全细胞催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸的研究

发布时间：2025-01-15 09:12

　　2,5-呋喃二甲酸（2,5-furandicarboxylic acid,FDCA）是一类具有广阔应用前景的二元羧酸。由于FDCA与传统的石油基单体对苯二甲酸具有类似的结构与官能团,因此可以将其作为一种新型可再生的生物基单体替代对苯二甲酸制造聚酯、聚胺酯等聚合物材料。目前,FDCA可以通过不同的路径合成,主要包括糠酸、呋喃、己糖二酸（半乳糖二酸和葡萄糖二酸）、二甘醇酸和5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural,HMF）等合成路径,但是这些合成路径各自有各自的优缺点。比如在糠酸路线中,原材料糠酸价格较低,但是糠酸作为反应起始物在反应过程中容易生成FDCA的同分异构体,给产物分离造成了很大的困难。因此,糠酸路线并不适合于工业上的大规模应用;己糖二酸路线虽然同糠酸路线一样具有原材料成本低的优点,但是相较其他路线,在反应过程中该路线更容易生成碳化副产物以及异构化副产物,产物更加难以进行提纯。因此,这种合成路线也不适用于工业生产。与上述路线相比,以可再生生物质资源为原材料的HMF路线被认为是最有潜力的路线,近年来受到越来越多的研究者的关注^[1],[2]。...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 全细胞催化
    1.3 2 ,5-呋喃二甲酸
        1.3.1 催化HMF合成FDCA
    1.4 高通量筛选技术
        1.4.1 细胞相筛选
        1.4.2 非细胞相筛选
    1.5 生物固定化
        1.5.1 固定化细胞的制备方法
        1.5.2 固定化材料
2 基于分子水平的菌体改造
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器与药品
        2.2.2 异源表达hmf T1 基因和Mrad2831₄728 基因
        2.2.3 分子改造关键酶HmfH提高底物亲和性
        2.2.4 利用HMF胁迫R.ornithinolytica BF60 提高其耐受程度
        2.2.5 全细胞催化实验
        2.2.6 产物检测方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 发酵液中FDCA的检测
        2.3.2 异源表达hmf T1 基因和Mrad2831₄728 基因全细胞催化结果
        2.3.3 分子改造HmfH提高其HMF acid催化效率
        2.3.4 HMF胁迫培养R.ornithinolytica BF60
        2.3.5 高通量筛选高耐受HMF菌株
        2.3.6 受胁迫菌株与原始菌株全细胞催化
    2.4 本章小结
3 固定化R.ornithinolytica BF60 及其制备发酵条件优化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器与药品
        3.2.2 固定化R.ornithinolytica BF60 菌株
        3.2.3 设计最佳固定化条件正交实验
        3.2.4 设计最佳发酵条件正交优化
        3.2.5 全细胞催化实验
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 固定化R.ornithinolytica BF60 菌株微球的固定化体系选择
        3.3.2 在已有固定化体系下对各项条件初步优化
        3.3.3 固定化R.ornithinolytica BF60 菌株微球全细胞催化的最佳固定化条件
        3.3.4 根据已有最佳固定化微球制备条件重复实验
        3.3.5 固定化R.ornithinolytica BF60 菌株微球全细胞催化的优化
    3.4 本章小结
结论
参考文献
附录A
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4027186