[發(fā)明專(zhuān)利]一種生產(chǎn)4，6-二氨基間苯二酚的方法及其專(zhuān)用工程菌

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710119069.6
• 申請(qǐng)日: 2007-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101100654A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雙江;楊勇;姜嘉彤;劉志培;姜成英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微生物研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C12N1/21
• 分類(lèi)號(hào): C12N1/21;C12N15/52;C12P7/22
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)4，6-二氨基間苯二酚的方法及其專(zhuān)用工程菌，特別涉及一種微生物催化生產(chǎn)4，6-二氨基間苯二酚的方法及其專(zhuān)用產(chǎn)羥氨苯歧位酶的工程菌。

背景技術(shù)

聚對(duì)苯撐苯并噁唑纖維(Poly-p-phenylene-benzobisoxazole，簡(jiǎn)稱(chēng)PBO)，PBO商品名為柴隆(Zylon)，是20世紀(jì)80年代美國(guó)為發(fā)展航空航天事業(yè)而開(kāi)發(fā)的復(fù)合材料用增強(qiáng)材料，是含有雜環(huán)芳香族的聚酰胺家族中最有發(fā)展前途的一個(gè)成員，被譽(yù)為21世紀(jì)超級(jí)纖維。聚對(duì)苯撐苯并雙噁唑纖維現(xiàn)已正式上市，正在開(kāi)發(fā)單纖維和復(fù)合材料的用途。PBO纖維具有出色的力學(xué)性能和耐高溫性能，一問(wèn)世即被視為航空航天及軍事等領(lǐng)域的新一代先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料，迅速在美國(guó)和日本的航空航天工業(yè)，防火、防彈衣等特殊紡織品工業(yè)及汽車(chē)工業(yè)的復(fù)合材料等領(lǐng)域中開(kāi)始應(yīng)用。用它制成的服裝在火焰中不燃燒、不收縮，仍非常柔軟。利用受沖擊時(shí)纖維可原纖化從而吸收大量的沖擊能之特性，發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)了PBO纖維在防彈抗沖擊吸能材料領(lǐng)域的用途。另外，利用該纖維的特性還開(kāi)發(fā)了在新型高速交通工具、宇宙空間器材、深層海洋開(kāi)發(fā)及高級(jí)體育運(yùn)動(dòng)競(jìng)技用品等領(lǐng)域的用途。

4，6-二氨基間苯二酚(4，6-diaminoresorcinol，縮寫(xiě)DAR)是合成高性能纖維PBO的重要結(jié)構(gòu)單元[Wolfe，J.F.，Loo，B.H.，Arnold，F(xiàn).E.Rigid-rod?polymers.2.Synthesisand?thermal?properties?of?para-aromatic?polymers?with?2，6-benzobisthiazole?units?in?themain?chain.Macromolecules.1981.14：915-920]，如圖1所示。對(duì)苯二甲酸是和多磷酸均是大規(guī)模工業(yè)化的產(chǎn)品，較易獲得，因而DAR是目前合成PBO的關(guān)鍵中間體。因此，合成PBO纖維，必須首先突破4，6-二氨基間苯二酚(4，6-diaminoresorcinol，縮寫(xiě)DAR)新單體的合成技術(shù)。

至今，雖然高純度的DAR合成工藝已相繼開(kāi)發(fā)成功，但其制造成本高，難以與Kevlar材料的對(duì)苯二胺單體相競(jìng)爭(zhēng)。因此只有找到一條高純度、低成本的DAR合成方法及工藝，才能促進(jìn)PBO新材料的優(yōu)異性能在人類(lèi)物質(zhì)生活中的普及和應(yīng)用。DAR除在PBO中的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于PBZ族功能高分子材料的合成，還可作為醫(yī)藥、農(nóng)藥及功能染料等精細(xì)化學(xué)品和電子化學(xué)品的中間體使用，已引起全世界有關(guān)方面的高度重視。

DAR除在PBO中的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于聚苯并雙噁唑、聚苯并雙噻唑和聚苯并雙咪唑等功能高分子材料的合成，以及作為醫(yī)藥、農(nóng)藥及功能染料等精細(xì)化學(xué)品和電子化學(xué)品的中間體使用，已引起全世界有關(guān)方面的高度重視。DAR的合成研究始于20世紀(jì)80年代，主要以美國(guó)Dow化學(xué)公司和日本的Nissan化學(xué)工業(yè)公司為代表，少數(shù)為德國(guó)的Chevoron研究公司和Bayer公司，以及日本的Asahi、Sumitomo、DaiwaKoisei、Taoka、DaiwaToyo?Kaisei?Kogyo和Missui等化學(xué)公司的技術(shù)。

DAR的化學(xué)合成最初由美國(guó)陶氏化學(xué)公司開(kāi)發(fā)成功，以三氯苯為起始原料進(jìn)行合成(如圖2所示)，收率比較高，對(duì)PBO的工業(yè)化生產(chǎn)起了很大作用，但存在原料不易獲取、成本高的問(wèn)題。目前世界上只有日本的以三氯苯為起始原料合成DAR的生產(chǎn)工藝具有DAR的工業(yè)生產(chǎn)能力，但同樣存在原料有限、價(jià)格高、硝化過(guò)程廢酸處理難、三廢處理易產(chǎn)生劇毒物質(zhì)等問(wèn)題，目前日本許多大公司都在尋找取代其現(xiàn)行工藝路線的工業(yè)化方法。國(guó)內(nèi)有些科研院所采用間苯二酚的合成路線合成DAR(如圖3所示)，但收率低、成本高，且硝化過(guò)程同樣存在大量的廢液處理問(wèn)題。

睪丸酮叢毛單胞菌(Comamonas?testosteroni)CNB-1，該菌株已于2003年保存于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏登記入冊(cè)編號(hào)為CGMCCNo.1028[中國(guó)專(zhuān)利號(hào)2003101143377]。該菌株含有產(chǎn)羥氨苯歧位酶基因，產(chǎn)酶能力強(qiáng)，酶活力98?U·mg^-1·min^-1。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述4，6-二氨基間苯二酚的化學(xué)合成法存在的諸多問(wèn)題和不足之處，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)4，6-二氨基間苯二酚(DAR)的方法及其專(zhuān)用工程菌。

本發(fā)明所提供的生產(chǎn)4，6-二氨基間苯二酚專(zhuān)用的可表達(dá)羥氨苯歧位酶的工程菌，是將羥氨苯歧位酶基因通過(guò)原核表達(dá)載體轉(zhuǎn)入大腸桿菌中，篩選獲得的可表達(dá)羥氨苯歧位酶的工程菌。