对甘油制备1,3-丙二醇工艺进行设计

对甘油制备1,3-丙二醇工艺进行设计

-发酵法制备1,3-丙二醇

摘要：本设计以甘油为原料，在无氧条件下，利用克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇，符合绿色化学的特点。通过测定菌体生物量、葡萄糖浓度、蛋白质浓度、甘油脱水酶、丙醛的浓度，可以初步判定发酵进行程度。设计实验对克雷伯氏菌发酵特性进行研究，分别研究温度、PH、甘油初始浓度、氮源对菌体生长和 1,3-PD 合成的影响。

关键词：1,3-丙二醇、甘油、克雷伯氏菌、厌氧发酵

1 前言

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料，它可作为化学和医药工业中多种润滑剂、有机溶剂和前体的合成原料。它作为聚酯、聚醚和聚氨酯的重要单体原料合成的聚合物具有生物可降解性、安全无毒、可循环利用等优点，不仅在服装和工程塑料领域得到了广泛应用，在食品、药品和化妆品等领域也开始崭露头角。以 1,3-丙二醇为原料合成的食品添加剂丙二醇酯，是世界六大食品乳化剂之一，目前已被美国、日本和中国等国家及欧盟，联合国粮农组织和世界卫生组织批准使用[]1。20世纪90年代中期,工业上成功开发出了以1,3-PD为原料的新型聚酯材料-聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT), PTT性能优良,因此研究开发低成本的1, 3-PD生产技术成为关注的热点。1,3-PD的生产方法有化学法和生物转化法。

生物法合成 1,3-PD 符合“绿色化学”的特点，利用甘油或葡萄糖等可再生资源为原料，生产清洁，对环境无污染，符合我国可持续发展的需要。近几年，随着以大豆油与菜籽油为原料生产生物柴油产量的迅速增长，产生了大量副产物甘油；用甘油合成附加值更高的 1,3-丙二醇有利于资源的综合利用，引起了如杜邦公司、陶氏化学公司、亨斯迈公司等公司的关注[]2。发酵工程作为生物法合成 1,3-PD 的关键环节更是人们关注的热点。2003 年美国环境保护机构向杜邦授予“绿色化学总统奖”，专门用于表彰该公司对生物基 1,3-PD 工艺开发所作的研究。

2 1,3-丙二醇(1,3-PD)的概述

2.1 1,3-丙二醇(1,3-PD)的基本性质

1,3-丙二醇(1,3-PD)无色无味，易溶于水、乙醇和多种有机溶剂，微溶于氯仿和甲苯，是一种重要的化工原料。与其它二元醇相比，1,3-PD 具有更高的沸点和更低的熔点（见表1-1）。

表1-1 1,3-丙二醇与其他二醇的性质比较

性质

乙二醇 1,2-丙二醇 1,3-丙二醇 熔点（℃）

8.5 -59 -27 沸点（℃）

116 118 216 密度（3/cm g ） 0898 1.036 1.060

其化学性质体现了醇和二元醇的典型性质可与羧酸缩合成酯，与异腈酸盐及酸性氯化物反应生成聚氨酯，与二元酸反应生成聚酯。由 1,3-PD 制得的聚合物易于生物降解，对环境友好。关于 1,3-PD 的生物毒害作用，早期报道 1,3-PD 对哺乳动物具有低水平的毒性，大鼠 LD50 大约是 10 g/kg ，兔子 LD50 大约是 4.2 g/kg []3。但是最近 Gingell 对大鼠的研究表明，长期的 1,3-PD 摄入（1000 mg/kg ·day ）并没有对大鼠产生毒害作[]4。

2.2 1,3-丙二醇的主要用途

1,3-PD 由于其对称性的三碳结构被用作许多化合物和聚合物的合成，可用于食品、化妆品和制药等行业，也可用于抗冻剂、增塑剂、乳化剂等的合成原料。

（1）作为中间体用于食品、化妆品和制药等领域。

以 1,3-PD 为原料合成的丙二醇酯是一类食品添加剂，其作为世界六大食品乳化剂之一，目前已被美国，日大等国家及联合国粮农组织和世界卫生组织批准使用。由1,3-丙二醇合成的聚合物由于具有生物可降解性、安全无毒以及耐油、耐老化等许多其它二元醇合成塑料所不具有的优良特性，在食品包装材料具有广泛的应用前景。

以 1,3-PD 为基础合成的 2-氨基-1,3-丙二醇及其衍生物可以预防或治愈移植接受者的急性或慢性排斥反应，并可预防或治愈由于移植引发的血管疾病。非氨酯中间体 2-苯基-1,3-丙二醇作为新一代抗癫痫药，也正得到越来越多的应用[]5。

（2）作为单体用于合成聚酯、聚氨酯等聚酯材料。

以 1,3-PD 为单体合成的聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）由于具有回弹性好、易染色等比聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等合成纤维更优良的特性，在地毯、服装面料、工程塑料和薄膜制造方面均有较好的应用前景1998 年，PTT 被美国评为六大石化新品之一。作为二元醇，1,3-PD 还能代替 1,4-丁二醇和新戊二醇作为中间体，近来美国 Chem Systems 公司研究发现 1,3-PD 的二醇官能团使其用于聚氨酯的生产具有很大潜力，可用于聚酯多元醇的生产和链增长剂。

2.3 1,3-丙二醇的生产概况

早在 1948 年, 美国 Shell 公司就申请了以丙烯醛水合路线合成 1,3-PD 的专利，并于 20 世纪 70 年代实施了产业化。90 年代中期荷兰壳牌公司首先实现 PTT 商品化,商品名为 Corterra,并开发了化学法生产 1,3-PD 的新工艺路线,年产量 4,000ｔ从此激起全球 PTT 开发热潮。而后，年产 72,000t 的装置已于 1999 年 12 月在路易斯安那 Geismar投入运营。德国 Degussa 公司1995 年宣布已成功地开发出以丙烯醛为原料合成 1,3-PD 的新工艺，其成本与乙二醇大致相当，并在比利时的 Ant werp 建成 2000 t/a 中试装置。1996年又建设了 5 万 t/a 工业生产装置，其产品用于生产新型聚酯纤维 PTT 和聚酯涂料。1998年美国杜邦公司从Degussa公司获得了化学法生产技术,但杜邦公司并不把化学法作为生产1,3-PD的主要方向,而倾向于用经济可行的生物转化法进行生产,与世界第二大工业酶生产商Genencor国际有限公司申请了以可发酵碳源为底物用基因工程菌直接生产1,3-PD的专利基于这一创新，2003年美国环境保护机构向杜邦授予“绿色化学总统奖”，专门用于表彰公司对生物基1,3-PD 工艺开发所作的研究2004年6月20日，杜邦公司最新推出的以1,3-PD为主要原料生产的最先进的高分子聚合物Sorona?。杜邦已宣布，将从2006年开始通过使用生物基1,3-PD来生产Sor ona?，即所采用的1,3-PD将是用玉米糖发酵的生物技术而制备的。根据2006年7月4日ICIS报告显示，Dupont公司与英国Tate & Lyle公司合作建成以玉米葡糖为原料年产45Kt/a的发酵法生产1,3-PD 装置，已在美国田纳西州洛顿市试运行。

2.4 1,3-丙二醇的合成方法

2.4.1 环氧乙烷法生产 1,3-丙二醇

环氧乙烷法是荷兰壳牌(Shell)等公司开发的一种新方法。该法包括两步反应，环氧乙烷（简称 EO）首先与 CO 和氢气进行氢甲酰化反应生成 3-羟基丙醛，后者再在一个固定床催化剂上 7.5MPa～15MPa 和 100℃～200℃下加氢制得

1,3-PD。总反应式如下： EO ＋ CO ＋ 2H2→ 1,3-PD。该工艺的特点是技术难度大，装置投资高，但产品的质量和成本有竞争力。

2.4.2 丙烯醛水合加氢法

1,3-丙二醇丙烯醛法是 Degussa 公司开发的方法，也包括两步反应。第一步是在未透露的酸催化剂存在下，丙烯醛水合为 3-羟基丙醛；第二步反应实际与环氧乙烷法的第二步反应相同。反应式如下：

