固定化双菌串联发酵生产1，3-丙二醇

以葡萄糖为底物，利用分别固定化的酵母Candida krusei ICM-Y-05和肺炎杆菌Klebsiella pneumoniae ZJU 5205串联发酵生产1,3-丙二醇。实验结果表明，由C.krusei发酵而得粗甘油只需经简单离心后即可被K.pneumoniae所利用。将C.krusei包埋于NaCS/PDMDAAC生物微胶囊中，并于气升式反应器中发酵，所得发酵液直接流入固定床反应器，同时向固定床反应器补充微量元素，发酵培养经NaCS/PDMDAAC生物微胶囊包埋的K.pneumoniae，产物即为1,3-丙二醇。三批次发酵实验结果表明，1,3-丙二醇/葡萄糖的最终摩尔转化率为0.295。     

丙烯醛水合加氢制1，3一丙二醇的研究

考察了丙烯醛水舍及3-羟基丙醛加氢制1，3一丙二醇的工艺条件。在装有阳离子交换树脂催化剂的固定床层反应中，当ACR的质量分数为12～15％，反应空速为5～6h-1，反应温度为50℃，并加入少量对苯二酚阻聚剂时，ACR的单程转化率为80％，3-HPA的选择性可达87．5％。在高压釜进行3-羟基丙醛加氢催化剂筛选。结果表明使用四元合金制备的Raney Ni催化剂，在一段加氢温度为45℃，二段加氢温度为120℃，氢气压力为6MPa，搅拌转速500r。min-1时，3-HPA的转化率≥98％，产物1，3一丙二醇收率接近100％。     

微生物间歇发酵生产1,3-丙二醇过程辨识与优化

以肺炎杆菌转化甘油生成1,3-丙二醇（1,3-PD）的过程为研究体系,根据微生物间歇培养过程的特征及动态行为,建立了简化的间歇发酵过程的非线性动力系统及其参数辨识模型,论述了动力系统与辨识问题解的存在性,并求得最优辨识参数．以初始底物浓度、菌种浓度及发酵时间为控制变量,以1,3-PD的生产强度为性能指标,建立了非线性系统的最优控制模型,针对实际算例求得最优解,为1,3-PD的产业化生产设计提供理论指导．     

甘油发酵生产1,3-丙二醇的菌种筛选

本实验室从上海地区的活性污泥中分离得到能使甘油转化产生1,3-丙二醇的细菌,经过初步筛选和GC-MS分析鉴定,得到一株转化率较高的菌株,随后对其发酵条件和培养基成分进行初步的探索,确定了较为优化的培养基配方．此菌株的甘油转化率达到47．3％．     

大口径毛细管气相色谱法测定1，3-丙二醇发酵液中主要成分

采用气相色谱法测定了 1, 3－丙二醇发酵液中主要成分——乙醇、乙酸和 1, 3－丙二醇的含量 .色谱柱为 FFAP大口径毛细管柱 0.53(i.d.)× 10m,采用程序升温 ,110℃保持 2min,然后 30℃ /min升到 160℃ ,检测器温度为 250℃,回收率为 94.04％～ 102.22％, RSD 0.24％～ 2.41％,线形关系良好,方法简便可行 .     

发酵液中1, 3-丙二醇的萃取分离

1,3-丙二醇是新型聚酯PTT的主要原料之一.为解决传统的精馏法提取1,3-丙二醇能耗过大的问题,研究了萃取法自稀溶液中分离1,3-丙二醇的过程.结果表明,普通物理萃取和络合萃取法均不能有效分离1,3-丙二醇.在强酸性树脂催化下,通过加入乙醛与1,3-丙二醇发生可逆缩醛反应生成2-甲基-1,3-二烷和甲苯同步萃取反应产物的反应-萃取耦合方法,可以有效分离稀溶液中1,3-丙二醇, 1,3-丙二醇的总转化率为99.1%, 2-甲基-1,3-二烷的收率为91.2%, 分配系数为3.35. 1,3-丙二醇稀溶液的反应萃取过程具有良好的工业可行性.     

