南开大学应用科技成果项目选编

1、南开大学应用科技成果项目选编南开大学科技处（邮编300071）联系人：米江林张玮光吴伟华电话：（022）23508838传真：（022）23504856网址：一、医学及医药类.中药丹参三倍体新品种选育及推广丹参是我国传统医药学中应用最早、最广泛的药物之一，在临床上被广泛用于治疗冠心病、心绞痛、缺血性中风等疾病。目前我国以丹参为原料生产的中成药有100多种，其中复方丹参滴丸已进入16个国家的主流医药市场，2005年丹参多酚酸盐及其注射用丹参多酚酸盐作为国家新中成药已经投放市埸。这些药品的开发不仅充分发掘了丹参的药用价值，也扩大了丹参的市场需求造成丹参供应的短缺。然而，我国丹参药材产量，自上世纪七

2、十年代以来就供不应求，而栽培丹参至今全国还没有一个统一的品种。培育丹参新品种已是当务之急，因此，本项目提供的三倍体丹参新品种有重要应用价值。南开大学建立了我国第一个丹参三倍化育种新体系，建立了我国主要丹参产区栽培和野生丹参种质资源圃，并从形态学、细胞学和分子生物学水平对丹参进行了研究，培育了一系列丹参基因组多倍化新种质和新品种，具体研究工作有：创造了17个株系白花丹参同源四倍体，现已有四倍体M2代约400株种群,可以满足三倍体丹参的培育需要；对180个株系三倍体丹参F1代优势率进行了分折，三倍体丹参根部药材产量单株最高达1150克/株，株间优势率100%；已将我国12个省、市地区的丹参改造为三

3、倍体，并选育出七个地区的12个三倍体丹参新品种，为在全国推广三倍体丹参新种质做好了准备；建立了三倍体丹参自然杂交制种法，为大面积三倍体杂交制种奠定了基础。2007年11月在天津蓟县试验基地召开的“丹参基因组多倍化新品种选育”现场验收会，对三倍体丹参根部生长状况和根部药材产量进行了现场考查、验收，在测定的42株三倍体丹参中，根部药材单株平均产量达416.5克/株，比二倍体对照增加3.3倍。丹参在我国广泛分布，耐土壤脊薄，各种土壤类型均能生长，是新农村建设、农民致富的好帮手。南开大学培育的新品种具有以下特点：.三倍体丹参杂种优势可以保持10年以上，三倍体丹参抗病性，抗逆性增强，适应性强，全国各地均

4、可种植。通过三倍体新品种产生的杂种优势，可以大幅度提高栽培丹参药材产量。.栽培丹参一般亩产600-1000斤,本项目推广的三倍体丹参新品种亩产可达2000斤以上，效益显著增加。本项目的基础研究“药用植物丹参种质资源的遗传改良与种质创新研究”得到国家自然科学基金资助，丹参三倍体的培育方法已申请发明专利，专利(申请)号：200710061227.7O.高纯度汉防己单体生物碱的制备成果与项目的背景及主要用途防己是一种重要的中药材，具有利水消肿，祛风止痛的功效。防己中的主要成分汉防己甲素为双节基异喳啾类生物碱，具有消炎、镇痛、降压、抗矽肺等作用。随着细胞分离技术及分子生物学研究的长足发展，药理研究已逐

5、渐深入到细胞、亚细胞及分子水平，近期研究发现汉防己生物碱中汉防己甲素(Tetrandrine,Tet)是天然的非选择性钙通道阻滞剂，又是钙调蛋白的天然拮抗剂，影响钙离子的跨膜转运及在细胞内的分布，因此Tet具有更广泛的药理作用和临床应用前景，在抗肝细胞纤维化、缺氧性肺动脉高压的防治、特别是逆转肿瘤化疗多药耐药性方面引起了人们的高度重视。目前市场上汉防己甲素的制剂有片剂和水针剂，均为地标升国标品种，存在质量标准低、质控方法简单的不足；另外，为保证主药的稳定，水针剂中加有大量抗氧化剂和络合剂，影响了临床用药安全。因此我们采用新的原料药提取工艺，建立高纯度的汉防己甲素质量标准；改变了传统的水针剂型，

6、开发新的冻干粉针剂，使主药贮存更加稳定，且不含任何稳定剂，增加了临床用药的安全性。汉防己含有汉防己碱、防己诺林碱、甲基粉防己碱、二小聚胺、轮环藤酚碱等生物碱，由于结构和性质接近，分离纯化比较困难。现有方法存在如下问题：1）提取中多数工艺需要在开放环境中大量使用强毒性的溶剂苯、氯仿等，对操作人员和环境的危害很大：2）活性炭脱色时样品损失较多；3）方法复杂，可操作性差，生产成本较高。为此，我们建立了树脂法分离纯化工艺，改变了传统合成大孔吸附树脂的方法，引入疏水作用、偶极作用、氢键作用、功能基团的化学作用等多重作用的相互协同，合成一类弱极性吸附树脂，用于汉防己中甲素和乙素生物碱的分离，制备含量高于9

7、8%的汉防己甲素原料药。技术原理与工艺流程简介通过改变共聚单体、致孔剂、交联剂的种类和用量，合成了一类非聚苯乙烯骨架的大孔吸附树脂，同时在聚合过程中可将所需功能基引入树脂骨架上。由于此类树脂骨架避免了苯环的引入，因此树脂与吸附质分子之间的nn相互作用大大消弱，对汉防己甲素的吸附力较弱；另一方面，由于树脂骨架上引入了特殊的功能基，能与汉防己乙素分子中的酚羟基发生特异性相互作用，在多种吸附力的协同作用下，树脂对汉防己乙素的吸附能力大大提高，选择合适的洗脱剂即可将结合较弱的汉防己甲素从树脂柱上解析，达到甲素和乙素的分离。技术水平及专利详细考察吸附溶液浓度、吸附速度、洗脱液种类、洗脱速度等操作条件对分

