南京工業(yè)大學(xué)生物煉制重點(diǎn)整理

1、生物煉制復(fù)習(xí)題生物基平臺(tái)化合物中文名及其化學(xué)結(jié)構(gòu)式 填空題 生物煉制中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)式 簡答 生物基平臺(tái)化合物中文名及其化學(xué)結(jié)構(gòu)式 3-HPA 3-羥基丙酸 DMF 富馬酸二甲酯 DMSO 二甲基亞砜THF 四氫呋喃 HMF 5-羥甲基糠醛 MTHF 甲基四氫呋喃 BHT 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 3-HBL 3-羥基-丁內(nèi)酯 LEVA 乙酰丙酸 FDCA 呋喃二酸TOP123-HPA 3-羥基丙酸丁二酸 FDCA 呋喃二酸LEVA 乙酰丙酸ASP 天門冬氨酸 葡萄糖二酸 GIU 谷氨酸 衣康酸 3-HBL 3-羥基-丁內(nèi)酯 GI 甘油 Sorb 山梨醇 木糖醇 填空1. 生物煉制：以可再生

2、的生物質(zhì)為原料，經(jīng)過生物、化學(xué)、物理方法或這幾種方法集成的方法，生產(chǎn)一系列化學(xué)品、材料與能源的新型工業(yè)模式。2. 生物催化 化學(xué)催化 物理方法 燃料 生物質(zhì) 熱、電 化學(xué)品 材料 生物合成平臺(tái)3.寫出五種單糖 D-葡萄糖 D-甘露糖 D-半乳糖 木糖 L-阿拉伯糖4.木質(zhì)纖維素化學(xué)組成(纖維素、半纖維素、木質(zhì)素） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：直鏈,氫鍵作用強(qiáng),成晶體,難水解 木質(zhì)素和纖維素之間通過化學(xué)鍵相連5.對(duì)松柏醇 對(duì)芥子醇 對(duì)香豆醇6.木質(zhì)纖維素預(yù)處理 (Pretreatment) 三個(gè)主要目的: 1.除去木質(zhì)素的阻礙, 增加纖維可接觸度 2. 分出半纖維和半纖維水解而產(chǎn)的混合糖 3. 減少纖維結(jié)晶度，促

3、進(jìn)纖維素的水解 4. 不增加糠醛等對(duì)后續(xù)發(fā)酵有影響的物質(zhì)蒸汽爆破法優(yōu)點(diǎn)：木質(zhì)生物資源的蒸汽爆破預(yù)處理方法可有效地分離出活性纖維 不用或少用化學(xué)藥品，對(duì)環(huán)境無污染 近年來研究得較多,技術(shù)成熟稀酸水解法 優(yōu)點(diǎn)：成本: 低,主要是稀硫酸 操作: 很少的設(shè)備腐蝕 工業(yè)化: 有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用潛力,IOGEN公司中試所采用的方法。 實(shí)際的效果: 完全能達(dá)到預(yù)處理目的 缺點(diǎn)：酸的中和帶來無機(jī)物污染 后續(xù)的纖維水解酶價(jià)格高 酸水解后半纖維水解混合糖的利用(涉及濃度高低問題) 酸處理副產(chǎn)物糠醛等對(duì)發(fā)酵影響 （1）蒸汽爆破法（2）稀酸水解法（3）低溫氨爆破法 （4）二氧化碳爆破法（5）球磨法（6）溶劑法纖維素基產(chǎn)

4、品鏈：（1）葡萄糖（2）山梨醇（3）葡糖苷（4）果糖（5）乙醇（6）羥甲基糠醛（HMF)（7）乙酰丙酸生物煉制的原料和產(chǎn)品生物煉制原料：木質(zhì)纖維素(纖維素、半纖維素、木質(zhì)素）糖基化學(xué)品（淀粉、單糖、多糖）生物基油脂蛋白基材料生物煉制產(chǎn)品：生物能源：燃料乙醇、生物柴油、微藻能源、生物制氫生物基材料：纖維、塑料、橡膠生物基化學(xué)品：大宗平臺(tái)化合物和精細(xì)化學(xué)品粗豆油純化過程可以得到植物化學(xué)品：脫膠卵磷脂，黏土脫色葉綠色，水蒸氣蒸餾脫臭甾醇和生育酚，精制脂肪酸。生物煉制中轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式糠醛制備尼龍66D-果糖轉(zhuǎn)化成2-氨甲基-5-羥甲基呋喃油酸轉(zhuǎn)化成10-羰基硬脂酸甘油轉(zhuǎn)化成環(huán)氧氯丙烷D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為異