第一步：丙烯醛水合为 3-羟基丙醛

CH2=CHCHO + H2O → HOCH2CH2CHO

第二步：3-HPA 催化加氢制得 1,3-PD

HOCH2CH2CHO + H2→ HOCH2CH2CH2OH 丙烯醛路线反应条件比较温和，技术难度也不大。但丙烯醛本身也是一种重要的有机中间体，而且属剧毒易燃易爆物品，难以储存和运输。

2.4.3 生物法合成 1,3-丙二醇

自 1881 年 Auhust Freund 发现巴斯德梭菌(Clostridium pasteurianum)能够利用甘油合成 1,3-PD 以来，至今已发现多种微生物具有在厌氧或兼性厌氧条件下合成 1,3-PD 的能力，包括：克雷伯氏肺炎杆菌（Klebsiella pneumoniae）、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、弗氏柠檬菌(Citrobacter freundii)以及絮凝长杆菌（Enterobacteragglomerans）、乳杆菌属的短乳杆菌（Lactobacilli brevis）和布氏乳杆菌(Lactobacilli

buchneri) 、梭菌属的丁酸梭状芽孢杆菌 (Clostridia butyricum) 和巴氏梭状芽孢杆菌(Clostridia pasteuianu)等，其中克雷伯氏肺炎杆菌、丁酸梭状芽孢杆菌、弗氏柠檬菌因具有较高的 1,3-PD 转化率及生产强度，是研究的最多的三种菌[]6。

3 材料与方法

3.1 材料

3.1.1 菌种

实验所用 1,3-PD 转化菌 Klebsiella pneumoniaeXJPD-Li 从新疆特殊环境土样中筛选得到,由石河子大学兵团化工绿色过程重点实验室。

3.1.2 试剂

酵母浸膏、碳酸钙、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸亚铁、氯化钙、氯化钴、氯化锰、氯化锌、硼酸、钼酸钠、氯化镍、氯化铜、氯化铵、氯化钾、硫酸钠、氯化镁、氯化铁、氯化钙、柠檬酸、氯化钠、氢氧化钠、甘油、辅酶I、1,4一二硫代苏糖醇、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、1，2一丙二醇、柠檬酸钾、盐酸3一甲基一2苯并噻唑酮腙(MBTH)、维生素B12。

3.1.3 培养基

(1) 固体培养基（l

g/）：LB 培养基，用于菌种保藏及活化。牛肉膏 10，蛋白胨 10，NaCl 5，琼脂 17 ，pH 7.0。

(2) 限制性培养基（l

g/）：用于菌株驯化。甘油 20，硫酸铵 6，NaCl 1，pH 7.0。

(3) 发酵（种子）培养基（l

g/）：见表 2－1

表2-1 发酵（种子）培养基组成

g/）

组分成分发酵培养基（l

磷酸氢二钾 5.1

磷酸二氢钾 1.5

硫酸铵 6.0

硫酸镁0.2

氯化钙0.02

酵母粉 1.0

甘油20.0

微量元素 1.0

铁溶液 2.0

3.1.4 主要仪器与设备

分光光度计721型、电热恒温鼓风干燥箱VIS一9140A、828型Thermo OrionpH计、电子天平CBP 190S、超声波细胞破碎仪UP 50H、高速冷冻离心机3K30、4kl5超速低温冷冻离心机、联机紫外可见光分光光度计UV-2401(PC)S以

及恒温水浴装置TB．85、DZX．40立式电热灭菌锅、HYG．II旋转式恒温摇床柜、Spectrum756型紫外可见光分光光度计、HQ--60漩涡混合器。

3.2 实验方法

3.2.1 摇瓶培养

1）斜面培养：40℃恒温培养箱培养，时间 12h。

2）微好氧种子培养：从活化的斜面上挑取菌苔，接入装液量为 50mL 的150mL 普通三角瓶，40℃水浴摇床培养 12h，摇床转速 150rpm。

3）发酵培养。厌氧培养：300ml 厌氧培养摇瓶（图 2-1），装液量 100ml，接种量 5%，40℃恒温水浴摇床培养，转速 120 rpm，通入氮气维持厌氧，通气量 0.2vvm。根据情况在培养 4h、8h、12h 补加一定量的甘油和碱，每隔一定时间取样测定代谢产物和酶活变化情况。微好氧氧培养：厌氧培养摇瓶通入空气，通气比 0.2vvm，其余条件同厌氧培养[]8。

3.3 分析方法

3.3.1 菌体生物量的测定

干重法测定菌体浓度：菌体浓度定义为单位体积菌液中所含菌体经烘干至恒重时的重量，单位为 g/L。取1.5mL 小离心管置于 80℃恒温烘箱中烘干，在电子天平（1/10000）上准确称重，记录为离心管初重。将发酵液充分摇匀，取1.0mL 加入已称重的离心管中，在 5000rpm 离心转速下离心 10min，弃去上清液，置于 80℃烘箱中烘干至恒重，在电子天平上再次称离心管重量，记为末重。

末重与初重之差即为 1mL 发酵液中所含菌体细胞干重。菌体浓度 x C （g/L ）=菌体细胞干重/发酵液体积。

浊度法测定菌体浓度：实验中菌体浓度是通过测定菌液在 650nm 波长下的吸光度650OD 反映的。取一定量的菌液稀释适当的倍数，将稀释的菌液置于玻璃比色皿中，以去离子水为参比，迅速测定其在 650nm 波长下的吸光度。实际菌体浓度 = 菌体浓度测定值×稀释倍数。

3.3.2 葡萄糖浓度的测定

葡萄糖浓度由 SBA －40C 生物传感分析仪直接测定。SBA －40C 生物传感分析仪利用酶促反应来定量，样品分析的工作原理如下：

2222O H O H O +????→?++产物葡萄糖葡萄糖氧化酶

样品经离心去除菌体后稀释 25 倍，定量进样针吸取样品 25μl ，注入反应池。含有葡萄糖的样品在样品池内迅速按一定比例混合均匀。葡萄糖透过酶膜圈的外层与固定化酶层接触并反应，反应放出的22O H 再透过酶膜圈的内层与白金－银电极接触，并产生电流信号，该电流信号与葡萄糖浓度呈线性比例关系，经微机控制的信号可以直接显示结果。

3.3.3 蛋白质浓度的测定

蛋白质定量采用考马斯亮蓝法，牛血清白蛋白(BSA)作为标准蛋白。

原理：考马斯亮蓝法是利用蛋白质和染料结合的原理定量测定蛋白质浓度。考马斯亮兰 G-250 染料在酸性溶液中与蛋白质结合，使得染料的最大吸收峰位置由 465nm 变为 595nm ，通过测定 595nm 处光吸收的增加量与标准曲线对照即可知与其结合蛋白质的量。

考马斯亮蓝溶液：取 100 mg 考马斯亮蓝 G-250 染料溶于 50 ml 95%的乙醇中，加入100 ml 85%的磷酸溶液，用蒸馏水稀释至 1000 ml 。蛋白标准储液 (1 g/L) ：用生理盐水溶解牛血清白蛋白制成，冰箱保存。

3.3.4 丙醛浓度的测定

丙醛是根据其与 3-甲基－2－苯并咪唑腙（MBTH ）显色后在 305nm 处具有特征吸收峰测定的。配置不同浓度丙醛，取 1mL 与 0.5mL0.1％的 MBTH 显色 15min 后加入2mL 蒸馏水稀释，然后测定 305A ，丙醛浓度与305A 的关系见图2-2。

图2-2 丙醛标准溶液

3.3.5 甘油脱水酶（GDHt ）的测定

甘油脱水酶（GDHt ）活性的测定采用 Toraya 建立的 MBTH 方法

[]7，且根据酶的反应特征做了部分修订。反应原理如下：

丙醛甘油脱氢酶丙二醇→+-2,1 呀嗪丙醛→+MBTH

样品预处理：取一定体积菌液离心处理，沉淀用 50 mmol/L 的43PO K 缓冲液(pH 8.0)充分洗涤后离心，倒掉上清液，用 43PO K 缓冲液重悬沉淀，超声破碎（3s ×3s ×90 次）后离心，上清液即为粗酶液，所有离心条件均为 10000 r/min, 3 min, 4℃。