8、离纯化效果的影响，建立最佳提取工艺，使汉防己甲素提取物的质量稳定，含量达到99%以上。获得中国药品食品监督管理局颁发的原料药生产批件，并以此开发出冻干粉针剂。申请发明专利两项：专利（申请）号：200710056757.2,200610129355.6O应用领域及能为产业解决的关键技术应用领域为医药、材料行业，可提供大量的、低成本的单体生物碱样品，可进行更为深入的药理药效研究，并进行化学修饰，制备具有抗癌活性的天然药物。解决了汉防己中两种结构相近的生物碱的分离，建立了低成本、工艺简单、环境友好的高纯度汉防己甲素原料药生产工艺。应用前景分析近年来的研究发现，中药汉防己中生物碱类有效成分汉防己甲素作

9、为一种有效的天然钙拮抗剂，不仅有直接抑制肿瘤细胞的作用，更重要的是可作为一种有效的肿瘤耐药逆转剂应用于临床，这对克服肿瘤细胞多药耐药，提高抗癌药物疗效有重要的临床应用价值和广阔的应用前景。.高纯度银杏内酯的制备成果与项目的背景及主要用途在天然植物药的开发中，银杏叶的现代药用研究无疑是热点之一。七十年代初，德国首先用溶剂萃取的方法大规模生产具有明确质量标准的银杏叶提取物EGb761,为黄酮4（含量在24%以上）和帮内酯（银杏内酯和白果内酯的总和，含量在6%以上）的混合物，并以此开发成了疗效显著、稳定的治疗心脑血管疾病的单方植物药，成为欧洲最为畅销的药品，引起了国际医药界极大的关注。目前国内外上市

10、的银杏制剂所用原料均符合EGb761的质量标准。但是，随着研究的深入，大量的药理和临床实验都证明了银杏叶提取物中的主要药效成分黄酮成和菇内酯的药理作用并不完全相同，因此，单一有效成分新药成为近十年来欧美发达国家竞相开发的目标。八十年代初，法国科学家P.Braquet领导的研究小组对银杏内酯的药理活性进行了研究，首次发现银杏内酯是一类非常有效的血小板活化因子（PAF）天然拮抗剂，血小板活化因子PAF是由血小板和多种炎症细胞产生和分泌的一种内源性磷脂，是迄今发现的最有效的血小板聚集诱导剂，具有广泛的生物学活性，它除导致血栓形成及参与心血管疾病的发生和发展以外，还与其它多种疾病的发生密切相关，如哮喘

11、、休克、炎症、器官移植时的排斥反应等，因此PAF拮抗剂的研究一直是八十年代以来寻找上述疾病的特效和高效治疗药物的热点。另外，近年来的研究发现，除银杏内酯外，银杏菇内酯还包括另一类化合物，即白果内酯，它能有效抵抗神经末梢的衰老，对器质性神经系统疾病有明显的疗效，尤其对抑郁症的治疗极为有效，且无毒副作用。银杏内酯口服，生物利用率很高，并能在1一2小时内迅速进入血液，这对一般疾病的治疗已不成问题，但用于急救，药效的发挥显得速度较慢，因此近年来国际上热衷于银杏内酯针剂的开发，这对于银杏内酯的制备提出了很高的要求。为此，我们根据黄酮和菇内酯的结构特点，设计合成了一类兼具氢键、疏水、筛分多种作用的协同效应

12、的吸附树脂，成功地将黄酮和内酯分离，可经吸附、洗脱一步制备含量高于90%的银杏内酯提取物。技术原理与工艺流程简介通过改变反应单体和交联剂，使得所需的功能基团在树脂聚合过程中即被引入到树脂骨架上，通过含有所需功能基的反应单体投料量的变化，控制树脂上功能基含量，使其与银杏黄酮类化合物可发生特异性吸附。由于避免苯环的引入，树脂的极性较大，对银杏内酯的吸附能力大大减弱，所以银杏内酯和黄酮得到有效分离。在此基础上，制备一类孔径均匀的具有筛分能力的吸附树脂，通过改变树脂初始交联度，使其在不同溶胀程度下发生后交联反应，可制备一系列孔径尺寸可调的树脂，通过吸附实验筛选，得到适宜孔径的树脂，用于银杏内酯粗提物中

13、未知杂质的去除，使得银杏内酯含量达到90%。详细考察吸附溶液浓度、吸附速度、洗脱液浓度、洗脱速度等操作条件对纯化效果的影响，建立最佳提取工艺。应用领域、技术水平及能为产业解决的关键技术、专利应用领域为医药、材料行业，可提供低成本、高纯度的银杏内酯提取物（总内酯纯度高于90%）,可进一步研究开发银杏内酯冻干粉针剂，用于脑梗塞（脑血栓形成、脑栓塞）中风中经络的痰瘀阻络症的临床治疗。专利（申请）号：200710057753.6o应用前景分析及效益预测利用此种新型吸附树脂制备银杏内酯提取物，工艺简单，可直接用于工业化生产，且与溶剂萃取法相比，该法生产成本大大降低，因此在价格上这种提取物本身已极具市场竞

14、争力，由此开发出的银杏内酯针剂，无疑应具有更强的竞争力和更广泛的应用前景。.超高效纳米高分子吸附材料及在制药中的应用成果与项目的背景及主要用途本项目发展了一种新的高分子纳米粒子制备技术，研制了超高效纳米球粒制备平台，制备高分子粒子种类包括：单烯和双烯类化合物为单体的系列高分子纳米球粒材料。球粒形态有球体、囊状、纺锤以及核壳结构。此制备平台所得到的超高效球粒特点是不含任何表面活性剂和离子基团，纳米球体在水溶液中可稳定存在，不团聚。球体粒径可控在30-800nm,球体表面光洁、组份单一、具有单分散性。超高效纳米吸附材料在制药中具有重要应用前景，多种吸附药物的试验结果表明，此类纳米粒子具有超常的溶胀

15、和吸附能力。另外，对药物结晶剩余母液有超强净化力，可用于贵重药物的提取，同时可用于高有毒物质的净化。同时由于其粒径均一、可调，还可用于计算机芯片化学机械整平技术中的打磨剂。技术原理与工艺流程简介将高分子或其单体经自组装制备成高分子纳米、纳微米粒子。此工艺适应于多种高分子材料的制备，如聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚毗洛烷酮以及生物可降解高分子材料等。技术水平粒子结构可形成囊、球体、纺锤体；粒子大小在30-800nm间且粒径大小可调；尺度可达到高度均一，尺度分布系数可达到1.005以内。此种粒子具有高持溶剂性能、高溶胀性能和高吸附性能。专利（授权）号：ZL200310119366.2o应用前景分析及效益

