羟基嘧啶是生产大吨位杀虫剂地亚农的关键中间体。地亚农是由瑞士汽巴一嘉基公司于1956年合成，是一种广谱、高效、中低毒有机磷杀虫杀螨剂。广泛用于水稻、棉花、果树、蔬菜、甘蔗、玉米、烟草、马铃薯等作物，防治刺吸式口器害虫和食叶害虫，如磷翅目、双翅目幼虫、蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马、介壳虫、十二八星瓢虫等，对螨卵也有一定杀伤效果。小麦、玉米、高梁、花生等作拌种，可防治蝼蛄、蛴螬等土壤害虫。颗粒剂灌心叶，可防治玉米螟。地亚农还广泛应用于兽药领域和用于卫生用杀虫喷雾剂，应用前景十分广阔，具有显著的社会效益、经济效益。目前地亚农的总产量为2-3万吨/年（不包含中国市场），需要羟基嘧啶的总量为1.5-2万吨/年。国内地亚农的生产才刚刚起步，随着国内高毒农药的淘汰，地亚农的产量可能达到1-2万吨/年，则需要羟基嘧啶的总量为1万吨/年。/line南开大学元素所研制的羟基嘧啶小试工艺是以异丁腈为起始原料，经醚化、脒化、环化连续化制备中间体羟基嘧啶，三步总收率达到92%（以异丁腈计）以上，羟基嘧啶的含量达到98％。

羟基嘧啶是生产大吨位杀虫剂地亚农的关键中间体。地亚农是由瑞士汽巴一嘉基公司于1956年合成，是一种广谱、高效、中低毒有机磷杀虫杀螨剂。广泛用于水稻、棉花、果树、蔬菜、甘蔗、玉米、烟草、马铃薯等作物，防治刺吸式口器害虫和食叶害虫，如磷翅目、双翅目幼虫、蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马、介壳虫、十二八星瓢虫等，对螨卵也有一定杀伤效果。小麦、玉米、高梁、花生等作拌种，可防治蝼蛄、蛴螬等土壤害虫。颗粒剂灌心叶，可防治玉米螟。地亚农还广泛应用于兽药领域和用于卫生用杀虫喷雾剂，应用前景十分广阔，具有显著的社会效益、经济

项目简介： 羟基嘧啶是生产大吨位杀虫剂地亚农的关键中间体。地亚农是由瑞士汽巴一嘉基公司于 1956 年合成，是一种广谱、高效、中低毒有机磷杀虫杀螨剂。广泛用于水稻、棉花、果树、蔬菜、甘蔗、玉米、烟草、马铃薯等作物，防治刺吸式口器害虫和食叶害虫，如磷翅目、双翅目幼虫、蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马、介壳虫、十二八星瓢虫等，对螨卵也有一定杀伤效果。小麦、玉米、高梁、花生等作拌种，可防治蝼蛄、蛴螬等土壤害虫。颗粒剂灌心叶，可防治玉米螟。地亚农还广泛应用于兽药领域和用于卫生用杀虫喷雾剂，应用前景十分广阔，具有显著的社会效益、经济效益。目前地亚农的总产量为 2-3 万吨/年（不包含中国市场），需要羟基嘧啶的总量为 1.5-2 万吨/年。国内地亚农的生产才刚刚起步，随着国内高毒农药的淘汰，地亚农的产量可能达到 1-2 万吨/年，则需要羟基嘧啶的总量为 1 万吨/年。 南开大学元素所研制的羟基嘧啶小试工艺是以异丁腈为起始原料，经醚化、脒化、环化连续化制备中间体羟基嘧啶，三步总收率达到 92%（以异丁腈计）以上，羟基嘧啶的含量达到 98％。这一技术达到国际先进水平，该工艺的创新点在于：发现了高效催化剂（用量：1/1500-1/3000），找到了一条高收率、高质量、低成本、连续化生产地亚农的主要中间体羟基嘧啶的生产方法；采用了先进的自动化控制设备；基本实现了羟基嘧啶生产过程中的原子经济性及过程清洁化，即投料比基本接近理论投料量，生产过程基本无废气排放，废水大部分可循环使用。 