反应体系 3.5ml ，其中含有 0.1ml KCl(0.05 mol/L))，0.1 ml 1,2-丙二醇(0.2 mol/L)，0.1 ml 辅酶 B12(15μmol/L)，0.7 ml 酶液(空白样品加 0.7 ml 43PO K 缓冲液)；加入酶液开始计时，40℃反应 10 min 后加入 1 ml 0.1 mol/L 的柠檬酸钾中止反应，加入 0.5 ml 0.1%MBTH 显色 15 min ，再加入 1ml 蒸馏水稀释在 305nm 波长下测定其吸光度 305A 。酶活定义：一个酶活单位定义为在上述条件下催化形成 1μmol 丙醛所需的酶量，比酶活为每毫克蛋白的酶活。相对酶活为酶活与最大酶活的比值，用百分数表示。

3.4 原料甘油的选择

采用纯甘油、粗发酵甘油、低纯度皂化甘油进行摇瓶发酵实验,以确定不同原料对菌体生长和产物1, 3-丙二醇生成的影响程度。菌体生长情况可由OD 值反映,通过摇瓶发酵实验，并测定生物量，根据测定的数值就可以分析这三种甘油的发酵效果。

3.5 克雷伯氏菌发酵特性的研究

3.5.1 温度对菌体生长和 1,3-PD 合成的影响

在目前报道的 1,3-PD 合成微生物中，Clostridium pasteurianum 的最

9-，Clostridium butyricum 的为 35℃，而的最适生长和适发酵温度为30℃[]11

发酵温度均介于 30℃到 37℃之间。因此，设置 28℃-45℃克雷伯氏菌的温度梯度厌氧发酵 12 小时后检测菌体生物量、甘油转化率和 1,3-PD 产量与生产强度,然后根据测定数值就可以得出克雷伯氏菌发酵的最佳温度。

3.5.2 pH 对菌体生长和 1,3-PD 合成的影响

微生物生长过程中机体内发生的绝大多数反应是酶促反应，pH通过影响细胞质膜的透性、物质的溶解性等方面影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长和代谢。在甘油厌氧代谢过程中，微生物会产生一定的乳酸、乙酸、丁酸等副产物使培养基pH 降低，利用磷酸钾缓冲溶液调节基础发酵培养基pH值，40℃发酵 12 小时，考察pH值变化对菌体生长与产物的合成的影响，从而确定最佳的发酵PH。同时，实际生产中要不断地补充缓冲液调节体系的PH 值，使其保持在最佳的条件下进行。

3.5.3 甘油初始浓度对菌的生长和 1,3-PD 合成的影响

甘油作为发酵法生产 1,3-PD 的底物是微生物生长、产物合成和副产物形成等的反应物，其初始浓度的大小对 1,3-PD 的合成有很大影响[]12。在基础发酵培养基的基础上，分别选择甘油为 10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L 和 50 g/L 的浓度梯度，考察甘油浓度对克雷伯氏菌的生长和 1,3-PD 合成的影响。

3.5.4 氮源对菌体生长和 1,3-PD 合成的影响

常见有机氮源中酵母浸粉最有利于克雷伯氏菌的生长代谢，而无机氮源对其生长和发酵结果有较大影响。故选择含氮量分别为 0.045mol/l的无机氮源研究克雷伯氏菌对不同氮源的利用情况。在培养基初始 pH 为 8.0，发酵温度为40℃，20 g/L 的甘油下培养 12 小时后，菌体生物量和产物 1,3-PD 的积累。

4 结论

根据实验结果，分析不同原料对克雷伯氏菌的生长和产物的合成影响，得到最佳的合成原料。同时分析温度、PH、甘油浓度、氮源对克雷伯氏菌的生长和产物的合成影响，确定最佳的生产工艺。

参考文献：

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丙二醇甲醚MSDS

第一部分：化学品名称 化学品中文名称：丙二醇甲醚 产品名称：丙二醇甲醚（PM） 产品英文名：Propylene Glycol Methyl Ether CAS No：107-98-2 分子式：CH2OCH2CHOHCH2 分子量： 第二部分：危险性概述 危险性类别： 侵入途径： 健康危害：动物实验显示本品有轻度麻醉性及刺激性。未见职业性危害。环境危害： 燃爆危险：本品可燃。 第三部分：急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 第四部分：消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。

有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中 产生声音，必须马上撤离。 灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 第五部分：泄漏应急处理 应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第六部分：操作处置与储存 操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，戴防化学品手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应

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菌种保存大家谈。甘油的浓度。 2009-08-15 01:13 大家好！ 我是保藏中心，最近发现基因酷保藏中心的共享菌株的保存出现了较严重的问题，06年07年酷友共享的菌株很多都活化不了，好些酷友想要，保藏中心却不能应助，对此我们很抱歉！ 因此，在此向大家赐教，菌株应如何保存呢？ 望大家能分享经验，多提出建议（保藏中心如何保藏菌株和管理菌株为佳），一起努力搭建好这个平台，让它能帮到更多酷友！ 作者: 保藏中心时间: 09-2-19 10:55 有人说，冷冻干燥保藏法是菌种保藏最有效的方法之一。因为没有做过，所以请教做过这方面的酷友，大肠杆菌的冷冻保藏应该注意的事项? 甘油冷冻保藏及穿刺菌的保藏一般能保藏多久呢？ 作者: 我是好人时间: 09-2-19 21:34 冷冻干燥法是国内外一致认为比较理想的菌种保藏方法。冷冻真空干燥保藏法又称冷冻干燥保藏法，简称冻干法。它通常是用保护剂制备拟保藏菌种的细胞悬液或孢子悬液于安瓿管中，再在低温下快速将含菌样冻结，并减压抽真空，使水升华将样品脱水干燥，形成完全干燥的固体菌块。并在真空条件下立即融封，造成无氧真空环境，最后置于低温下，使微生物处于休眠状态，而得以长期保藏。常用的保护剂有脱脂牛奶、血清、淀粉、葡聚糖等高分子物质。 由于此法同时具备低温、干燥、缺氧的菌种保藏条件，因此保藏期长，一般达5～15年，存活率高，变异率低，是目前被广泛采用的一种较理想的保藏方法。除不产孢子的丝状真菌不宜用此法外，其他大多数微生物如病毒、细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌等均可采用这种保藏方法。保藏菌种需用时，可在无菌环境下开启安瓿管，将无菌的培养基注入安瓿管中，固体菌块溶解后，摇匀复水，然后将其接种于适宜该菌种生长的斜面上适温培养即可。 该法操作比较烦琐，技术要求较高，且需要冻干机等设备。不适合酷友频繁的求助菌种。我们实验室保藏菌种，不管是细菌，放线菌还是霉菌和酵母，我们都是用的甘油管保藏。就是划斜面得到单菌落，将单菌落置于液体培养基培养至对数期，在EP管中保存，菌液与甘油体积比为1：1，甘油要灭菌的。-20摄氏度保存即可。我们的菌种有保存七八年的依然能用。方便快捷。管理员不妨试试。 作者: 保藏中心时间: 09-2-20 23:03 :'终于有酷友理我了！感动ing 十分感谢您的指教！为了表达谢意，加两点威望