16、预测超高效球粒特点是不含任何表面活性剂和离子基团，纳米球体在水溶液中可稳定存在，不团聚。球体粒径可控在30-800nm,球体表面光洁、组份单一、具有单分散性。可制备生物相亲可降解材料，在制药中具有重要应用前景，多种药物的试验结果表明，此类纳米粒子具有超常的溶胀和吸附能力，可适用于药物缓释载体；并对药物结晶剩余母液有超强净化力，可用于贵重药物提取，同时可用于高有毒物质的净化。由于其粒径均一、可调，可应用于计算机芯片化学机械整平技术中的打磨剂。超高效材料的特殊性能有望为所应用行业带来可观的经济效益。应用领域及能为产业解决的关键技术缓释药物载体载药量低的问题。计算机芯片打磨剂粒子尺度分度不均一，粒子

17、直径不可调等问题。.人参皂或单体组分的分离成果与项目的背景及主要用途含有人参皂4类有效成分的中药材在民间传统用药和现代药物开发研究中都表现出显著的生物活性，例如人参、西洋参、三七等。人参皂4中的药理成分主要含有几种结构相近的单体皂成成分，如人参皂鼠Rbl,人参皂比Rgl,人参皂或Re,另外三七中还含有一种特殊的单体皂或三七皂成R1。一般的，单体皂玳几乎可以再现总皂成的全部生物学活性，但是随着研究的深入，人们发现有些单体皂黄具有独特的药理作用，甚至发现有些单体皂氐具有相反的药理活性，因此单体皂玳的不同配比能够实现不同的药效，另外更为重要的是Rbl可以经过化学转化方法对其进行化学结构的修饰改造，得

18、到某些次生哀的纯品。次生式一般具有明显的药理活性，如Rh2是一种新近发现的抗肿瘤、抗转移的天然植物成分，是化疗增效减毒的首选药物，具有极高药用价值和应用前景；但是这些次生玳一般含量甚微或者植物中不含有，只是一种代谢产物，所以极大地限制了它的应用开发，因此若能从含量较高的人参皂茂单体通过化学结构的修饰或改造得到所需的次生贰，对于人参皂成的药用研究必将起到更积极的作用。目前单体皂忒的主要来源仍然是从天然植物中提取分离，一般是采用溶剂萃取法，反复过硅胶柱或Sephadex柱，步骤繁琐，耗费大量的溶剂，对分离性质差别小的化合物分离度较差，且操作时间长，溶剂耗费量大。另外，用正相或者反相的HPLC可对单

19、体皂贰进行分离，得到的产品纯度较高，但是一般得到的量比较少，仅限于分析用，且成本很高。本项目为了解决现有技术中存在的问题，设计合成了一种孔径均匀，因而具有尺寸筛分能力的高选择性吸附树脂，并将其用于人参总皂式、三七总皂贰提取物中单体皂贰Rbl的分离，以市售的提取物为原料，只经“吸附一脱附”一步简单工艺，即可达到人参皂玳Rbl与其他单体皂氐的完全分离，同时所建立的分离工艺适于大规模的工业化生产。技术原理与工艺流程简介改变传统的大孔吸附树脂由非良溶剂经相分离致孔的方法，采用傅氏烷基化后交联方法合成一种平均孔径较小且孔径分布均匀的新型孔结构的吸附树脂，此类树脂兼具筛分和吸附双重功能，可实现总皂贰中分子

20、尺寸较大的单体皂忒Rbl的分离。工艺流程：应用领域及能为产业解决的关键技术应用领域为医药、材料行业，可提供大量的、低成本的单体人参皂忒，可进行更为深入的药理药效研究，并进行化学修饰，制备具有抗癌活性的次生贰化合物，可开发出一类抗肿瘤的天然药物品种。申请中国发明专利一项，名称为：筛分型吸附树脂的制备及在分离人参皂冢单体Rbl中的应用，专利（申请）号：200710056756.8.SPR生物传感器及其对DNA的检测分析项目的背景及目的SPR（表面等离子共振）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态

21、、高灵敏检测等优点，因此SPR传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制一种基于SPR技术的光机电一体化系统。技术原理与工艺流程SPR生物传感系统利用光在全反射时入射光与金属表面的等离子发生共振的原理，探测生物分子之间是否发生相互作用以及结合的动力学参数，是生物学、化学、物理学等多个学科有机结合的产物。工艺流程：传感器制作、敏感膜制备、光学子系统构建、测试子系统构建、分析软件开发。主要技术性能指标系统灵敏度为96.81度/RIU,分辨率为3.59X10-4riu,可检测DNA

22、分子相互作用引起的折射率变化范围为1.00-1.43RIUo技术水平及用途所开发的试验系统已经达到了国际先进水平，2004年通过省级技术鉴定。申请专利两项：1、专利（申请）号:200410094090.1,2、专利（授权）号：ZL200420056276.3O产品化后，可以用于疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。应用前景分析及效益预测应用行业1.医疗机构2.科研院所3.检验检疫。首先，一套智能化的SPR生物医学检测分析系统的批量生产成本预计为10万元人民币左右，而国际上同类产品的最低售价在10万美元以上。可见，SPR生物医学

23、检测分析系统是一种高技术含量、高附加值的产品。其次，SPR生物医学检测分析系统中的传感基片是一种半消耗品，即每完成一次测试后需作再生处理，这样可重复使用几次，然后予以更换。目前这种基片需要进口，单次检测成本最少在1500元人民币左右。我们自己开发的传感基片大幅降低了成本，单次检测的成本大约为100元左右。另外，我们还可以在此项研究的基础上，进一步开发适合于药物靶标、药物开发、案件侦破、环境监测、食品安全检验以及兴奋剂检测等其它众多领域进行检测分析的系列产品，其显著的经济效益和社会效益是不言而喻的。.水溶性抗癌药紫杉醇复合物及其制备方法紫杉醇具有良好的抗癌活性，成为第三代抗肿瘤药物。紫杉醇治疗卵

