生物技术与化学工业的可持续发展.pps

,生物技术与化学工业的可持续发展,可持续发展面临的问题,资 源 能 源 水 源 环 境 土 地 人 口,保持可持续发展的对策,1.循环经济（资源循环使用） 2.节约资源（能源），发掘新资源 3.利用国际资源 4.提高资源（能源）利用效率 5.绿色产品、绿色工艺 6.采用生物技术 7.保护环境及土地 8.控制人口,减少资源能源消耗 减少废弃物排放,改变原料路线 改变物质生产工艺,世界各国产出1美元的能源消耗比较,生物技术能做些什么？,改变产品生产原料路线 改变产品生产工艺,生物技术产业的特点,利用再生性资源 符合可持续发展 生产过程温和 污染少，多为可利用废料 自身效率提高潜力大,生物技术改造后自身效率提高实例,生物技术生产化学品的方式,生物质原料 产物 相关底物 产物,多酶系统催化,（发酵）,单酶催化,（生物催化）,生物直接生产的化学品,生物技术生产农用抗生素,生物质原料生产的主要有机酸,生物质原料生产的主要氨基酸,生物技术生产维生素,生物技术生产保健品,生物质原料生产高分子化合物,生物技术生产化工原料,生物技术的能源路线,太阳能 陆地：1150亿吨/年 海洋： 550亿吨/年,碳水化合物,生物柴油,农业生物技术,25吨/公顷,甲醇,乙醇,甲烷,氢,1700亿吨/年,生物技术生产乙醇生产工艺的进步,糖蜜 淀粉 葡萄糖 乙醇 淀粉 乙醇 化学品 纤维素 葡萄糖 乙醇 酒精浓度 10 20 生产用菌种：耐高温、耐乙醇、耐渗透压 自凝絮、快发酵,传统化工工艺,乙醇代替汽油的可能性,石油有关的生物技术,生物催化脱硫流程,生 物 催 化 反 应,生物催化技术生产化学品,淀粉酶、糖化酶,异构酶,天门冬氨酸酶,苹果酸酶,水合酶,腈酶,水合酶,加氧酶,脱羧酶,加氨酶,酶催化在光学活性手性化合物合成中的应用,手 性 化 酶,微生物酶异构化合成手性化合物,nocl,nh3,backman rearrangement reaction,h2so4,cyclohexene,nitrosdimer,dl-aminocaprolactam,d-型,l型,l-lysine,异构酶,水解,氨基化合成氨基手性化合物,加氨酶,水 解 手 性 化,水解酶,还 原 手 性 化,还原酶,dl-,（l-）,（d-）,microbial reduction of inabenfide ketone derivative to (s)-inabenfide,ketone derivative of inabenfide,(s)-inabenfide,agonomycetales sp.,yield: 98% optical purity: ca 100%,asymmetric enzymatic hydrolysis of racemic allethrolon acetate to (r)-allethrolon,microorganism or enzyme,acetate of racemic allethrolon,(r)-allethrolon,(s)-allethrolon,生物技术在工业中应用的问题,生物技术效率低、成本高 产物浓度稀 在水溶液中反应 水消耗量大 酶（生物体）安定性差 易污染杂菌 工艺过程复杂、控制点多 计算机联机控制较难 操作者技术素质要求高 动植物细胞培养技术问题更多 胰腺癌手术前后如何护理 /a/yixianaihuli/2014/1103/129.html,生物技术在化工领域应用 优先研发的课题,实现几个关键化工原料产品的经济性产业化 从可再生资源开发新产品 更广泛地发现新生物源 改造生物，提高生物加工效率 开发生物催化的新领域 开发未利用的生物资源生产有用物质 解决生物技术规模生产的工程问题，控制及过程检测问题 基因重组技术的开发和应用,利用生物质开发生物源农药,发现的新生物源农药活性物质,磷氮霉素 白肽霉素 制黄杆菌素 拟鲥霉素 变构霉素 rs-22 a、b、c,磷氮霉素类化合物的结构,antifungal avtivity of phosphazomycin c,* conventional agar