对甘油制备1,3-丙二醇工艺进行设计

对甘油制备1,3-丙二醇工艺进行设计 -发酵法制备1,3-丙二醇 摘要：本设计以甘油为原料，在无氧条件下，利用克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇，符合绿色化学的特点。通过测定菌体生物量、葡萄糖浓度、蛋白质浓度、甘油脱水酶、丙醛的浓度，可以初步判定发酵进行程度。设计实验对克雷伯氏菌发酵特性进行研究，分别研究温度、PH、甘油初始浓度、氮源对菌体生长和 1,3-PD 合成的影响。 关键词：1,3-丙二醇、甘油、克雷伯氏菌、厌氧发酵 1 前言 1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料，它可作为化学和医药工业中多种润滑剂、有机溶剂和前体的合成原料。它作为聚酯、聚醚和聚氨酯的重要单体原料合成的聚合物具有生物可降解性、安全无毒、可循环利用等优点，不仅在服装和工程塑料领域得到了广泛应用，在食品、药品和化妆品等领域也开始崭露头角。以 1,3-丙二醇为原料合成的食品添加剂丙二醇酯，是世界六大食品乳化剂之一，目前已被美国、日本和中国等国家及欧盟，联合国粮农组织和世界卫生组织批准使用[]1。20世纪90年代中期,工业上成功开发出了以1,3-PD为原料的新型聚酯材料-聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT), PTT性能优良,因此研究开发低成本的1, 3-PD生产技术成为关注的热点。1,3-PD的生产方法有化学法和生物转化法。 生物法合成 1,3-PD 符合“绿色化学”的特点，利用甘油或葡萄糖等可再生资源为原料，生产清洁，对环境无污染，符合我国可持续发展的需要。近几年，随着以大豆油与菜籽油为原料生产生物柴油产量的迅速增长，产生了大量副产物甘油；用甘油合成附加值更高的 1,3-丙二醇有利于资源的综合利用，引起了如杜邦公司、陶氏化学公司、亨斯迈公司等公司的关注[]2。发酵工程作为生物法合成 1,3-PD 的关键环节更是人们关注的热点。2003 年美国环境保护机构向杜邦授予“绿色化学总统奖”，专门用于表彰该公司对生物基 1,3-PD 工艺开发所作的研究。

甘油催化转移氢解制备丙二醇及其反应机理

第４０卷第３期２０１２年６月 浙江工业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４０Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１２ 收稿日期：２０１１－０３－ ０４基金项目：浙江省钱江人才计划基金资助项目（２００６Ｒ１００１７ ）作者简介：李　菲（１９８６—），女，山西太原人，硕士研究生，研究方向为生物能源，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｆｅｉｌ＿２９０＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ． 通信作者：计伟荣教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｒｏｎｇ．ｊｉ＠ｚｊ ｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．甘油催化转移氢解制备丙二醇及其反应机理 李　菲，夏　燕，应惠娟，计伟荣 （浙江工业大学化学工程与材料学院，浙江杭州３１００３２ ）摘要：以Ｒａｎｅｙ　 Ｎｉ为催化剂，甲醇为供氢体，水为溶剂，对甘油催化转移氢解反应进行了研究，探讨了反应温度和甘油浓度对氢解反应的影响， 并对甘油催化转移氢解反应机理进行了初步探索．与传统氢解方法相比，甘油催化转移氢解在较为温和的条件下得到了１，２－丙二醇．在温度为２１０℃，甘油初始浓度为０．６４ｍｏｌ／Ｌ，反应时间为１２ｈ的条件下，甘油转化率达到５４．７％，１，２－丙二醇的选择性为７４．１％．一般情况下，在Ｒａｎｅｙ　Ｎｉ的催化作用下，甘油优先脱去伯位的羟基生成丙酮醇，随后加氢生成１，２－丙二醇． 关键词：甘油；甲醇；１，２－丙二醇；转移氢解；Ｒａｎｅｙ　Ｎｉ中图分类号：ＴＱ０２８．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－４３０３（２０１２）０３－０２７５－ ０４Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　 ｏｆ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ　ｔｏｐｒｏｐｙ ｌｅｎｅ　ｇｌｙｃｏｌ　ａｎｄ　ｉｔ ｓ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍＬＩ　Ｆｅｉ，ＸＩＡ　Ｙａｎ，ＹＩＮＧ　Ｈｕｉ－ｊｕａｎ，ＪＩ　Ｗｅｉ－ｒｏｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｅｅｒｉｎｇ　＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　 ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００３２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ（ＣＴＨ）ｏｆ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｏｖｅｒ　Ｒａｎｅｙ　Ｎｉｃａｔａｌｙｓｔ　ｉｎ　ａｑｕｅｏｕｓ　ｍｅｄｉａ　ｗｉｔｈ　ｍｅｔｈａｎｏｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｄｏｎｏｒ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｍｏｌａｒ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇ ａｔｅｄ．Ａ　ｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ　ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ　ｕｓｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｇａｓ，ｔｈｅ　ＣＴＨ　ｏｆ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｕｎｄｅｒ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｍｉｌｄ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｔ　２１０℃ａ５４．７％ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ　ｗａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ａｆｔｅｒ　１２ｈｏｕｒ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ａｎ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｇｌｙ ｃｅｒｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　０．６４ｍｏｌ／Ｌ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　１，２－ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｇｌｙｃｏｌ　ｗａｓ　ｕｐ　ｔｏ　７４．１％．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅ　ｃｌｅａｖａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｈｙｄｒｏｘｙｌ　ｇｒｏｕｐ　ｗａｓ　ｉｎ　ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　 ｏｎｅ　ｏｖｅｒＲａｎｅｙ　Ｎｉ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ａｃｅｔｏｌ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｔｏ　ｂｅｃｏｍｅ　１，２－ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｇｌｙ ｃｅｒｏｌ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｌｙｃｅｒｏｌ；ｍｅｔｈａｎｏｌ；１，２－ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｇｌｙｃｅｒｏｌ；ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ；Ｒａｎｅｙ　Ｎｉ 近年来， 生物柴油产业的发展使得其副产物甘油大量生成，导致目前甘油市场严重过剩［１－ ３］．寻找甘油利用的新途径，对降低生物柴油成本，提高生物 柴油产业链的经济效益有重要意义［４－ ５］． 目前，国内外已有许多关于甘油催化氢解生产高附加值产品的 报导，其主要产物为１，２－丙二醇和１，３－丙二醇．１，２－丙二醇和１，３－丙二醇都是重要的化工原料，常作为抗冻剂、溶剂、保护剂等应用于食品、医药、化妆品和涂料等行业中．此外，１，３－丙二醇还是合成新型聚酯 ＰＴＴ的单体之一［６］．早在１９８７年，Ｃｅｌａｎｅｓｅ公司［７ ］

农杆菌感受态的制备方法

农杆菌感受态细胞制备 第一天晚至第三天晚： 1）取-80℃保存的GV3101于含50μg/ml 利福平的LB （千分之一的利福平）平板划线，28℃培养（一般要两天）。 注意：划线的时候要少沾一点原菌株，不必等到菌株融化就可轻轻沾一点，一定要少量，然后轻轻地划在板上。挑得太多不容易长出单菌落，如果太用力也容易伤到菌株。 第三天下午或晚： 2) 挑取单菌落接种于灭菌的50ml 新管子加10ml 50μg/ml （千分之一）利福平的LB 液体培养基中，200rpm 28℃振荡培养12-16 hr （过夜可以）。 注意：管子最好用灭菌过的报纸包一下，摇菌时。 第四天早： 3) 取1-2ml （按1:50或者1:100的比例）菌液转接于含有50μg/ml （千分之一）利福平的100ml LB 液体培养基中（用500 ml 的三角瓶来摇菌28℃，200rpm 振荡培养至OD 600=0.5）。 注意：摇菌的过程可能需要3-4小时，要随时监控菌的浓度，可以平行的摇两瓶，其中一瓶用来测浓度，避免污染；并且为了保证检测菌液与未检测菌液的一致性，平行的两瓶菌液，最好来源于同一个50 ml 管子的菌液。 摇菌的过程中可以预先把NaCl 置于冰上预冷。 4) 转移菌液到新的灭过菌的50 ml 离心管中，冰上30min ； 5) 4℃，5000rpm 离心5min 。 6) 在超净台中弃上清，将管子倒立在灭过菌的吸水纸上，尽量倒干，可以用预冷的NaCl 快速冲洗一遍。 7) 加入10ml 预冷的0.15M 的NaCl 溶液，轻轻悬浮细胞，冰上放置20min 。 注意：要用5ml 枪调到3ml 挡，轻轻抽打。 8) 4℃，5000rpm 离心5min 。 9) 在超净台中弃上清，将管子倒立在灭过菌的吸水纸上，尽量倒干。 10）加入2 ml 预冷的含15%甘油的20mM 的CaCl 2溶液，轻轻悬浮。 注意：要用1ml 枪轻轻抽打。 11）按200ul 的量分装到1.5 ml 无菌Eppendorf tube 中，液氮速冻，-80℃保存，一般不要存放超过2-3个月。

