《生物基法尼烯为前体合成维生素E的创新工艺》

该项目属于生物与化学相结合的工程领域。

维生素E具有较强的抗氧化能力,可以提高机体免疫能力、生育能力等,为一种常用药品、营养保健品、饲料添加剂,也是国际市场上用途最多、产销量极大的主要维生素品种。全球绝大部分维生素E为合成品,占总产量的80%左右。欧洲两大化学公司德国巴斯夫和荷兰帝斯曼是该产品全球最大的原料生产企业,主要生产方式是化学全合成,该工艺反应步骤多、工艺路线长、技术要求高,其生产设备大部分为专用设备,技术壁垒较高。因此,长期以来全球维生素E的生产集中在少数几个企业,形成了寡头垄断格局。因此,发展创新合成工艺,更低成本、更高效率合成维生素E,成为打破这种垄断格局亟待解决的科学问题。

该项目围绕维生素E合成关键中间体-异植物醇的合成,从理论、工艺、装备等方面系统地开发了一种新的低成本、高效率、可工业化生产的维生素E合成工艺,其科技创新成果主要体现在:

(1)首次提出法尼烯生物合成途径的最优酶催化比例的理论结论,并以此为指导,通过基因工程手段快速高效实现在大肠杆菌体内以葡萄糖和甘油为原料高效合成法尼烯。

(2)首次提出利用微生物发酵合成的法尼烯合成异植物醇的工艺,该工艺以法尼烯为前体,通过化学合成法,经法尼基丙酮合成异植物醇。

(3)设计了一种酮类化合物合成的装置,该装置能够连续循环催化反应过程,将分步反应合成法尼基丙酮的方法,改为一步反应合成,大大提高了上述工艺的合成效率,降低了成本。

依托该工艺,湖北石首已建成全球最大的维生素E成产装置并成功投产,仅2017及2018销售的两年,该创新技术就为湖北新增产值15亿元。仅生产的第二年便快速占领了一个重大品种产业的优势地位,打破了寡头垄断格局,成为区域经济发展的新引擎。在该过程中,同步获得授权的核心发明专利一项,核心实用新型专利一项,发表权威期刊论文一篇。该项目所述生产工艺相较于传统的化学全合成维生素E技术,具有巨大的成本优势,生产过程也更加绿色环保,具有显著的社会及经济效益。这种产学研有机结合的成功所具有的示范效应和国际冲击力也为其他产业的发展提供了有说服力、有思考价值的产业发展思路。

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