5、山梨醇果糖轉(zhuǎn)化為FDCA果糖轉(zhuǎn)化為LEVA木糖轉(zhuǎn)化為THFGuerbet反應(yīng)副反應(yīng)有Cannizzaro反應(yīng)（兩分子醛歧化為醇和羧酸）和Tishchenko反應(yīng)。除用于軟化劑，還可以用于增塑劑或潤滑劑的組分兩步法制備生物柴油工藝第一步：將含有游離脂肪酸的甲醇經(jīng)酸催化酯化生成上層含脂肪酸甲酯和甘油三酯的均相，下層為水，硫酸和甲醇的混合液（一部分通入D中，一部分通入D紅）第二步：將第一步產(chǎn)生的上層溶液通入含有甲醇和氫氧化鈉的A中經(jīng)行酯交換反應(yīng)，生成上層含有堿液的脂肪酸甲酯，下層為甘油和甲醇的混合液（通入D中）第三步：將第二步產(chǎn)生的上層溶液與第一步的下層溶液混合（硫酸中和堿），通入D紅中，則上層生成

6、了中性的脂肪酸甲酯，即生物柴油下層為水，硫酸鈉，甘油，甲醇的混合溶液（通入D中）第四步，D中提取甲醇，得到精制甘油。簡答題：1.纖維素乙醇的生產(chǎn)技術(shù) 生物化學(xué)法 纖維素水解成可發(fā)酵單糖，進(jìn)而通過微生物發(fā)酵生成燃料乙醇熱化學(xué)法將生物質(zhì)通過熱轉(zhuǎn)化過程生成合成氣，再通過化學(xué)合成或微生物發(fā)酵生成燃料乙醇。SHF：分布水解和發(fā)酵工藝SSF：同步糖化發(fā)酵工藝SSCF：同時(shí)糖化和共發(fā)酵工藝CPB：統(tǒng)和生物工藝 生物化學(xué)法技術(shù)瓶頸原料預(yù)處理技術(shù)低成本的纖維素酶制備纖維素酶解和糖發(fā)酵技術(shù)C5糖和木質(zhì)素的綜合利用技術(shù)生物柴油定義植物油、動(dòng)物油、廢餐飲油等原料油與甲醇(或乙醇) 經(jīng)酯交換反應(yīng)而得的長鏈脂肪酸甲(乙)

7、酯。 無毒、可生物降解、可再生的清潔燃料。能與柴油以任意比例混合或直接在柴油機(jī)上使用。能減少溫室氣體排放（60%）、降低空氣污染。被稱作“液體太陽能燃料”和“綠色燃料”。轉(zhuǎn)酯化生產(chǎn)工藝堿催化工藝，酸催化工藝，兩步法工藝酶催化工藝，多相催化工藝，工程微藻工藝油脂的組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)油脂是由多種高級(jí)脂肪酸如硬脂酸、軟脂酸或油酸等跟甘油生成的甘油酯。 R1、R2、R3相同，這樣的油脂稱為單甘油酯。R1、R2、R3不相同，就稱為混甘油酯。 反式脂肪酸 危害：降低記憶力，容易發(fā)胖易引發(fā)冠心病，容易形成血栓，影響生長發(fā)育皂化反應(yīng)堿催化水解：皂化反應(yīng)油脂在堿性條件下水解,生成高級(jí)脂肪酸鹽的水解反應(yīng)。鹽析加入食鹽使高級(jí)脂肪酸鈉析出的過程。不飽和C上的化學(xué)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)過渡金屬催化合成芳香族化合物烯烴復(fù)分解反應(yīng)（Olefin Metathesis）周環(huán)反應(yīng)自由基加成反應(yīng)路易斯酸誘導(dǎo)的陽離子加成反應(yīng)反極性不飽和脂肪酸的親核加成反應(yīng)氧化反應(yīng)：化學(xué)-酶法 可以抑制環(huán)氧化物產(chǎn)物的開環(huán)反應(yīng)，選擇性高添加5%游離脂肪酸促進(jìn)過氧酸中間體形成抑制甘油單酯和雙酯生成