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单嘧磺隆和单嘧磺酯合成工艺的绿色研究
项目简介：
单嘧磺隆和单嘧磺酯是超高效、广谱、安全的绿色化农药品种，分别于 2007、2013 年通过农业部审核，获得农业部正式登记证。其中单嘧磺隆适用于小麦、谷子、玉米等主要作物，尤其是作为谷子除草剂，它的作用无可替代，我国玉米种植面积为 5.1 亿亩，小麦 4.5亿亩，谷子 3000 万亩，因而市场相当广阔。目前单嘧磺隆、单嘧磺酯原药生产废水量较大，亟需对它们的合成工艺进行更深入的研究，以实现合成工艺绿色化，使整个工艺废水达到“零排放”。
项目特色：
设计单嘧磺隆生产工艺路线时，对氨解工段反应进行改进，用水代替有机溶剂作为反应溶剂，使生产工艺更为绿色化；对氨基酯工段后处理进行了改进，通过蒸馏回收了丙酮；对关环工段后处理进行了改进，在近回流情况下通过水萃取除掉无机盐，水可以通过蒸发回用，既保证了中间体的纯度，又减少了废水排放。设计废水处理方案时，采用了“生产工艺废水套用—蒸发回用—结晶”这样的一个内循环过程，不仅大大降低了生产工艺废水的处理成本，而且回收绝大部分的水以及无机盐。可以实现水回用，基本达到废液“零排放”，满足了节能环保的要求。该方法不仅操作简便，不需要增加额外的设备，运行成本低。
本项目先后承担国家“十五”科技攻关 3 项，“十一五”科技支撑 1 项、科技部推广 1 项，农业部成果转化 1 项、天津市重点攻关 1项和天津市成果转化 1 项；曾获国家技术发明二等奖、国家发明创业奖，教育部科技进步二等奖、天津市科技发明一等奖、天津市发明专利金奖，天津市最有价值发明专利称号，天津科技重大成就奖等。
社会贡献和经济效益：
可降低单嘧磺隆生产工艺废水的处理成本，而且回收绝大部分的水、无机盐以及部分原料，能基本达到废液“零排放”。同时，可能该方法应用于同类产品单嘧磺酯等的生产工艺废水处理中。该项目不仅节约成本，更重要的是它基本实现生产工艺“绿色化”，这对单嘧磺隆、单嘧磺酯的推广具有非常重要的意义。
南开大学
2021-04-13
聚 β 羟基丁酸酯与异亮氨酸联产菌代谢工程改造
本研究构建一种谷氨酸棒杆菌基因工程菌，使其同时发酵生产两种产品：聚羟基脂肪酸酯和异亮氨酸；前者是胞内产品，后者是胞外产品。该基因工程菌可以降低生产成本，具有工业应用前景。研究结果显示：将 phaCAB 基因簇导入 WM001后，WM001/pDXW-8-phaCAB 96h 产量为 9.58 g/L，而 WM001/pDXW-8 96h 产量为6.65 g/L，产率提高 65%达到 0.15g 异亮氨酸/g 葡萄糖。PHA 产量达到 28.7%(w/w)。
关键技术
聚羟基脂肪酸酯（PHAs）是部分微生物生存在具有较高碳源与氮源的条件下，生成的一类微生物自身碳源、能源储备物的胞内聚酯。根据相关报道，将 PHB 合成代谢基因簇导入细胞内，可实现 PHB 与某些代谢产物的联产和增产，提高底物的利用率。L-异亮氨酸是一种人体必需氨基酸，因其在医药、食品和健康保健领域有广泛的应用，而使其近几年的生产能力发展迅速，目前国际上比较先进的主流生产方式为发酵法生产 L-异亮氨酸。谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)是一种小棒状、革兰氏阳性的食品安全生产菌，目前已经用于工业生产 L-异亮氨酸，本成果构建能高产 PHAs 的 C. glutamicum 菌株，具有工业化应用潜力。
江南大学
2021-04-11
α-酮戊二酸项目介绍
α-酮戊二酸又称为α-胶酮酸；2-氧代戊二酸；α-羰基戊二酸；化学结构式为：分子式 ：C5H6O5 ；分子量146.10，外观为白色或类白色结晶粉末。是有机药物的中间体，特别是合成氨基酸及肽类的重要原料，是L-精氨酸-α-酮戊二酸（1：1），L-精氨酸-α-酮戊二酸（2：1）二水合物，L-鸟氨酸-α-酮戊二酸（1：1）二水合物，L-鸟氨酸-α-酮戊二酸（2：1）二水合物，α-酮戊二酸二甲酯，α-酮戊二酸单钾盐，α-酮戊二酸二钠盐，L-谷氨酰氨-α-酮戊二酸（1：1）等药物的必不可少的重要中间体，其作为合成氨基酸及肽类药物的原料，在医药工业上应用广泛，发展前途广阔。同时，它本身还是体格增强剂、生化试剂，测肝功能的配套试剂。因此，α-酮戊二酸的研究开发及推广应用是促进此类新型氨基酸药物发展的关键因素之一，具有重大意义。促进我国新型氨基酸药物的发展正是本项目的目的之所在。
武汉工程大学
2021-04-11
金属杂环戊二烯
合成了第一例碱土金属镁杂环戊二烯（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5634-5638; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 14762-14765.）；第一例稀土金属镥杂环戊二烯（Chem. Eur. J. 2015, 21, 6686-6689; Chem. Eur. J. 2015, 21, 15860-15866; Organometallics 2016, 35, 5-8）和系列铝杂环戊二烯（Inorg. Chem. 2015, 54, 10695-10700.），并深入研究了它们的反应性。
北京大学