丙二醇甲醚

化学品中文名称：丙二醇甲醚 产品名称：丙二醇甲醚（PM） 产品英文名：Propylene Glycol Methyl Ether CAS No：107-98-2 分子式：CH2OCH2CHOHCH2 分子量： 第二部分：危险性概述 危险性类别： 侵入途径： 健康危害：动物实验显示本品有轻度麻醉性及刺激性。未见职业性危害。 环境危害： 燃爆危险：本品可燃。 第三部分：急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 第四部分：消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。 灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 第五部分：泄漏应急处理 应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第六部分：操作处置与储存 操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，戴防化学品手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 第七部分：接触控制/个体防护

菌液的制备及保存

1目的 菌种保藏使微生物的代谢活动处于最低的状态，但又不至于死亡，从而达到保藏的目的。规范菌种原始菌液的制备及长期保存。 2内容 2.1定义 原始菌液--由冻干菌或冷冻菌直接传代的孢子或生长菌的原始悬浮液。 工作菌液--由原始菌液直接稀释，或根据一般试验需要而等量稀释的特定浓度的孢子或细菌的悬浮液。 2.2 总则 微生物室收到实验菌种后应进行活化及纯化，并进行传代（芽孢杆菌除外）。每一新菌种在适宜的琼脂平板上划线分离，检查是否纯种，观察菌落形态并用革兰氏染色或芽孢染色法进行镜检，如果是芽孢悬浮液，用常规方法测定其存活孢子数。 经检查如果满意，贴上合适的标签，并将贮备菌存放在实验室专用的冰箱里（2 ～8℃）或冷冻室内，以避免与实验室正在使用的其它菌种相混淆，作好菌种传代的记录以便能追踪传代史。 生孢梭菌的孢子悬浮菌应每年制备一次。 原始菌种的传代次数最多传至第五代。 2.3 培养基 2.4 冻干菌制备原始菌液 2.4.1 由甘油冷冻菌制备原始菌液 2.4.1.1 把冻干菌加入100ml液体培养基后所得的菌作为第一代。 2.4.1.2 从冷冻箱内取出冷冻菌，使其在室温下慢慢融化； 2.4.1.3 把冷冻菌无菌转移至100ml该菌所适用的液体培养基中； 2.4.1.4 根据菌种的类型，将接种后的培养基在适当温度下培养24h或更长一些时间； 2.4.1.5 把甘油冷冻菌加入100ml液体培养基后所得的菌作为第二代。 2.4.2 由集菌平板制备原始菌液 2.4.2.1 在超净工作台内，把经过24h（或更长时间）培养的菌液摇匀，各取1ml，无菌转移至5只培养基平板上，轻轻转动平板，使菌液均匀分布于平板表面。不同培养基适用于不同菌种。 2.4.2.2 另用一只平板，划线分离菌液，培养之，以检查菌液是否纯种。 2.4.2.3 在适当的温度下培养以上平板，不同菌种所需培养周期不一。

以甘油为原料两步法制备1,2-丙二醇的工艺研究

以甘油为原料两步法制备1,2-丙二醇的工艺研究利用生物质转化为高附加值的化学产品是绿色化学的一个重要研究方向[1,2]。绿色化学所追求的目标是化学过程不产生污染，并实现高效、高选择性的化学反应，尽可能不生成副产物，实现“零排放”，以达到“原子经济性”反应[3]。 甘油作为一种理想的可再生原料，以其为平台可以提供一条绿色且经济的生产大量化学产品的途径。它作为生物柴油的副产物大量生成，每生产9Kg生物柴油约产生1Kg粗甘油[4,5]。随着生物柴油持续升温，寻找和开发甘油的新用途，将其作为原材料加工成其他产品，不但可以降低生物柴油的生产成本，提高综合经济效益，还可以解决甘油的过剩问题。 目前国外两家公司作开发了利用微生物发酵甘油生成 1，3 -丙二醇的技术。国内清华大学和大连理工大学等单位也在生物发酵法制备 1，3-丙二醇方面进行了研究。并取得了一定成果。虽然微生物对甘油转化为1，3-丙二醇的选择性很高，且反应条件温和操作简单，但是在产率的提高和菌种的选择性上还存在着很多困难。 甘油催化氢解制备丙二醇的机理如下： 甘油催化氢解制备丙二醇的甘油催化氢解制备丙二醇的反应见下图。在催化剂作用和氢气存在的条件下，通过一次C-O断裂，甘油可以转化成1，2-丙二醇和1-3丙二醇。但是由于催化剂种类及反应参数的不同，可能发生以下副反应：在甘油过度氢解时，即经过2~3次C-O键断裂后，得到一元醇( 正丙醇、丙醇)和丙烷。如果经历1次C-C键的断裂则会生成乙二醇。经过2次C -C键的断裂将生成甲醇。甘油经过C-O键和C-C键同时或者交替的断裂可能得到正丙醇、丙醇、甲醇、和甲烷。 甘油的氢解反应甘油催化氢解的反应机理是比较复杂的，由于反应条件、催化剂的不同，甘油氢解制丙二醇的机理也存在着一定的差异。当反应在酸性或者中性条件下进行时，一般认为反应是下面的机理进行。脱水，生间产物烯醇及酮（醛）式互变异构体，之后中间产物进一步发生加氢反应生成1，2 -丙二醇或l，3-丙二醇。实验表明，反应体系中加入钨酸可以加快反应速率，变反应的选择性。但是在使用其他的无机酸如盐酸时，反应转率并不理想。这说明钨酸的酸性并不

甘油菌活化和质粒提取

一、甘油菌活化 1.LB培养基制备： 胰蛋白胨10g 酵母提取物5g NaCl10g 加去离子水至800mL搅拌，使溶质完全溶解，用5mol/LNaOH（约0.2ml）调节PH至7.4，加入去离子水至1000ml，高压蒸汽灭菌20min。 ●灭菌后注意密封，4℃能存放1个月。 ●含琼脂的LB培养基： 上述液体培养基高压灭菌前加入15g/L（铺制平板用）或7g/L（配制顶层琼脂糖用）琼脂糖，高压灭菌20min。 2.倒平板 2.1 超净台，接种环，灭菌培养皿，酒精灯等紫外灭菌30min。 2.2 培养基高压后放在60℃水浴锅中保温。溶液尚未冷却时，即应取出培养基，并轻轻转动以使溶解的琼脂或琼脂糖能均匀分布于整个培养基溶液中。小心培养基过热，旋动液体产生暴沸。 2.3 冷却至50℃，在超净台中加入抗生素等不耐热的物质（现用现加），为避免产生气泡，混匀培养基时应采用旋动的方式，然后直接从烧瓶中倾出培养基铺制平板。 2.4 从冰箱中取出甘油菌冻存管放在冰上，不要等到融化（反复冻溶不利于长期保存），直接用（枪头）接种环在冻存管内的冰碴上蘸一下，然后马上涂平板即可。 37℃培养12-16h。第二天挑单克隆大量培养。 3.大量培养 3.1 冷藏的液态培养基重新高温高压湿热灭菌，待冷却至50℃左右加入抗生素。 3.2 在无菌操作台中将菌落挑至已加抗生素的液态培养基中（2-5mL），37℃，200rpm培养8h。 3.3 按1:500至1:1000的比例，用加抗生素的液态LB培养基稀释3.2所得菌液。

（25-50uL菌液+25mL液态含抗生素LB培养基）。37℃，200rpm培养12-16小时。 ●使密度达到3-4 10^9/mL。 ●OD600在0.5左右。（在可见分光光度计600nm处测菌液的光密度值，OD600在0.5左右时可判断细胞处于对数生长期，活力最佳。）