24、巢癌、乳腺癌有良好的效果，对治疗前列腺癌、上肠胃道癌、小细胞性和非小细胞性肺癌前景良好。由于紫杉醇几乎不溶于水（每升水溶解0.25毫克），使用中需加入助溶剂。然而其乳针中助溶剂可导致病人严重过敏甚至个别死亡，从而制约了其应用。南开大学研发的“水溶性抗癌药紫杉醇复合物的制备”，采用超分子技术制备并分离得到含有两个环糊精空腔的多胺桥联双环糊精和紫杉醇复合物固体，将紫杉醇本身几乎为零的水溶性提高到大约2.Omg/ml,大大提高了该药物在水中的低溶解性。体外试验表明，该紫杉醇复合物对K562白血病癌细胞的抑制能力的高于紫杉醇自身，为紫杉醇的替代品应用于临床，提供了新的潜在的水溶性缓释复合物。利用其结构

25、特征和性质稳定、无毒害（或低毒害）等特点，也可广泛用于脂溶性药物载体、食品添加剂、化妆品填料等各个领域。该发明专利已经被授权。专利（授权）号：ZL03119497.4o.牛磺酸钙及牛磺酸复合钙制剂牛磺酸钙，分子式：Ca（C2H6N03S）2,分子量：288,性状：白色粉末。牛磺酸钙是一种非常有潜力的钙营养品，有广阔的市场前景。但由于牛磺酸钙合成工艺较为复杂,技术难度高，目前市场上还没有产品上市。南开大学经过数年的研究已经突破了合成牛磺酸钙的技术难关，掌握了其核心技术，并使收率达到88%,产品纯度达95%O申请发明专利两项,专利（申请）号：2003利107314.3和200310107315.8

26、。牛磺酸来源于人体中半胱氨酸代谢，是人体制造细胞膜的主要原材料之一，缺乏它人体对细胞膜的合成将受阻，各种细胞受体不能合成，可使人体代谢调控机制受到影响,从而产生各种疾病。同时由于牛磺酸具有乳化性能，即有亲水性又有亲油性，所以可顺利的通过血脑屏障，是合成脑细胞的重要成份。牛磺酸是一些脑细胞营养物质的载体，是一种非常好的健脑物质，由于人们日常的食物中牛磺酸的含量很微小，所以补充牛磺酸是非常必要的。牛磺酸钙的的合成成功，为钙营养品家族增加了一种即可补脑同时又可补钙的新品种，补脑补钙双效合一，同时完成。维生素D可帮助钙离子的吸收，现在所有的补钙品配方中都添加维生素D或维生素E,而恰好VD和VE都是油溶

27、性的而不溶于水，进入人体肠胃后必须进行乳化才能被吸收。而牛磺酸钙良好的油乳化性能可使VD、VE的促进钙离子吸收的作用发挥到最佳点，这在生物利用上被称为协同效应，大大地增加了钙离子的吸收率和利用率，是目前市场上所有的补钙品无法比的，比目前市场上钙吸收率较好的甘氨酸钙还要强。经大量研究表明，一个良好的钙强化剂应具备如下特点：（1）要求钙含量高；（2）钙的吸收率和生物利用率高；（3）安全无毒副作用，不含超标重金属；（4）其水溶液应呈中性。（5）钙离子的吸收不应干扰其他人体所需离子的吸收，如铁离子和锌离子。牛磺酸复合钙制剂严格按上述原则研制。其牛磺酸钙具有高的吸收率和生物利用度（如前所述），被作为主剂

28、之一：果酸钙能减少对铁离子的吸收阻碍，同时柠檬酸和苹果酸都是体内三段酸循环（TCA）循环的中间代谢产物，可以保证随柠檬酸和苹果酸在体内的氧化而缓慢地释放出钙离子，这一特性可使该制剂具有缓释性和高的生物利用度。牛磺酸复合钙制剂的另一大特点是添加了促进钙离子吸收的酪蛋白磷酸肽（简称钙肽），它是从鲜奶中提取的一种多肽因子，与钙离子亲和力很强，可以在中性和弱碱性环境中提高钙的溶解度和钙的吸收率。钙肽的加入可消除不溶性磷酸钙的生成，并与钙生成可溶性络合物，从而促进钙离子的吸收。添加酪蛋白磷酸肽可达到以下目的：为儿童提供充足的钙肽，能促进儿童牙齿和骨骼的正常发育。为孕产妇提供充足的钙肽，能促进胎儿、婴儿健

29、康发育。为中老年人提供充足的钙肽，能防治骨质疏松症。为亚健康人群提供充足的钙肽，提高免疫力。牛磺酸复合钙制剂的组方原则严谨、科学，有大量的科学试验作为依据，配方合理。它的研制成功将为保健品市场增加一种好产品。希望与企业合作完成产品的产业化。.生物医药高性能并行计算及创新应用平台生物医药的发展遇到计算性能达不到规模要求的瓶颈，该项目选择以生物医药学相关算法的高性能并行计算为目标，利用高性能并行计算系统，对生物医药进行了深入的研究。利用现代生物及化学信息学手段开展了抗病毒药物的设计工作，其中包括SARS,HIV以及广谱药物的研究。拥有自主开发的于模代数理论的快速大规模多重比对算法SMAo在计算机药

30、物设计方面，开发了DDSSIM模块中具有自主知识产权的算法，并拥有一套小分子和已有药物化合物的结构和生物特性的化学数据库。创新点：.利用高性能并行计算系统所开发的应用系统基于WEB的超算服务平台”设计思路新颖合理，实现了集群监控，用户可直接通过公共服务平台调用超算；.在肿瘤基因的研究方面，自主开发基于模代数理论的多重比对算法SMA0在比对规模、计算速度与优化指标等性质明显优于现有的多重比对软件包；.构建了制剂成品率与制剂工艺参数间的非线性模型，并寻优。建设了中药生产质量优化控制并行计算、分析和服务平台，支持中药生产质量的优化控制。取得的成效：该项目部分成果在天津市天和医院的SIRS与MODS”