本发明公开了一种用于甘油氧化合成二羟基丙酮的固体催化剂，属于催化和精细有机化工技术领域。本发明采用铋盐、有机前驱体、氮源通过机械混合‑焙烧的方法制备出一种铋修饰多孔碳载体，再负载贵金属，得到固体催化剂，本发的优点在于，催化剂制备方法简便易于操作，生产成本低廉，甘油转化率(>90％)和甘油选择性高(>90％)，反应体系反应条件温和，且催化剂可回收和重复使用，可望成为极具竞争力的甘油转化合成二羟基丙酮的工业化生产路线。

预处理是木质纤维素原料生物加工工艺中的第一步工序，也是最重要的一个环节，因为预 处理过程的能耗和预处理效果直接决定最终产品的得率和整个生物加工过程的成本。预处理的 目的是改变改变天然木质纤维素的致密结构，破坏纤维素、木质素和半纤维素之间的化学和物 理连接，降低纤维素的结晶度，或脱去木质素，增加原料的疏松性以增加纤维素酶系与纤维素 的有效接触，从而提高后续糖化和发酵的得率。然而，高额的预处理成本严重阻碍了预处理技 术的产业化进程。目前，预处理过程的成本具体表现在高能耗、大量废水排放等环节上。 本项目的木质纤维素干法稀酸预处理技术通过使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，并控 制预处理过程的关键技术参数，使在保证预处理效率的前提下，实现预处理后木质纤维素原料 含水量不超过50% (w/w) ，整个过程新鲜水用量和蒸汽用量比目前典型的稀酸预处理技术分别 降低80%和50%，实现了从“干基秸秆到干基预处理秸秆”的干法预处理过程。通过该成套技 术可以为木质纤维素生物炼制产业提供高质量的预处理后的木质纤维素原料。本技术的实施将 会大大降低木质纤维素生物炼制产业的水耗和能耗成本，为纤维素基能源或化学品行业的产业 化奠定基础。

二羟基丙酮或1,3-二羟基丙酮 (1,3-dihydroxyacetone) 是最简单的酮糖，具有广泛的用途。利 用微生物法生产二羟基丙酮与化学法相比，有反应条件温和、转化率高、无污染等优点。目 前，二羟基丙酮在国外已经采用发酵法工业化生产，并且已经得到了很广泛的应用。本项目采 用静息细胞转化法生产二羟基丙酮。 通过大量的研究筛选获得了一株菌株，可以特异性的氧化甘油的二位羟基生成二羟基丙 酮。经过对该菌株的一系列改造，并根据微生物的代谢特性，把高密度培养以及高催化活性菌 体的获得相结合，提高转化率，简化后处理工序，使生物催化真正做到清洁，绿色生产。该方 法和发酵法比较，具有转化反应简单，时间短，易控制，后处理容易，成本低等优势。

对羟基苯乙酸其结构中有苯羟基、羰基及酸羟基，有多种反应活性，是近年来开发的一种医药及精细化工中间体，是合成β-受体阻滞药“阿替洛尔”和“葛根黄豆甙元”的有效成分—4，7-二羟基异黄酮的重要中间体，是羟氨苄青霉素及头孢三嗪的主要原料。此外，对羟基苯乙酸在农药领域主要用于合成除虫菊酯类杀虫剂乙氰菊酸，在高分子领域中用于合成聚合物的光和热稳定剂。在光电子领域可用于合成液晶化合物。生化领域中可用于合成脂肪氧合酶阻滞剂等，还应用于抗静电合成等。因此对羟基苯乙酸的产业化具有广阔的前景。 目前，对羟基苯乙酸及其衍生物合成路线较长，产量低、成本高，且多数合成路线使用大量的强酸强碱，产生大量废水，环境污染严重。本技术采用绿色合成工艺，投资少，产量高，能耗低，环境友好。 年产50吨规模，设备投资63万元。