甘油制备1.3-丙二醇

甘油制备1．3-丙二醇 l，3-丙二醇是一种重要的有机化工原料．广泛应用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、聚酯和聚氨酯的合。也可用作防冻剂、溶剂、保护剂等，其中最重要的应用是制备聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。PTT是一种性能优异的聚酯材料，是目前国际上合成纤维开发的热点，被专家预测为2l世纪最主要的新纤维品种之一。 世界上已实现工业化生产1。3一丙二醇的合成路线有两条：一种方法是Shell公司的环氧乙烷羰基化法；另一种方法是Degussa公司的丙烯醛水合氧化法。其中环氧乙烷羰基化法设备投资大．技术难度高．其催化剂体系相当复杂．制备工艺苛刻且不稳定．配位体还有剧毒。丙烯醛水合氢化法成本较高．特别是丙烯醛本身属剧毒、易燃和易爆物品，难于储存和运输。由此可见．研究开发以生物柴油副产甘油为原料制备l，3一雨二醇的技术很具竞争性和发展潜力。目前国内外做了大量的研究，主要形成催化氢解法和微生物发酵法两项技术。(1)催化氢解法甘油催化氢解制备1．3一丙二醇是一个较复杂和困难的过程．目前人们刚刚在这方面开始研究。在均相催化体系中加入钨酸和碱性物质如胺或酰胺等，在3lMPa的合成气压力和200℃的温度下反应24h，甘油催化氢解生成1．3丙二醇的产率为21％，选择性为45％。Schiaf等选用Ru配合物为催化剂，在四氢噻吩砜、甲苯和1一甲基吡咯烷酮的混合溶剂中，在5．2MPa的氢压力和110℃的温度下反应19h，l，3丙二醇的选择性为44％，但转化率仅为5％。Shell公司于2000年开发了一种均相体系合成1．3一丙二醇．该法以含铂系金属的配合物为催化剂．加入甲磺酸或i氟甲磺酸作添加物．在水或环丁砜的溶剂中甘油被氢解生成1．3一丙二醇．其选择性可达30．8％。Chaminand等采用氧化锌、活性炭或三氧化二铝负载的cu、Pd或Rh作为催化剂．以钨酸作添加物．在水、环丁砜或二氧杂环已烷等溶剂中研究了甘油催化氢解反应。当温度为180℃、氢压为8MF，a时，产物中1，3一丙二醇与1．2丙二醇的摩尔比最好时可达到2．并认为Fe和Cu等有利于提高1．3一丙二醇的选择性。根据目前的研究结果来看，利用甘油催化氢解制备1，3一丙二醇研究还相对较少，且存在甘油转化率低和产品选择性差的问题，结果不太理想．因此还有待进一步对高效催化剂研究和开发。 (2)生物发酵法与催化氢解法相比，生物发酵法生产1，3丙二醇具有选择性高、操作条件温和等优点，近年来受到特别的重视。德国国家生物技术研究巾心(GBF)、美国杜邦和Genencor 公司等投人大量人力物力研究1．3丙二醇的发酵生产技术。目前研究主要集中在两个方向：其一是从工业甘油出发研究发酵生产1,3一丙二醇；其二是运用现代基因1_程改造菌种．试图将转化葡萄糖为甘油和将甘油转化为1，3丙二醇的两组基因重组到同一细胞内．但基因重组困难，且重组后基因的传代稳定性还有待长时间考验。2001年DuaPont与Denencor申请了多项以葡萄糖为底物．用基因工程菌直接生产1．3丙二醇的专利，已投资建成年产j 万吨的发酵法生产l，3丙二醇的装置。 国内生物法生产l，3一丙二醇的研究起步较晚，研究重点多集中于菌种筛选和发酵工艺优化方面。清华大学、大连理工大学等单位开展生物发酵法生产1，3一丙二醇的研究．虽然比德、美等国起步晚，但研究水平已赶上甚至超过国际先进水平。清华大学以葡萄糖或粗淀粉(如木薯粉)为原料．采用双菌种两步发酵法生产1，3丙二醇的技术．避开了杜邦公司的专利，开发出了直接利用生物柴油的副产粗甘油发酵生产1，3一丙二醇的技术，该技术通过5000L发酵罐实验表明：1，3丙二醇浓度可达70g／L，实现了酶法制备生物柴油和生物柴油副产物甘油发酵生产l，3丙二醇的工艺耦合。在后提取的过程中．研究人员针对发酵过程副产大量的有机酸(盐)的特点．在国际上率先将电渗析脱盐技术引入提取T艺。通过絮凝、浓缩和精馏等工序，制得的1，3一丙二醇产品纯度达到99．92％．收率达80％以上．填补了我国生物法生产1，3一丙二醇的空白。大连理工大学也已在实验室采用膜过滤将脂肪酶催化甲醇与油脂反应生成生物柴油和微生物转化甘油为1，3丙二醇两个过程耦联起来开

负载型固体碱催化合成丙二醇甲醚

化学试剂,2006,28(9),557～558 负载型固体碱催化合成丙二醇甲醚 苏秋芳3,陈小平,刘宝生,李春海 (茂名学院化工学院,广东茂名　525000) 摘要:将K F 、K NO 3、K 2C O 3负载在γ2Al 2O 3、MgO 、Z rO 2、ZnO 及镁铝复合氧化物(LDO )上制备的负载型固体碱作为催化剂,应用于甲醇与环氧丙烷合成丙二醇甲醚的实验表明,所制备的固体碱催化活性高,选择性好。关键词:固体碱;丙二醇甲醚;环氧丙烷;甲醇 中图分类号:O623.42 文献标识码:A 文章编号:025823283(2006)0920557202 收稿日期:2005212212作者简介:苏秋芳(19652),女,湖南沅江人,硕士,副教授,主要从事精细有机合成及多相催化研究。 丙二醇甲醚是一种性能优良毒性较低的溶 剂,具有溶解能力强,挥发度低,闪点高,气味温和等特点,是丙二醇醚系列化合物中重要的产品之一。丙二醇甲醚的分子结构、物理化学性质与乙二醇醚相近,所以被认为是毒性较大的乙二醇醚类的理想替代产品[1]。 丙二醇甲醚可由环氧丙烷和甲醇在催化剂作用下制得,催化剂一般是酸或碱,其反应式可表示如下 : 由于环氧丙烷的不对称性,上述反应可得到 伯醚和仲醚两种异构体,其中伯醚毒性低性能好,因此产品中伯醚含量越高越好。从反应机理看,碱性催化剂有利于伯醚的生成[2]。NaOH 、K OH 或醇钠等碱性物质作为催化剂,虽可解决环氧丙烷开环方向的选择性问题,但产物后处理困难,催化剂难以回收利用。固体碱由于具有催化活性和选择性高,反应条件温和,对设备腐蚀性小,易与产物分离等优点,在精细有机合成中日益受到重视[3],国内关于以固体碱作为催化剂合成丙二醇甲醚的研究近年来比较活跃[4～6]。本文以γ2Al 2O 3、氧化镁、氧化锆、氧化锌、镁铝复合氧化物(LDO )等为载体,分别负载K F 、K NO 3、K 2C O 3,制备了多种负载型固体碱,并考察了它们作为催化剂合成丙二醇甲醚的催化活性。实验结果表明,所制备的负载型固体碱,催化活性高、选择性好,是合成丙二醇甲醚的良好催化剂。1　实验部分 111　主要仪器与试剂 W DF 型高压反应釜(威海自控反应釜有限公 司);G C9800型气相色谱仪(中国上海科创色谱仪器有限公司)。 环氧丙烷、甲醇、硝酸镁、硝酸铝、氟化钾、碳 酸钾、碳酸钠、γ2Al 2O 3(100～200目)、氧化镁、氧 化锆、氧化锌、氢氧化钠等均为分析纯。112　催化剂的制备11211　镁铝复合氧化物LDO 的制备 镁铝复合氧化物(LDO )的前驱体是镁铝原子比为3∶1的镁铝水滑石,其制备按文献[7]所述方法Ⅰ进行。将制得的镁铝水滑石在600℃下焙烧5h ,得镁铝复合氧化物LDO 。11212　负载型固体碱的制备 将γ2Al 2O 3、氧化镁、氧化锆、氧化锌在浸渍之前于400℃下焙烧3h 。 采用等体积湿法浸渍,按被负载物/载体的质量比为20/80的比例,将K F 、K NO 3、K 2C O 3分别负载在上述γ2Al 2O 3、MgO 、ZrO 2、ZnO 、LDO 等载体上,于100℃干燥12h ,600℃焙烧3h 即得负载型固体碱催化剂,分别记为K F/γ2Al 2O 3、K NO 3/γ2Al 2O 3、K 2C O 3/γ2Al 2O 3、K F/MgO 、K NO 3/MgO 、K 2C O 3/MgO 、K F/ZrO 2、K NO 3/ZrO 2、K 2C O 3/ZrO 2、K F/ZnO 、K NO 3/ZnO 、K 2C O 3/ZnO 、K F/LDO 、K NO 3/LDO 、K 2C O 3/LDO 。113　丙二醇甲醚的合成 反应在0125L 带搅拌装置的不锈钢高压釜 中进行。准确称量2210g (015m ol )环氧丙烷,6010m L (115m ol )甲醇及环氧丙烷质量4%的催化剂于反应釜中,密封反应釜,用氮气维持体系的初始压力为014MPa (表压),开动搅拌并迅速加热 7 55第28卷第9期苏秋芳等:负载型固体碱催化合成丙二醇甲醚

