酵体系添加终浓度20-500单位的抗生素，结束后发酵液中的二元胺进行分离，对耦合装置吸附的二元胺进行洗脱分离，分离后，清洗装置内的各个部件，即可重新组装循环利用；上述发酵过程中，pH控制在6.8-7.2，溶氧控制在20％-40％。

(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 201811080202.6(22)申请日 2018.09.17(71)申请人 上海凯赛生物技术股份有限公司地址 201203 上海市自由贸易试验区蔡伦路1690号5幢4楼申请人 CIBT美国公司(72)发明人 董筱雯　杨晨　秦兵兵　刘修才　(74)专利代理机构 北京律智知识产权代理有限公司 11438代理人 王莹　于宝庆(51)Int.Cl.C07C 211/09(2006.01)B01D 61/44(2006.01)(54)发明名称一种1,5-戊二胺的制备方法(57)摘要本发明公开了利用双极膜电渗析制备戊二胺的方法，将1,5-戊二胺盐溶液，经过双极膜电渗析装置的盐室，进行双极膜电渗析处理，在所述碱室得到戊二胺溶液。

本发明的技术方案不引入新的碱，即可有效提取戊二胺成品，原料成本非常低；并且，在得到戊二胺溶液的同时，可得到可回收利用的酸溶液；同时本发明的技术方案对色素的去除效果非常明显，得到的戊二胺溶液纯度高，色度很低，得到的戊二胺产品纯度高，纯度在97.5％以上；并且戊二胺的收率高，收率在95％以上。

权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 110903201 A 2020.03.24C N 110903201A1.一种1,5-戊二胺的制备方法，包括以下步骤：将1,5-戊二胺盐溶液，经过双极膜电渗析装置的盐室，进行双极膜电渗析处理；所述盐室由阳离子交换膜和阴离子交换膜形成；双极膜的作用下产生氢离子和氢氧根离子；在电场推动下，戊二胺盐中的戊二胺离子透过阳离子交换膜，直到双极膜的阴离子交换膜时被截留，戊二胺盐中的阴离子透过阴离子交换膜，直到双极膜的阳离子交换膜时被截留，氢离子透过双极膜的阳离子交换膜，直到阴离子交换膜时被截留，氢氧根离子透过双极膜的阴离子交换膜，直到阳离子交换膜时被截留；阳离子交换膜和双极膜的阴离子交换膜之间，形成碱室，阴离子交换膜和双极膜的阳离子交换膜之间，形成酸室；在所述碱室得到戊二胺溶液。

生物法制备戊二胺项目调研报告一、中维化纤情况简介中维化纤股份有限公司于2015年成立，注册资金3.7亿元人民币，总部位于上海，生产基地设于河南省鹤壁市，由上海摩资投资有限公司、上海巧金投资中心共同注资打造。

公司主要生产尼龙66高强FDY长丝、尼龙66色纱、尼龙66功能性纱、尼龙工业短纤、尼龙改性工程塑料、高温尼龙、耐候尼龙、透明尼龙、共聚半芳香尼龙、多元长碳链共聚尼龙等特种尼龙工程塑料，是国内唯一生产尼龙66汽车安全气囊丝的民族企业。

二、生物法制备戊二胺技术戊二胺，即1,5-戊二胺，是合成尼龙56的重要原料，与己二胺互为同系物。

目前戊二胺主要由生物发酵法制备，从工艺路线以及相应的理论成本测算上，已经具备了与己二胺竞争的可能。

技术路线：国内以凯赛生物为代表的企业采用一步法，即直接从玉米为原料，通过发酵工艺生产出戊二胺，该工艺流程固废、液废多，并有大量硫酸盐副产物，分离过程需采用脱轻工艺，能耗高。

韩国CJ、伊品生物等企业则采用赖氨酸脱羧工艺，在原有的赖氨酸生产装置基础上，以液态赖氨酸为原料，加一道脱羧的工艺，制成戊二胺；该工艺转化率高，分离精制过程简单，无需脱轻工艺，因此较为节能环保。

成本分析：上述两种工艺路线没有实质性的差异，赖氨酸脱羧工艺是把污染和能耗留给了从玉米发酵到赖氨酸的工艺环节，因此理论成本略高于一步法。

经测算，凯赛生物采用玉米发酵工艺制备戊二胺吨产品成本约为1.27万元，韩国CJ采用赖氨酸脱羧工艺制备戊二胺吨产品成本约为1.48万元。

与类似产品对比，己内酰胺吨产品成本约为1.2万元，英威达公司己二胺吨产品成本约为1.65万元。

关键技术：从目前公开的部分文献来看，生物发酵法制备戊二胺的关键在于获取高耐受、高转化的工程菌种，而目前的基因工程技术已经为构造和培育此类菌种提供了可行性。

韩国CJ、伊品生物均有可应用于赖氨酸发酵制备戊二胺的大肠杆菌培育技术。

三、现有戊二胺生产企业进展情况凯赛生物进行了全产业链开发，是该领域走在最前端的企业，在新疆乌苏建设年产能5万吨生物基戊二胺、年产能10万吨聚酰胺。

戊二胺在有机合成中的应用
秦兵兵
【期刊名称】《化工中间体》
【年(卷),期】2015(011)006
【摘要】戊二胺作为一种新的有机合成中间体，在高温条件下，用分子筛或贵金
属催化，可以高收率的得到吡啶或哌啶。

戊二胺与光气反应，可以制备得到五亚甲基二异氰酸酯，该化合物制备得到的涂膜有独特的性能。

【总页数】1页(P144-144)
【作者】秦兵兵
【作者单位】上海凯员生物技术研发中心有限公司上海201203
【正文语种】中文
【中图分类】O621.3
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