dilution method was employed using potato-sucrose medium. mics were observed after 72 hours incubation.,磷氮霉素增加血小板作用 （体内试验）,变构菌素的结构,tautomycetin,antimicrobial activity of tautomycin,the conventional agar diution method was used. medium: potato sucrose agar.,拟鲥霉素的结构,拟鲥霉素的抗菌作用,拟鲥霉素的抗菌作用,*1（丁基氨基甲酰）2苯并咪唑,白肽霉素的结构,白肽霉素的抗菌活性,制黄杆菌素的结构,制黄杆菌素的抗菌活性,rs-22活性成份的化学结构,rs-22 a: r1=h, r2=h rs-22 b: r1=ch3, r2=h rs-22 c: r1=ch3, r2=ch3,实现产业化的研究成果,可再生资源生产活性物质 井冈霉素 7051杀虫素 浏阳霉素 lovastatin 2098 fk506 金核霉素 tautomycin 胰腺癌食欲差怎么办 /a/yixianaihuli/2014/1103/130.html,井 冈 霉 素 a,白色吸湿性粉末，微碱性 分子式：c20h35no13 分子量：497.5 熔 点：无固定熔点，约102开始熔化，135分解 旋光性：旋光 11010（c=1 h2o） 溶解性；溶于水、甲醇、dmf、dmso；微溶于乙醇、 丙酮；不溶于酯、醚、苯等有机溶剂 稳定性：ph 59时稳定,井冈霉素对主要病害的防治作用,井冈霉素和有机砷制剂的比较,7051 杀 虫 素,原料 淀粉 黄豆粉 等农副 产品,微生物发酵,7051杀虫素和目前常用杀虫剂效果的比较,7051杀虫素生产的工艺路线,生产菌种制备,种子罐,发酵罐,放罐,压滤,上柱吸附,解吸,浓缩,结晶,制剂,7051杀虫素产业化后的经济效益,浏阳霉素结构及其急性毒性,r1, r2, r3, r4=methyl; nonactin r1,r2,r3=methyl, r4=ethyl; monactin r1,r2=methyl, r3, r4=ethyl; dinactin r1=methyl; r2, r3, r4=ethyl; trinactin r1, r2, r3,r4=ethyl; tetranactin,浏阳霉素对抗性螨害的防治效果,2098 抗 生 素,2098fr900520 rch2ch3 fk-506 rch2-ch=ch2,compactin类降低胆固醇药物,compactin,provastatin,lovastatin,simvastatin,变 构 霉 素 的 结 构,antimicrobial activity of tautomycin,the conventional agar dilution method was used. medium: potato-sucrose agar for yeasts and fungi. bouillon agar for bacteria.,腈酶、腈水合酶在工业上的应用,丙烯酰胺工业化生产 脂肪腈化合物的催化水合 芳香腈化合物的催化水合 杂环腈化合物的腈化水合 手性催化中的应用,分解腈类化合物的微生物,含腈化合物的水解,水解酶,腈水合酶对杂环腈化合物的 催化水合,腈酶、腈水合酶在手性催化 中的应用（一）,腈酶、腈水合酶在手性催化 中的应用（二）,芳香腈化合物的水合催化,用于丙烯酰胺工业生产的微生物,只含腈水合酶，不含酰胺酶和腈酶，反应只按下列进行 2. 对底物耐受性高 3. 对产物耐受性高 4. 稳定性好 5. 催化效率高,丙烯酰胺的工业化技术,丙烯酰胺 acrylamide 制法 硫酸水合法 钢镍催化水合法 微生物酶催化水合法,催 化,水 合,丙烯腈水合酶的制备流程图,丙烯腈水合酶催化水合流程图,工 艺 路 线,微生物催化法,丙烯腈水,催化剂,水合反应 100150,脱色,催化剂分离,未反应丙烯腈分离,浓缩,产品,丙烯腈水,固定化细