丙烯酸合成

一防污涂料用丙烯酸树脂的合成研究 1 实验部分 1. 1 试剂 丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈、二甲苯、正丁醇均为分析纯试剂。 1. 2 实验仪器 NICOLET AVATAR - 360型红外光谱仪;WATERS515-410凝胶渗透色谱仪;NDJ-79型 旋转粘度计;RE-5299型旋转蒸发器;DF-101恒温水浴;D-8401型多功能搅拌器。 1. 3 丙烯酸预聚物的合成 实验前将丙烯酸类单体用旋转蒸发器进行减压蒸馏,得到纯的单体。取一定量的二甲苯与正丁醇的混合物放入四口瓶中,恒温水浴加热温度达80℃时,将一定质量配比的丙烯酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯以及偶氮二异丁腈的混合物装入烧杯中,溶解后,装入滴液漏斗中,将其安装在四口瓶上,开动搅拌装置,采用间歇加料法并控制滴液漏斗的流速,滴加完毕后再保温1小时左右。 二改性丙烯酸树脂皮革涂饰剂的合成

2实验部分 2.1主要材料 单体:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸甲酯(MA)和丙烯酸(AA)均为工业品,除去阻聚剂后冷藏备用;N-羟甲基丙烯酰胺(化学交联剂)、引发剂过硫酸铵(APS)、乳 化剂十二烷基硫酸钠(SLS)和OS-15、氨水(28%)、碳酸氢钠(SBC)为市售化学纯,直接使用;螯合交联剂CL-01为实验室自制。 2.2实验仪器 GFU55多功能材料试验机,台湾高铁科技股份有限公司;Brookfield DV-II+Pro数显黏度计,美国Brookfield工程实验室公司;LS Particle Size Analyzer粒径分析仪,美国Coulter公司;皮革拉力机,苏州拓泓电子科技有限公司。 2.3实验方法 聚合反应在一个装有搅拌器、温度计、冷凝管、N2保护及加料装置的1 L四口烧瓶中进行,反应温度由一装有控温装置的水浴控制;按照一定配方和加料工艺进行乳液聚合反应。反应结束后,降温至40℃,用氨水调整乳液pH值至7~8,过滤,出料,即为PA乳液。

甘油绿色化学法制1,3-丙二醇

脱水－水合－加氢三段工艺 Ｄｅｇｕｓｓａ公司［１５］在专利中报道一种同时生产１，３－丙二醇和１，２－丙二醇的方法，如图１所示，工艺包括３段：①将质量分数１０％～４０％甘油水溶液在固体酸催化剂作用下脱水为含丙烯醛和羟基丙酮的水溶液，反应温度在２５０～３４０℃，专利强调酸性催化剂的Ｈａｍｍｅｔｔ酸强度在－３．０～－８．２，包括酸性分子筛、负载的无机酸及其盐和氧化物等；②将①中得到的水溶液在酸性催化剂作用下进行水合反应，以将丙烯醛水和成３－羟基丙醛，水合温度控制在３０～１２０℃；③将②中得到的３－羟基丙醛和羟基丙酮水溶液催化加氢得到１，２－丙二醇和１，３－丙二醇的混合物，其中１，２－丙二醇收率达１０％，１，３－丙二醇收率可达６０％。 该工艺１，３－丙二醇选择性高，并且后两段反应单元与传统的Ｄｅｇｕｓｓａ公司商业化生产１，３－丙二醇过程［１６］相同，能够最大限度地利用现有的工艺，因此该工艺得到人们的普遍关注。不过甘油气相脱水制备丙烯醛的催化剂尚还不成熟，因此该工艺的核心部分为甘油脱水制备丙烯醛反应与丙烯醛产品的分离精制过程。以下对近期来甘油气相脱水制备丙烯醛反应的研究进行单独的总结。 Ｏｔｔ等［１７］报道在亚临界或超临界状态下（２５～３５ＭＰａ和２５０～２９０℃），以硫酸锌盐为催化剂，在优化条件下丙烯醛收率７５％，并发现通过增加溶液酸性可促进反应的进行，使丙烯醛的收率得到增加。Ｄｅｇｕｓｓａ公司［１８］申请一个甘油水溶液在液相或者气相条件下脱水制备丙烯醛的专利，根据专利催化剂的寿命和丙烯醛选择性可以通过提高水含量实现，对于液相和气相适宜反应温度分别为２５０～３４０℃和２７０～３２０℃，并报道酸性催化剂的Ｈａｍｍｅｔｔ酸强度在－３．０～－８．２。在示例的Ａｌ２Ｏ３负载的磷酸催化剂上催化剂的转化率在６２．２％～７５％之间。柴松海等［１９］研究了甘油在一系列的不同Ｈａｍｍ

菌液的制备及保存讲课教案

备的菌存保及制液．精品文档 1目的菌种保藏使微生物的代谢活动处于最低的状态，但又不至于死亡，从而达到保 藏 的目的。规范菌种原始菌液的制备及长期保存。 内容 2 定义 2.1 由冻干菌或冷冻菌直接传代的孢子或生长菌的原始悬浮液。原始菌液-- 由原始菌液直接稀释，或根据一般试验需要而等量稀释的特定浓度的-- 工作菌液 孢子或细菌的悬浮液。总则2.2 微生物室收到实验菌种后应进行活化及纯化，并进行传代（芽孢杆菌除外）。 每一新菌种在适宜的琼脂平板上划线分离，检查是否纯种，观察菌落形态并用革兰氏染色或芽 孢染色法进行镜检，如果是芽孢悬浮液，用常规方法测定其存活孢子数。经检查如果满意，贴上 合适的标签，并将贮备菌存放在实验室专用的冰箱里 ～8℃）或冷冻室内，以避免与实验室正在使用的其它菌种相混淆，作好菌种传代的记（2 录以便能追踪传代史。生孢梭菌的孢子悬浮菌应每年制备一次。 原始菌种的传代次数最多传至第五代。 培养基 2.3 冻干菌制备原始菌液 2.4 由甘油冷冻菌制备原始菌液 2.4.1 液体培养基后所得的菌作为第一代。把冻干菌加入100ml 2.4.1.1 从冷冻箱内取出冷冻菌，使其在室温下慢慢融化；2.4.1.2

