[發(fā)明專利]一種3-羥基丁酸和3-羥基戊酸共聚物的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210167714.2
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102660592A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何寧;陳榮輝;李清彪;王遠(yuǎn)鵬;彭雅娟;黃耀華
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62;C12R1/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種3-羥基丁酸和3-羥基戊酸共聚物，尤其是涉及一種以乙酰丙酸為前體合成3-羥基丁酸和3-羥基戊酸共聚物的合成方法。

背景技術(shù)

3-羥基丁酸和3-羥基戊酸共聚物（PHBV）是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的生物可降解塑料聚羥基烷酸酯（PHAs）中的一種。隨著石油能源危機以及人們對化學(xué)合成塑料所造成的環(huán)境污染的日益關(guān)注，生物可降解塑料的研究發(fā)展迅速，其中，聚羥基烷酸酯由于其具有生物可相容性和生物可降解性而成為研究的熱點。聚羥基烷酸酯是微生物在不平衡的生長條件下積累的一類聚酯，其中聚3-羥基丁酸（PHB）是最早被發(fā)現(xiàn)和研究的。PHB是一種特性與聚丙烯相似的高熔點結(jié)晶的熱塑材料，但是由于結(jié)晶性過高而力學(xué)性能差，易熱分解而難以加工等缺點(楊惠娣.生物降解塑料開發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.中國塑料,1996,10(4)：1-9)，在一定程度上限制了PHB的應(yīng)用范圍。

3-羥基丁酸和3-羥基戊酸共聚物可以在一定程度上解決上述問題，當(dāng)在PHB中加入3-羥基戊酸組分時，共聚物的物化性能與PHB相比有了較大改善，如硬度降低、韌性增加、熔點降低等。此外，PHBV的獲得也相對較容易，真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌在以葡萄糖為碳源合成PHB的過程中，加入有機酸為前體時，就能在胞內(nèi)積累PHBV（Bruce?A?R,Kanda?L,Claude?C?et?al.Production?of?Poly(β-Hydroxybutyric-co-β-Hydroxyvaleric)Acids.Appl?Environ?Microbiol.1990,56(7):2093-2098；Kim?B?S,Lee?S?C,Lee?S?Y?et?al.Production?of?Poly(3-Hydroxybutyric-co-3-Hydroxvyvaleric?acid)by?fed-batch?culture?of?Alcaligenes?entrophus?with?substrate?control?using?on-line?glucose?analyzer.Enzyme?Microb?Technol.1994,16:556-561），并且HV組分的含量可通過調(diào)節(jié)葡萄糖與有機酸之間的比例來控制，由此可以獲得HV組分含量不同、性能各異的共聚物（Doi?Y，Tamaki?A,Kunioka?M,Soga?K.Production?of?copolyesters?of?3-hydroxybutyrate?and?3-hydroxyvalerate?by?Alcaligenes?eutrophus?from?butyric?and?pentanoic?acid.Appl.Microbiol.Biotechnol.1988,28:330-334）。Alcaligens?eutrophus在利用果糖和戊酸作為共底物時（Doi,Y.Microbial?polyesters;VCH:New?York,1990）獲得的菌體干重為9.8g/L，PHBV濃度為6.4g/L，HV組分的百分含量達(dá)到59%。Lee?E?Y等以丙酸為單底物（Lee?E?Y，Kang?S?H,Choi?C?Y.Biosynthesis?of?poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)by?newly?isolated?Agrobacterium?sp.SH-1?and?GW-04?from?structurally?unrelated?single?carbon?substrates.J.Ferment.Bioeng.1995,79,328-334）最終得到的菌體干重為11g/L，PHBV濃度為8.2g/L，HV組分含量為50%。Longan?S等（Longan?S,Seong?C?Y，Hyun?G?P，Ho?N?C.Sequential?Feeding?of?Glucose?and?Valerate?in?a?Fed-Batch?Culture?of?Ralstonia?eutropha?for?Production?of?Poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)with?High?3-Hydroxyvalerate?Fraction.Biotechnol.Prog.2004,20,140-144）采用連續(xù)添加葡萄糖和丙酸的方法把分批發(fā)酵的最終菌體濃度提高到110.2g/L，PHBV濃度為37.2g/L,HV組分含量為62.7%。