31、研究中应用，并成功地实施了“痹祺胶囊传统工艺流程优化”、“京万红传统工艺流程优化”、“精制银翘解毒片生产线设备参数优化”以及“中药滴丸制剂过程建模、优化及应用研究”等项目的研发，取得了明显的经济效益和有重大实用价值的成果。该项目获2006年度天津市科学技术进步奖二等奖。二、化学化工类.甲醇直接法合成二甲醛新型反应工艺技术成果与项目的背景及主要用途二甲醛作为一种替代石油的新型绿色清洁能源，被一些专家评论为“解决中国能源与环境问题的关键”，产品前景被普遍看好。采用甲醇气相一步法合成二甲醛工艺前景相当乐观，发展二甲酸工业具有明显的社会和经济效益。南开大学通过“产学研”紧密合作攻关，已经完成了1000

32、吨/年二甲醛中试生产装置的建设并全面达到了预定的各项技术要求。技术原理与工艺流程简介二甲醛作为添加剂已经成功应用到民用液化气工艺中，反应过程如下:技术水平及专利南开大学经多年研究，采用一种具有自主知识产权的新型纳米微孔催化剂，反应温度为150-180C,甲醇转化率大于80%,二甲醛选择性近100%,与美国Mobil公司技术相当。此工艺大幅度节省了投资，大大降低了生产成本，且没有环境污染，是当前国内最先进的工艺，目前该方法已在两家企业试车成功。专利（申请）号：200610014390.3。应用前景分析及效益预测低温气相法二甲醛的开发成功，在民用燃料、绿色气雾剂、新型制冷剂等应用方面有巨大潜力。同

33、时，由于二甲醛是非常优良的烷基化剂，作为一种龙头原料，将为硫酸二甲酯、碳酸二甲酯、草酸二甲酯等多种化工生产提供新的机遇。预计该催化剂需求量在200吨/年左右，吨价格在15万元左右，利润在40%左右，将产生很大的经济效益。目前该技术在催化剂合成和生产工艺等方面已经完成实际生产工艺与工程研究。应用领域及能为产业解决的关键技术新的二甲醛工艺技术与经典气相催化剂的工艺相比，由于反应温度大大降低，几乎没有副产物，从而大幅度降低设备投资，更节省能量消耗，反应产物二甲醛纯度高，将可直接用于精细化工生产，并可直接用于民用燃料。技术产业化条件本项目已建立了100吨/年二甲醛催化剂生产线以及年产1000吨二甲醛中

34、试生产装置，甲醇转化率为80%以上，二甲醛选择性达到99%以上；完善了工艺条件，为进一步实现万吨级工业化二甲甦生产提供了基础设计数据。.金属催化亚胺与一氧化碳共聚法合成多肽类材料成果与项目的背景及主要用途一种在金属催化下亚胺与一氧化碳共聚合成多肽类聚合物材料的新的、简捷的方法，不用氨基酸为原料，以廉价的亚胺和一氧化碳为单体，在金属催化下发生交替共聚，直接生成多肽，从而使合成多肽的成本大大降低。这一途径将可以避免繁杂的合成和活化氨基酸的步骤，使得多肽的合成和传统的方法（如开环聚合反应法）相比，被大大地简化。所得到的多肽类材料，在生物医学材料和制药等领域具有重要用途。技术原理与工艺流程简介该方法是

35、在高压釜中，以1,4-二氧六环为溶剂，在800Psi压力的CO、50C油浴以及在催化剂作用下，亚胺与CO共聚得到产物多肽。采用一种简单的金属钻化合物作催化剂，能有效地催化亚胺和一氧化碳的交替共聚，得到高分子量和低分散度的多肽类聚合物。方法简捷。技术水平本项目得到国家自然科学基金资助，是一项具有原始创新性的科研成果，已申请2项中国专利（申请号200610129890.1,200710195204.5）和国际专利（申请号PCT/CN2007/003465）,还将对后续发现及时申请专利保护，因此将拥有该技术的全部知识产权。成果发表在化学刊物Angew.Chem.,已受到学术界和一些国外公司的关注。应

36、用前景分析及效益预测应用行业：生物医学材料、制药、功能材料。该项目所提供的新型多肽类化合物,已经能够为生物医学工程领域提供一类新的重要的可供选择的材料。从长远来看，开发出多个新的有效的催化剂体系，实现更多类亚胺与一氧化碳的共聚，最终使该方法成为一种广泛有效的多肽的合成方法，将具有重大的社会和经济效益。应用领域及能为产业解决的关键技术作为新的生物医学材料可能具有更好的生物兼容性，因而代替现有材料用于人工血管等方面。此外，还可被用作药物的糖衣以及具有药物缓释等功能。如能实现一般肽类的合成，其低廉的成本将有潜力替代用任何其它合成方法得到的该类产品。不用氨基酸为原料，而是以廉价的亚胺和一氧化碳为单体，

37、从而使合成多肽的成本大大降低、方法大大简化。技术产业化条件投资规模约500万元（不含基建投入）。.粒状壳聚糖改性介孔分子筛用于食品脱色成果与项目的背景及主要用途：脱色作为食品工业物质纯化的重要步骤，特别是在木糖醇、柠檬酸、味精等食品生产中都有重要应用。本项目以木糖醇脱色为突破口，通过系列对比和研究最终得到了粒状壳聚糖改性介孔分子筛。该材料具有壳聚糖大吸附量与介孔分子筛比表面积大（大于500m2/g）、吸附率快、结构稳定性好的特点，并可多次再生重复使用，提高了初次脱色产品质量，避免了碳酸氢钙和活性炭的污染源，可将脱色液体的pH值提高，简化中和工序。利用此材料可将水解液直接脱色，大大提高了吸附效率

38、。以木糖醇生产为例，半纤维素水解所得木糖液色度较深，在420nm处的透光率仅为5%,经改性分子筛脱色透光率可达到85%以上。从而减轻了后续离子交换工序的负担。具体创新点可分述如下：壳聚糖/介孔分子筛对食品工业中的各类有色液体脱色能力强而稳定，具有操作方法简单，适应范围广，容易控制，可用于木糖醇、柠檬酸、味精等食品的脱色处理，以及各类化学原料的脱色。成形性、稳定性好，操作方便。由于合成吸附剂为坚实的固体颗粒，可用作层析柱填料，通过柱层析脱色，也可将该吸附剂浸泡于脱色液中，通过搅拌脱色液充分接触而达到吸附脱色的目的，且pH适用范围广，可在pH值13的范围内稳定工作。吸附能力强。对于蔗糖厂糖浆（65