该菌所适用的液体培养基中；100ml 2.4.1.3 把冷冻菌无菌转移至 或更长一些24h 2.4.1.4 根据菌种的类型，将接种后的培养基在适当温度下培养 时间；液体培养基后所得的菌作为第二代。把甘油冷冻菌加入100ml 2.4.1.5 由集菌平板制备原始菌液2.4.2 （或更长时间）培养的菌液摇匀，各取24h2.4.2.1 在超净工作台内，把经过 只培养基平板上，轻轻转动平板，使菌液均匀分布于平板表面。不同培51ml，无菌转移至养基 适用于不同菌种。另用一只平板，划线分离菌液，培养之，以检查菌液是否纯种。 2.4.2.2 在适当的温度下培养以上平板，不同菌种所需培养周期不一。 2.4.2.3 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除． 精品文档 以内即可显见增长；生长菌-24h 2.4.2.3.1 孢子，这样可确保提到浓50%7天或更长时间才能得到孢子-需要3～ 2.4.2.3.2 的悬浮液。对需长时间培养或培养温度较高（55℃）的平板进行适当密封，以免培养基失水干裂。天才能获得明显的分生孢子生长物，将平145～ 2.4.2.3.3 分生孢子，一般需要 板封口，以免分生孢子污染空气。）加至经培养后氯化钠磷酸缓冲液（PBS 2.4.2.4 在超净工 作台内，各取约8.0ml 的集菌平板内。用弯曲的接种棒（或无菌玻璃弯头）轻轻地刮平板表面，使菌落与平板 2.4.2.5 分离。但注意不要划破培养基。倾斜平板，使菌悬液集中于平板一端，用无菌注射器或无只平 板中的菌悬液收集于一只大小合适，便于封口的试管中。5菌吸管吸取菌悬液，把标记2.5 在原始菌液的标签上记述下列内容： 菌种名称 2.5.1 制备日期） 2.5.2原始菌种制备编号（代数+ 有效期（孢子悬浮液的有效期为一年） 2.5.3 操作者姓名 2.5.4 菌液浓度一经标定后，即应补记在标签上。 原始菌液的浓度标定 2.6 标定孢子初始制备液的浓度并进行记录，以后，每次使用该原始菌液时， 2.6.1 不论直接使用或用其配制工作菌液，都应事先重新标定其浓度。前一次标定浓度仅供参考；除 非有定量要求，一般生长态菌的原始菌液无需标定，生长菌很易死亡， 2.6.2 因此不能保持稳定可靠的浓度。菌种的斜面保存 2.7 经常使用的菌种。将菌种接种在适宜的固体斜面培养基上，待菌充分生长 2.7.1 2℃～8℃的冰箱中保藏。后，棉塞部分用油纸包扎好，移至保藏时间依微生物的种类而有不 同，霉菌、放线菌及有芽孢的细菌保存 2.7.2 个月，移种一次。酵母菌两个月，细菌最好每月移种一次。2-4菌液甘油冷冻管保存 2.8 将液体培养基培养或固体培养基培养制备的剩余原始菌液中加入足量的无 2.8.1 甘油液。轻轻振摇，使其充分混和；菌甘油得到10%收集于网络，如有侵权请联系管理员删除． 精品文档 支冷冻用小试管或冷冻管中，在上述混和液，无菌分装于10 2.8.2 各取2.0ml 年的有效期。做好记录，并妥善保存。2管子上注明菌种名称、菌种号等以及从冷冻日起80℃ 超低温或液氮罐内贮存。 2.8.3 制备好的菌液甘油冷冻管在- 液体石蜡管的保藏 2.9 1℃灭菌12 2.9.1 将液体石蜡分装于三角烧瓶内，塞上棉塞，并用牛皮纸包扎，

SOP-甘油菌制备标准操作规程

1．目的：建立制备甘油菌的标准操作规程。 2．范围：本规程适用于以甘油菌的方式保存工程菌或建立工作种子库。 3．职责：种子库建立相关操作人员对本规程负责。 4．程序： 4．1 准备工作 4.1.1 试剂： 80％甘油：参考SOP3001 4ml、25ml LB液体培养基：参考SOP3002 30mg/ml卡那霉素母液：参考SOP3001 4.1.2 仪器： 超净工作台、恒温摇床、低温冰箱。 4.2 实验操作 4.2.1 绘制生长曲线 4.2.1.1 挑取单克隆菌落于无菌条件下接种4ml LB液体培养，加入4ul卡那霉 素母液，使其终浓度达到30ug/ml，37℃，200rpm振摇3h。 4.2.1.2 保存于4℃冰箱。 4.2.1.3 第二天从冰箱中取出振摇的菌种，37℃，200rpm继续振荡培养30min。 4.2.1.4 记录0D600的吸光值。 4.2.1.5 以1％的接种量接种一瓶新鲜的25mlLB液体培养基，37℃，200rpm振 荡培养，记录此时（0小时）的OD600吸光值为4.2.1.4数值的1％。 4.2.1.6 每培养1个小时测OD600一次，并记录数据。 4.2.1.7 时间（h）为横坐标，OD600吸光值为纵坐标做散点图绘制细菌生长曲 线，待细菌生长达到平台期时停止检测OD600吸光值。 4.2.1.8 根据图找出细菌刚刚进入指数生长期的时间点，计为Tp（time point）。 4.2.2 保存菌种 4.2.2.1 按照4.2.1.1-4.2.1.3操作。

4.2.2.2 以1％的接种量转接一瓶25ml LB液体培养基，37℃，200rpm振荡培养 至Tp。 4.2.2.3 每支冻存管分装812 ul培养的菌液，加入188ul 80％的甘油，使甘油 的终浓度为15％。 4.2.2.4 -20℃或-70℃保存。 4.3 注意事项： 4.3.1 4.2.2保存菌种严格按照无菌操作，分装菌种前要对超净工作台再次灭菌 15-30 min。 4.4参考依据： -

丙二醇甲醚醋酸酯.doc

丙二醇甲醚醋酸酯基本信息 MSDS 用途与合成方法丙二醇甲醚醋酸酯价格 ( 试剂级 ) 上下游产品信息 中文名称 : 丙二醇甲醚醋酸酯 中文同义 乙酸 -1- 甲氧基 -2- 丙基酯 ;丙二醇单甲醚乙酸酯; 乙酸甲氧基异丙酯 ; 丙二醇单甲醚乙酸酯 /1- 甲氧基 -2- 丙醇醋 酸酯 ; 1,2- 丙二醇单甲醚醋酸酯; 丙二醇甲醚醋酸酯 ;1,2- 丙二醇单甲醚醋酸酯 , 99%, STAB. WITH 50PPM 词 : BHT; 丙二醇甲醚醋酸酯 (PGMEA) 英文名称 : 1-Methoxy-2-propyl acetate 英文同义 PMA-EL ;PROPYLENE GLYCOL 1-MONOMETHYL ETHER 2-ACETATE ; PROPYLENE GLYCOL METHYL ETHER ACETATE ;PROPYLENE GLYCOL 1-METHYL ETHER 2-ACETATE;PROPYLENE 词 : GLYCOL MONOMETHYL ETHER ACETATE ; MPA ;ARCOSOLV(R) PMA ;GLYCOL ETHER PMA CAS 号 : 108-65-6 分子式 : C6H12O3 分子量 : 132.16 EINECS 203-603-9 号: 相关类别 : 有机原料 ; 酯类 Mol文件: 108-65-6.mol 丙二醇甲醚醋酸酯性质 熔点 ? -87 °C 沸点 ? 密度 ? 蒸气压 折射率 ? 闪点 ? 储存条件 ? 水溶解性 ? BRN? 稳定性 CAS 数据库NIST 化学物质信息145-146?° C(lit.) 0.970?g/mL?at 25?° C(lit.) 3.7 mm Hg ( 20° C) n20/D 1.402 110? °F Flammables area 19.8 g/L (25 oC) 1751656 Stable. Flammable. Incompatible with strong oxidizing agents, acids, bases. 108-65-6(CAS DataBase Reference) 1-Methoxy-2-propyl acetate(108-65-6)

甘油菌制备

Glycerol Stocks Every construct, whether created in the Stockinger lab or imported from another lab into the Stockinger lab, must be put away and maintained as a lab glycerol stock. A. To create a glycerol stock: a SINGLE colony of the clone off of a plate and grow an overnight in the (1) Pick appropriate selectable liquid medium (e.g., LB amp, SC ?leu etc.). (2) Make a label (clone ID # and date) for the construct (use the time tape). Place this label onto a sterile screw cap microcentrifuge tube. (3) Add 0.5ml of the o/n culture to 0.5ml of 80% sterile glycerol in the sterile screw cap microcentrifuge tube*. (4) Screw a lid onto the tube and write the clone ID # on the lid of the tube. (5) Vortex. (6) Freeze the glycerol stock at –80o C. (7) Enter any and all pertinent information (host strain, vector, cloning site(s), selection criteria, date prepared, origin/source and/or reference, and any other important information) regarding this accession into the lab stock collection book. Also include a map or sequence if possible. (8) If this is a plasmid construct, perform a mini prep on a portion of the same culture medium that was used to prepare the glycerol construct in order to verify that it is what you think it is. (9) Store the mini prep DNA away in the lab DNA stock box in the –20o C. B. To streak out from a glycerol stock: (1) Determine the location (-80o C tower #, box #, row #) of the construct. (2) Take the tube to the place that you intend to streak the clone out (e.g., your bench or the laminar flow hood, etc). (3) Flame a metal inoculating loop until it is red hot. (4) Scrape off a portion from the top of the frozen glycerol stock and streak it onto your plate.