2021-04-11
二阶拓扑光子晶体
基于这一新型光子晶体平板结构，研究团队完成了零维拐角模式的实验验证。零维拐角模式是二阶拓扑光子晶体与拓扑平庸光子晶体形成拐角时支持的本征模式，其中由偶极极化的一维边界态构建的零维拐角模式因其实验难度大还仍未被实验证实。团队利用高精度微波近场扫描平台对该零维拐角模式进行了直接成像，实验测量结果与数值模拟结果高度吻合，提供了强有力的实验证据。零维拐角模式为诸如高品质因子腔模等新型光场调控提供了设计新思路，同时在增强光学非线性效应、片上激光光源和光学传感等方面也具有潜在的应用前景。
中山大学
2021-04-13
生物法制备丁二酸
丁二酸是重大的碳四平台化合物，目前石化法生产污染大，成本高，严重抑制了其应用发展规模。利用可再生资源厌氧发酵制备丁二酸具有反应条件温和、污染小、原子经济性高的特点，且可有效地实现温室气体CO2的循环利用，是高效的绿色生产技术。在“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划）支持下，南京工业大学依托国家生化工程技术研究中心和江苏省工业生物技术重点实验室，在箘株选育、厌氧发酵工程、有机酸分离纯化等关键技术研究中取得了重大突破，丁二酸发酵浓度达到70g/L，质量收率达到70%，生产强度达到2.0g/(L•h)，提取收率达到85%，产品纯度达到聚合级的要求。目前生物法制备丁二酸的工艺成本低于石化法，具有了一定的竞争优势，研究水平处于国际先进、国内领先。与常茂生物化学工程股份有限公司合作，实现了丁二酸1000L发酵规模的中试生产，并正在建设500吨/年的生产线，为生物法制备丁二酸的产业化奠定了基础。与中石化北京化工研究院联合开发生物基PBS类聚酯的合成技术。研究表明，生物法制备丁二酸可直接达到聚合级要求，制备所得PBS类聚酯产品具有良好的生物可降解性。合作成果的应用对于加速PBS材料的应用与推广具有非常重要的意义。
南京工业大学
2021-04-13
壳聚糖改性与应用（二）
Ø 壳聚糖改性新型快速止血材料——以水溶性的壳聚糖衍生物为原料，通过接枝改性方法制得了新型的能够对大出血进行快速有效止血的材料。本材料在第三军医大学创伤、烧伤、复合伤国家重点实验室进行了大量的性能研究。止血性能研究表明，该材料对动脉喷射状出血具有优异的止血性能(部分实验数据参见表1和表2)，使用该材料后创面恢复情况良好，不会产生任何刺激作用，具有良好的生物相容性，效果明显优于目前常用的止血材料。
北京理工大学
2021-01-12
生物法制备丁二酸
丁二酸（又名琥珀酸），开发生物合成丁二酸的方法具有非常重要的意义。利用可再生资源（其来源广泛且价格低廉，如玉米、废乳清、工业生产废料等）厌氧发酵制备丁二酸具有反应条件温和、污染小、原子经济性高的特点，且可有效地实现温室气体CO2的循环利用，是高效的绿色生产技术。 在国家863计划支持下，项目组依托国家生化工程技术研究中心和江苏省工业生物技术重点实验室，在箘株选育、厌氧发酵工程、有机酸分离纯化等关键技术研究中取得了重大突破，丁二酸发酵浓度达到70g/L，质量收率达
南京工业大学
2021-04-14
二 步法离子分离膜技术
首先预处理除去非离子大分子，防止其对离子分离膜的污染，如采用微滤膜、反渗透膜、超滤膜等。再采用一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层高分子，它能使流体内的一种或几种带正电荷或负电荷的离子透过，其他非离子不透过，从而起到浓缩和分离的作用。此薄层高分子由聚合物或高分子复合材料制得，具有分离流体混合物的功能，此分离膜亦称为隔离器，在电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的迁移速率不同，使之在膜的两侧分别富集。离子分离原理：在外加直流电场的驱动下，利用离子膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳膜，阴离子可以透过阴膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子将通过；若电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、分离、浓缩、精制、纯化和回收利用的目的。离子分离膜的制备可采用共混、嵌段或接枝共聚法。制备方法可采用流延法、溶胶凝胶法或中空纤维法。由于采用二步法膜分离，其预处理可以除去非离子杂质对离子膜的污染，项目的实施可以提高膜的分离效率、选择性和使用寿命；项目作为千瓦级沼气燃料电池的研制(编号 06088018)项目的成果之一，已于 2009 年通过省科技厅专家验收，现属于应用推广阶段。
安徽理工大学
2021-04-13
新型二聚酸基尼龙
二聚酸是具有三十六个碳的二元酸，具有优良的耐低温性能。本团队致力于二聚酸基尼龙产品的开发研究多年，形成了二聚酸基尼龙制备的核心技术。设计比例的二元酸与二元胺在催化剂存在下经成盐、加压及常压分阶段聚合、切粒等过程获得目标产品，工艺简单，反应平稳，根据需要可以通过改变工艺参数及操作条件，灵活控制尼龙数均相对分子质量，制备出的产品性能达到或超过现有尼龙11、尼龙10和尼龙1212等长链尼龙产品。相关技术已获国家发明专利。
南京工业大学
2021-01-12