3-羟基丙酸甲酯加氢合成1,3-丙二醇反应的热力学计算

3-羟基丙酸甲酯催化加氢是合成1,3-丙二醇的一种重要反应,具有工业应用前景.本研究对该反应及其涉及的副反应进行了热力学计算.采用Benson、Joback和Constantinou-Gani 3种基团贡献法,计算了上述反应目前尚缺失的热力学数据.按照Gibbs-Helmholtz方程绘制了相关反应的热力学平衡常数的对数值(lg k)与温度的变化曲线,其中Benson法所得结果与实验结果较好吻合.依据Benson法计算的平衡常数,绘制了压力和温度、压力和氢酯比、底物浓度分别对3-羟基丙酸甲酯加氢合成1,3-丙二醇反应平衡转化率的关系曲面和曲线图,并讨论了上述参数变化对反应的影响.计算数据显示,高压、高氢酯比、低温和低液时空速有利于3-羟基丙酸甲酯向1,3-丙二醇的转化,该结果与实验数据吻合.     

1,3-丙二醇的脱盐工艺

1,3-丙二醇（1,3-Propanediol,简称1,3-PD）是重要的溶剂和化工原料,主要用于合成聚酯,聚氨酯等可生物降解材料。本文讨论采用化工工业传统的沉淀法除去发酵液中的盐类物质,同时可回收各种副产品,产生增值效应。     

微生物转化法生产1,3-丙二醇的研究进展

综述微生物转化法生产1,3-丙二醇(1,3-PD)的研究进展,包括发酵菌种和发酵工艺等.生物转化法生产1,3-PD与化学法相比,具有选择性好、转化率高、分离纯化简单、无污染、利用可再生资源等优点.要使生物转化法生产1,3-PD能与化学法竞争,在提高1,3-PD发酵生产水平的同时,必须有效降低生产成本.以生物柴油副产物废甘油为发酵底物生产1,3-PD,可大大降低1,3-PD生产成本,同时解决废甘油高附加值利用的问题,延长产业链.但存在的问题是废甘油成分复杂,抑制了微生物的生长和代谢.     

两阶段控制甘油浓度提高1,3-丙二醇发酵水平

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)分批发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD),根据菌体生长、产物生成和补料可将发酵过程分成4个阶段.不同阶段控制不同的底物浓度会对菌体生长和产物生成产生不同的影响.研究发现,菌体生长阶段(阶段Ⅱ)底物浓度控制在6.0 g/L最适合菌体生长,产物主要生成阶段(阶段Ⅲ)底物浓度控制在18.9 g/L最适合产物生成,菌浓可达7.83 g/L,最终1,3-PD的浓度为68.5 g/L,摩尔转化率为61%,生产强度为2.21 g/(L·h).     

2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的合成

以硝基甲烷和甲醛为原料,在碱性条件下,经烷羟基化和溴化两步反应合成了2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇.考察了反应温度、反应时间、溶剂中水与醇的体积比以及溶剂用量对产品收率的影响.最佳反应条件为:V(水)∶V(醇)=0.4∶1.0、V(溶剂)∶V(反应原料)=2.1∶1.0,烷羟化反应时间为1.5 h,反应温度为5℃;溴化反应时间为0.5 h,反应温度为10℃,产品收率可达到78%.     

对羟基苯乙酸的合成

以乙醛酸和苯酚为起始原料,在碱性溶液中经缩合反应得到对羟基扁桃酸钠,进一步经亚硫酸氢钠还原得到对羟基苯乙酸.目标产物经液相色谱进行了鉴定,结果表明,对羟基苯乙酸质量分数97.5%,纯度99.65%.研究发现:缩合反应中乙醛酸∶苯酚∶氢氧化钠的物质的量的比为1∶1.5∶2.5时,对羟基扁桃酸钠的收率可达85%;还原反应优化工艺:n(对羟基扁桃酸钠)∶n(亚硫酸氢钠)=1∶1.1,反应温度100℃,总压0.10～0.15MPa.该法原料来源广泛,工艺简单,成本低,产品质量好并且绿色环保,具有良好的工业前景.     