39、BX,色值1000IU）脱色，脱色剂处理体积比可高于30BV以上，并可通过改变pH的方法多次再生，视糖浆质量，再生次数一般可高于20次。使用的材料均为天然的或环境友好的。脱附采用物理方法，与某些氧化脱色（化学方法）处理相比，本工艺不会造成二次污染。技术原理与工艺流程简介：分子筛晶粒孔穴内部有强大的库仑场和极性作用，再加上骨架中大量平衡骨架负电荷的可交换阳离子的暴露造成的高电场梯度及表面的不均性，与壳聚糖分子的一端通过化学键或超分子作用力相结合，将壳聚糖分子插入分子筛的孔道中形成硬端，而另一端则可与其它单体分子缩合或聚合形成复合材料的软端：在此假设的基础上，设计了一类孔约束型有机一无机复合材料的

40、新模式，即“壳聚糖/介孔分子筛吸附材料二这种材料的吸附机理与常规活性炭，硅藻土，硅胶等吸附剂的机理不相同，常规材料均是以其孔道或者其表面的少量活性官能团做为吸附的活性中心，吸附强度弱，易解吸，吸附容量也低。而采用壳聚糖对介孔分子筛材料进行改性后，改变了壳聚糖絮凝物溶于水发生二次吸附，从而产生再稳溶解，用量不易掌握的情况，也改变了分子筛做为无机物，孔道小，吸附位点少的情况。另外，在制备过程中使用交联剂聚集成为颗粒状，可装于吸附柱（塔）中使用，更加方便，从而结合了两者的优点，使得壳聚糖带正电荷的氨基基团充分发挥作用。通过分子筛的加入也提高了吸附剂的力学性能、耐热性能及耐极性溶剂性能，延长了使用寿命

41、，通过“孔的约束”达到了微区尺寸纳米级的的复合，实现了性能的互补与优化，从而表现出了独特的吸附性能。技术水平：本项目根据“孔约束”的理论，设计了一类孔约束型有机一无机复合高分子材料,即壳聚糖/介孔分子筛吸附材料，在材料设计及制备方法方面，自主创新程度高。并加入交连剂，扩链剂等，对壳聚糖/介孔分子筛对食品工业中的各类有色液体脱色能力强而稳定，而且操作方法简单，适应性强，容易控制，如木糖醇，柠檬酸，味精等的脱色处理。投入产出比大，性价比高，替代了传统的碳酸氢钙和活性炭这些不可再生脱色材料，技术经济指标很高。经过对不同分子量段的甲壳素或壳聚糖与介孔分子筛互配的脱色、澄清、凝聚和降粘机理的研究实验，并

42、经实验室小试和生产实际实验，应用到木糖液及甘蔗糖浆等脱色过程中，具有重要的环境保护意义和社会经济效益。其中，糖浆脱色白砂糖经国家糖业质量监督检验中心检验达到优级糖水平，糖汁长期存放无絮凝物，并可用于生产高级饮料糖。应用前景分析及效益预测：壳聚糖/介孔分子筛可用于食品工业中的各类有色液体脱色，操作方法简单，适应范围广，效果容易控制，替代了传统的碳酸氢钙和活性炭这些脱色污染源，产生巨大的经济效益，解决了环保污染问题和资源循环综合利用的关键环节，提高了人民生活质量和健康水平。社会效益显著，有较大的经济效益。应用领域及能为产业解决的关键技术：该脱色分子筛现主要用于食品脱色领域，如木糖醇，柠檬酸，味精等

43、的脱色处理,将该材料进一步改性，可应用于药品提纯，污水处理等行业，相关行业、跨行业扩散的能力也很强，市场前景十分广泛。壳聚糖/介孔分子筛可代替碳酸氢钙和活性炭，无污染源，可再生利用，经济效益和社会效益显著。技术产业化条件：（-）设备：1.用于填装壳聚糖介孔分子筛脱色剂交换柱，工作温度30100C,设计处理糖汁能力30m7h,适应于年产500吨精制糖生产线使用。2.再生装置，配套检测出料糖液色值及SO?含量，具有自动清洗交换树脂或脱色高分子材料的功能。3、用于糖汁暂存和保温的10M：储罐。2、液相色谱，用于测试糖含量及纯度。4、气相色谱及其自动进样器。等。（二）材料：低黏度壳聚糖、高黏度壳聚糖、

44、分子筛、各种烷基铁盐、戊二醛、环氧氯丙烷、聚乙烯亚胺、醋酸、酸碱度标准物质、其它标准物质、氮气、氢气、实验室及生产设备及耗材、常用试剂等。按年产壳聚糖改性介孔分子筛脱色剂1000吨进行计算，项目建设周期12个月，除基建投资外，设备投资总额为400万元左右。.新型固态长寿命有机光致磁性变色化合物成果与项目的背景及主要用途有机光致磁性变色化合物是一种双功能化合物，由于它在光照下变色有顺磁性，一年以上还能保持这种长寿命自由基性质，在另一束光照或加热时又恢复到原来的颜色状态，顺磁性随即消失，不仅有重要理论意义，而且在高科技领域有广阔应用前景，已把它用于防伪识别技术。本课题主要研究内容是合成寿命更长的新

45、的光致磁性变色化合物，利用杂环化合物特殊性质、稠环化合物形成的大n共辄体系来合成杂环取代联的二羟基二酮类化合物、稠环取代联前二羟基二酮类化合物，以期能筛选出性能更优异的长寿命光致磁性变色化合物，用于护照、身份证、机密文件、名人字画、人民币等的高级防伪识别技术，探索应用于防复印技术的可能性。技术原理与工艺流程简介光致变色现象是指一种化学物质A在光的作用下，发生化学反应生成产物B；化学物质B在光或热的作用下又可以返回到A,A和B的化学结构不同，在吸收光谱有明显的变化，在视觉上可看出明显的颜色变化。光致磁性变色化合物在光照下变色有顺磁性,一年以上还能保持这种长寿命自由基性质，在另一束光照或加热时又恢