预处理是木质纤维素生物炼制过程的前提条件。但预处理过程中产生的多种化合物，包括 呋喃类、有机酸类和酚类物质对后续的酶解和微生物发酵都将产生严重的抑制作用。因此，必 须脱除这些抑制物，才能保证后续生物炼制过程的正常进行。目前，水洗和过碱化调节是两种 最为常用和有效的脱毒方法，但存在着新鲜水耗大、废水排放严重、可发酵性糖损失严重等缺 点，导致了脱毒技术与木质纤维素生物炼制产业化的脱节。 本项目的木质纤维素来源抑制物的生物脱毒技术采用华东理工大学研发的固态生物脱毒 技术。该技术主要使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，利用具有自主知识产权的树脂枝孢霉 Amorphotheca resinae ZN1对预处理后的木质纤维素原料进行固态发酵，可以在1天内完全降解 预处理过程中产生的呋喃类、有机酸类和酚类等对后续酶解和微生物发酵有害的化合物；生物 脱毒过程是一个无水耗和低能耗的过程，实现了从“干预处理物料到干脱毒物料”的一个干式 过程，为后续的高固体含量生物转化过程提供了高质量的原料。本技术的实施将大大促进木质 纤维素生物炼制技术的产业化。

同步糖化与发酵是生物转化木质纤维素生产燃料乙醇或高值化学品的主流工艺。目前，由 于发酵产品浓度低所导致的高额的产品分离成本以及生产成本是纤维素原料生物转化中所面临 的紧迫问题。提高同步糖化与发酵操作中木质纤维素底物的固体含量，进而得到高浓度的发酵 产品，降低纤维素基产品的生产成本是木质纤维素生物炼制技术的发展趋势。本技术的产业化 实施将大大提高纤维素基发酵产品的浓度，大幅降低相关产品的分离成本和生产成本，为木质 纤维素生物炼制的产业化奠定基础。 本项目的高固体含量木质纤维素同步糖化与发酵技术主要包括同步糖化与发酵木质纤维素 培养发酵微生物和高固体含量同步糖化与发酵生产纤维素基产品等主要工序。其中，同步糖化 与发酵木质纤维素培养发酵微生物通过酶解木质纤维素得到的葡萄糖为发酵微生物提供碳源来 培养发酵菌种，实现了微生物培养碳源的原位生产，无需外源商业葡萄糖的添加，大大降低了 发酵微生物的培养成本；高固体含量木质纤维素同步糖化与发酵技术则通过自主研发的螺带型 反应器处理固含量达40%以上的底物进行发酵，与常规发酵反应器相比，电耗降低80%以上。 通过该成套技术可以得到不低于10% (v/v) 浓度的燃料乙醇或其它高值化学品的发酵液，纤维 素转化率达75%以上。本技术的实施将会大大降低纤维素基产品的生产成本，为木质纤维素生 物炼制的产业化奠定基础。

上科大iHuman研究所在肥胖症药物靶点研究上获重要突破，首次解析 人源黑皮质素受体4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶体结构。该成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”为题，于4月24日在国际顶级学术期刊《科学》在线发表。上科大Stevens课题组博士研究生于静为文章的第一作者，iHuman研究所创始所长Raymond C. Stevens和密歇根大学教授Roger D. Cone为共同通讯作者，上科大是第一完成单位。领导这项研究工作的Stevens实验室专注于多肽配体调控的G蛋白偶联受体（GPCR）及与肥胖症和代谢类疾病相关受体研究。肥胖症增加了其它并发症的患病风险，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘脑中表达，参与控制食物摄取、能量消耗、体重维持等。实验和临床证据也表明，MC4R是肥胖症治疗的重要靶点。但针对MC4R结构与功能的研究及药物研发一直充满挑战。通过与密歇根大学Roger Cone实验室以及南加州大学合作者的共同努力，最终解析了人源MC4R与环形多肽配体SHU9119复合物2.8埃分辨率的晶体结构。研究团队发现钙离子（Ca2+）结合在MC4R正构结合口袋中，同时与受体及候选药物发生相互作用，这也是首次观察到功能性Ca2+与GPCR的结合模式。同时，他们发现Ca2+有助于稳定受体-候选药物复合物，并使内源性激动剂α-黑素细胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的亲和力和效力得到了极大的提高，但Ca2+对内源性拮抗剂刺鼠相关蛋白（Agouti related protein, AgRP）却无类似的作用效果。“MC4R是一个神秘而有趣的蛋白分子，还有许多未被发现的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+复合结构第一次揭下了MC4R的神秘面纱。”于静说道，“将对活化状态的结构、MC4R与G蛋白、与其它蛋白之间的相互作用，以及同源/异源二聚体形成等方面进一步研究”。这项工作由上科大生命科学与技术学院和iHuman研究所的Raymond Stevens与赵素文团队、密歇根大学的Roger Cone实验室以及南加州大学的科研人员共同开展。