乙酸光氯化合成三氯乙酸宏观动力学研究

针对乙酸光氯化制备三氯乙酸反应过程，采用带有溢流的环流反应器，在半连续条件下测定乙酸、氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸浓度随时间的变化规律。建立了乙酸光氯化反应过程的宏观动力学方程，考虑到Cl2与乙酸、氯乙酸和二氯乙酸的反应存在竞争性，通过引入“竞争因子”提高备组分浓度模型计算值与实验值的拟合度，并估计出动力学参数。结果表明，加入“竞争因子”的平行-连串宏观动力学模型能准确地反映己酸光氯化合成三氯乙酸的反应动力学规律。     

构建基因工程菌生产1,3-丙二醇的研究进展

综述了近几年基因工程菌生产1，3-PD的研究成果，包括其关键酶、策略及基因工程菌生产1，3-PD的现状等，探讨了利用基因工程菌生产1，3-PD的发展前景．     

氨基磺酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

以氨基磺酸为催化剂,对以环己酮和1,2-丙二醇为原料合成环己酮1,2-丙二醇缩酮进行了研究。较系统地研究了酮醇摩尔比,催化剂用量,反应时间诸因素对收率的影响。最佳反应条件为:n(酮)∶n(醇)=1∶1.5,催化剂用量为1 g,带水剂环己烷15 mL,反应时间60 m in。上述条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达71.15%。     

醋酸氧化塔的实时动态仿真

建立了醋酸氧化塔动态仿真机理模型。该模型考虑了气液相返混及醋酸分子间的缔合效应,提高了模型对非稳态过程的模拟精度。此外,用“分段集总”的思想,化分布参数模型为集中参数模型,有效地减少了计算量。通过仿真研究,分析了氧化塔的动态特性,找出了最佳操作条件,对实际生产具有一定的指导意义。     

测定醋酸质子转移平衡常数的方法

介绍了三种测定醋酸质子转移常数的方法,通过实验对三种方法进行了验证,并针对三种测定方法的优缺点,对实验的开设提供了建议.结果表明：三种方法测定的结果精确度均较高.pH法原理简单,但是操作复杂,需要准确标定醋酸溶液的浓度,比较适合于分析化学实验课程开设.缓冲溶液法原理简单,不需要准确标定醋酸的浓度,可以作为非化学专业开设普通化学实验内容.电导法仪器先进,操作方法简单,实验综合性较强,适合于物理化学实验开设.     

苯甲酰氧基乙酸和对苯二甲酰氧基二乙醇酸的制备与表征

采用苯甲酰氯、对苯二甲酰氯和乙醇酸为原料,以甲苯和对二甲苯为溶剂制备出了苯甲酰氧基乙酸和对苯二甲酰氧基二乙醇酸两种化合物。通过红外(FTIR)、核磁(1H-NMR)证明成功制备出目标产物。     

两种策略实现1,3-丙二醇关键酶基因的共表达

甘油脱水酶(GDHt)和1,3-丙二醇氧化还原酶(PDOR)是甘油歧化为1,3-丙二醇(1,3-PD)的两个关键酶。采用多顺反子重组和质粒共存两种策略,对来自克雷伯肺炎杆菌(Klebsiela pneumoniae)的两个关键酶进行共表达。构建表达载体pET-28a-dhaB1B2B3-dhaT将两酶基因dhaB1B2B3和dhaT用SD序列相隔,在E.coli BL21(DE3)高水平共表达了GDHt 3个亚基和PDOR,表达蛋白分别约占菌体总蛋白的18%、9%、7%和9%。质粒pET-28a-dhaB1B2B3和pET-22b-dhaT共转化E.coli BL21(DE3)得到稳定的双质粒系统,48h后84%的细胞能同时含有两种质粒,GDHt 3亚基和PDOR分别约占菌体总蛋白的16%、8%、6%和14%。两种酶在两种表达方法下均显示高于原始菌株的酶活力。