46、复到原来的颜色状态，顺磁性随即消失。技术水平通过各种光谱性能测试，数据表明：发现多种寿命比原来模型化合物更长的新光致磁性变色化合物；首次合成出具有光致磁性变色液晶性能的多功能化合物，具有两种磁性能的光致变色化合物；首次合成出强荧光磁性化合物；还发现了多种具有反铁磁性的光致变色化合物，并总结出具有反铁磁性化合物性能和晶体结构关系的规律，取得一些开创性研究成果。授权三项专利。应用行业1.高科技防伪2.军用隐蔽材料.铁一三哇配合物自旋转换信息功能材料成果与项目的背景及主要用途从分子设计和晶体工程出发，采用多种合成方法，使用1,2,4-三哩、4-氨基T,2,4-三哩以及不同类型苯甲醛与4-氨基-1,2

47、,4-三哩缩合形成的Schiff碱为配体，与Fe(C104)2和Fe(BF4)2等反应得到几个系列的Fe(L)3(X)2(L为不同类型的三唾配体，X为阴离子)一维链状体系，通过变温光谱、变温磁性和变温Mossbauer谱的测定，筛选出几个转换温度接近室温并伴有滞后和热致变色现象的自旋转换材料，这些体系纯度高，热稳定性好，自旋转换温度均在100K以上，其中最高的转变温度在室温附近(Tc-=280K,Tc-=270K)且滞后温度大于10K,是一类新型具有应用前景的分子信息材料。技术原理与工艺流程简介利用某些过渡金属离子在不同配位场中存在高、低自旋两种状态，通过热或光的控制使两种状态发生转换来达到分

48、子开关和信息存储的目的，同时伴有热致变色现象。技术水平2005年通过省级技术鉴定，专利(授权)号：ZL200510014347.2应用前景分析及效益预测研制出自旋转换温度均在室温附近且滞后温度大于10K的自旋转换材料，具有很大的应用潜力。一方面，在考虑分子协同性和自旋转换性能的同时，下一步工作主要考虑材料的加工和实用性，主要思路是将三哩配体固定在高分子链上，得到具有自旋转换性能的高分子金属聚合物，使其更方便地获得应用。另一方面，由于该体系同时存在变色和变磁双重功能，在多功能防伪材料技术中得到应用，具有推广前景。应用领域及能为产业解决的关键技术.信息存储材料2.防伪材料.尿素酚解制备碳酸二苯酯工

49、艺优化碳酸二苯酯(DPC,Diphenylcarbonate,Phenylcarbonate,CAS登录号：102-09-0)是一种多功能化工中间体，不仅广泛用于溶剂、增塑剂、医药、农药等领域，而且是合成聚碳酸酯(PC)的关键原料。PC是一种性能优良、应用广泛的热塑性通用工程塑料，近年来国内外消费量快速增长。我国高质量的PC几乎全部依赖进口，2005年进口量高达73万吨，预计未来5-10年其消费量将以1075%的速度增加。目前碳酸二苯酯的生产以光气法为主，由于光气有剧毒，因此该法存在严重的环境安全问题；酯交换法可在150250、常压或减压条件下进行,但由于反应平衡常数较小,且反应速率很低,不利

50、于产物的生成，同时降低了催化剂的负荷；氧化埃化法与其他方法相比具有无污水、不需溶剂、无有毒盐生成、工艺相对简单、原料价廉易得等优点，但是由于苯酚具有易被氧化的特殊性质，使得此方法的应用受到限制。同时，由于催化剂昂贵、转化效率不高以及DPC产率低等因素，致使氧化埃基化法合成DPC的工艺迄今尚未见工业化报道；至于酯交换脱堤反应,此法目前仍处研究阶段,离工业化还有相当的距离。除以上几种制备方法外，尿素酚解法跟上述几种方法相比具有不使用光气、原料价格低廉、工艺简单以及产品收率相对较高等特点而受到广泛关注。以尿素酚解是制备碳酸二苯酯最经济和安全的路线，无论是从原料成本、环境友好生产还是反应产物纯度，该法

51、都具有最大的优势，该法在尿素生产厂联产更有优势，它是碳酸二苯酯今后工业生产的发展方向。目前，通过尿素酚解制备碳酸二苯酯还没有实现工业化生产，主要原因是催化剂和合成最佳工艺没有优化。尿素是一种大宗廉价的农用化学品(约2000元/吨)，将其在催化剂和一定工艺条件下醇解合成碳酸酯类化合物,特别是酚解制备碳酸二苯酯等有非常好的应用前景。申请者已对尿素酚解合成碳酸二苯酯等进行了系统研究,取得了一些结果。从研究结果来看,在研究新型高效催化剂的同时,还应注意合成反应的工艺过程开发和技术集成，使尿素酚解工艺快速实现产业化,对我国化肥行业产品结构调整、技术进步和化工清洁生产以及经济发展做出贡献。碳酸二苯酯是制备

52、聚碳酸酯等的主要原料，粗产物经减压精微后可达到聚碳级要求。现有报道的主要合成方法有1）光气法，2）固体光气法，3）碳酸二甲酯交换法，4）草酸二甲酯交换去埃法，5）CO催化氧化法，6）尿素分解法。尿素酚解法跟上述几种方法相比具有不使用光气、原料价格低廉、工艺简单以及产品收率相对较高等特点而受到广泛关注。Mizukami等人报道通过以下过程实现尿素合成碳酸二苯酯：（a）尿素和脂肪族醇反应形成烷基酯；（b）烷基酯与煌基芳香化合物进行酯交换反应；（c）未反应的竣酸酯进行取代反应形成碳酸二苯酯。其中步骤（b）和（c）产生的脂肪族醇可回到（a）步骤循环使用。我校谢庆兰教授曾以四丁基二锡氧烷为催化剂，通过尿

53、素的醇解反应合成碳酸高碳醇酯的最大收率达到86.7%0铜谷正晴和大川隆报道合成二芳基碳酸酯的方法克服了以往反应收率低、原料和催化剂价格昂贵的缺点,用氧化锌作为催化剂，在160、17MPa（表压）下反应lh后经过2h升温升压到200C、11IMPa（表压）制得的二芳基碳酸酯的收率达到了92.8%。用其它催化剂如氧化镁、铝粉、氯化钙、四丁基钛等为催化剂时，相应的二芳基碳酸酯的收率都达到了80%以上。伊藤光则报道用尿素和苯酚类的化合物反应合成芳香族类的碳酸二酯类化合物，利用LiAlH4,LiBH4,NaBH4,LiBEt3H,Et2CuLi,LiOH作为催化剂，其中LiAlH4的催化效果最好，几种碳

54、酸酯的收率都在10%左右,其它的催化剂都低于10%o合成技术路线：H2NCONH2+2C6H5OH=C6H5OCO2C6H5+2NH3反应进行的关键是选择合适的催化剂。随着碳酸二苯酯的市场需求不断增加，低成本和洁净化工业生产过程制备碳酸二苯酯的方法和工艺有广泛的应用前景，也能和大型苯酚丙酮项目相配套，提高其主要产品的附加值和市场销路。本实验室技术以氧化铝-氧化锌-氧化镁或钙-稀土氧化物形成的四元复合氧化前驱体，经内外表面修饰，以Li+、K+、Ni2+、Cu2+、Fe3+、Cr3+、Zr4+等金属元素制备复合固体碱催化剂，在釜式反应器或固定床催化反应器中实现尿素苯酚反应制备碳酸二苯酯，达到的技术

55、指标为：1）尿素的转化率为100%；2）目标产物的选择性275%；3）釜式反应的反应时间不超过8小时；4）催化剂吨原料成本不超过15万；5）酚和尿素总单耗W2吨/吨产品，精储分离出的产品纯度299%。.环状碳酸酯的制备新工艺基于人们对资源和环境问题的关注及实现可持续发展的社会需求，以消除污染、合理利用资源、实现可持续发展为目标的绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿。二氧化碳作为一种典型的可再生资源，具有无毒、无腐蚀性、阻燃、化学惰性、大量存在于自然界中等特点和无溶剂残留而且对环境友好等优点；同时它也是一种温室气体，对它的资源化利用，还可以减轻环境负荷。回收再利用的二氧化碳主要用于生产基本化工

56、原料及具有应用价值的绿色化工产品。目前，每年大约有110MT（百万吨）的二氧化碳用于化工产品的合成，如碳酸酯、酰胺、氨基甲酸酯等，具有很高的应用价值和广阔的市场前景。基于资源和环境因素考虑，二氧化碳的化学转化与利用具有很高的应用价值和理论意义。环状碳酸酯，如碳酸丙烯酯，仅用作高能电池及电容器的优良介质，世界市场需求量就达200-300万吨;酯交换法生产碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯达数十万吨,而目前国内生产量仅在1000-2000吨，供不应求，市场前景十分广阔；随着社会对绿色环保的重视，许多工艺会被清洁、环境友好工艺所代替，必然进一步加大碳酸丙烯酯的市场需求。因其下游产品如碳酸二甲酯、聚碳

57、酸酯、聚氨酯的不断推广应用，其市场需求量还要不断增加。碳酸丙烯酯是一种高效溶剂和优良抽提剂，性质稳定、无毒、纯的溶剂对碳钢设备没有腐蚀，它对高分子化合物具有良好的溶解能力。目前最受人重视的是用来脱除天然气、石油裂解气、油田气、合成氨变换气中的二氧化碳和硫化氢，效果显著。在电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质，在高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂等。也可以作油性溶剂以及烯煌和芳煌的萃取剂。在纺织工业上可用作合成纤维的助剂和固定剂、纺丝溶剂或水溶剂染料颜料分散剂；此外，它还是一种用途极其广泛的有机合成原料和中间体。国内外现状：利用二氧化碳与环氧化物加成反应合成环状碳酸酯，目前的研究主要集中在

58、寻找高效均相催化剂以及非均相催化剂。新型催化剂的设计开与发是其热点。本新工艺的技术路线是设计并合成非均相催化剂和亲二氧化碳的均相催化剂，用超临界二氧化碳作为溶剂，实现催化剂与产物的直接分离并循环使用。筛选出的高活性、高稳定性固体催化剂能高效、高选择性地催化环氧化物与二氧化碳反应制备环状碳酸酯。上述高活性固体催化剂可回收再利用，应用于间歇式反应器，反应完成后只需用简单的过滤便可实现催化剂与产品的分离；应用于固定床式反应过程，可实现连续生产。工艺过程中，超临界二氧化碳作为反应溶剂替代传统有机溶剂，不仅能实现清洁生产，而且能简化产品分离、纯化过程。该环状碳酸酯的制备新工艺，可简化产品及催化剂的分离，

59、直接通过减压阀分出的产品，不需经过任何分离、纯化过程，纯度高达99%以上。将这类固体催化剂应用到其他环状碳酸酯的合成，能成功地催化多种环氧化物与二氧化碳的加成反应，制备环状碳酸酯。这类高效、快速亲二氧化碳的高分子负载催化剂，使得“一相反应、两相分离”,实现均相催化剂的回收使用，大大降低生产成本。.固体催化剂制备碳酸丙烯酯工艺产品环状碳酸酯的应用碳酸丙烯酯高能电池电解液.高效溶剂仅用作高能电池及电容器的优良介质，世界市场所需碳酸丙烯酯200-300万吨。酯交换法生产碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯达数十万吨。而目前国内生产量在1000-2000吨，供不应求，市场前景十分广阔。随着社会对绿色环保

60、的重视，许多工艺会被清洁、环境友好工艺所代替，必然进一步加大碳酸丙烯酯的市场需求。因其下游产品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不断推广应用，其市场需求量还要不断增加。本产品碳酸丙烯酯是一种高效溶剂和优良抽提剂，性质稳定、无毒、纯的溶剂对碳钢设备没有腐蚀，它对高分子化合物具有良好的溶解能力。目前最受人重视的是用来脱除天然气、石油裂解气、油田气、合成氨变换气中的二氧化碳和硫化氢，效果显著。在电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质，在高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂等。也可以作油性溶剂以及烯煌和芳煌的萃取剂。在纺织工业上可用作合成纤维的助剂和固定剂、纺丝溶剂或水溶剂染料颜料分散剂；此外，它还是