[发明专利]一种用基因工程菌全细胞催化制备己二醇的方法

说明书

本发明公开了一种用基因工程菌全细胞催化制备己二醇的方法，涉及生物催化技术领域。本发明技术方案主要用SMO、FAD、EH三种基因工程菌全细胞催化或SMO、FAD、GDH、EH四种基因工程菌全细胞混合催化底物正己烯，并进行水解最终得到己二醇。本发明技术方案生成己二醇的方法，具有反应温和，污染小，无毒副产物生成，转化率高，生产效率高，生产成本低等特点。

技术领域

本发明涉及生物催化技术领域，更具体地说，它涉及一种基因工程菌全细胞催化制备己二醇的方法。

背景技术

1，2-己二醇（Cas No：6920-22-5）是一种无色透明，有刺激性气味的液体，性能独特，能以任何比例与多种有机化合物混合，无腐蚀性。己二醇还可衍生出一系列新型精细化学品，广泛用于制造高级化妆品，多用途高级清洁剂，彩色喷墨打印机油墨。另外，己二醇还可应用于高级墨水，高级油漆，涂料，高级胶水，粘结剂溶剂及软化剂，可制造1,2-己二酸及氨基醇等产品。

近几年来，由于1，2-己二醇的优良特性，使其在化妆品及一些日化产品中得到了非常广泛的应用。1，2-己二醇是国内第一批被批准可以在化妆品中使用的添加剂，使用最高含量可以达到0.5%。1，2-己二醇作为小分子保湿剂，具有润滑，抑菌的效果，常用于婴儿用品、沐浴用品、眼妆、清洁产品、护肤产品和护发产品。此外，1，2-己二醇也是《欧盟化妆品条例规定》中可以用于化妆品和个人护理产品的三种产品之一。目前，宝洁公司已将1，2-己二醇添加到除臭剂和止汗剂产品中，得到的除臭剂和止汗剂在除臭及止汗效果更出色，且皮肤透明度感觉更好，对皮肤温和。美国奥秀索芙特将1，2-己二醇添加到眼睑擦洗液中，奇华顿公司将1，2-己二醇添加到皮肤护理组合物中，代替其他杀菌防腐剂使用。陶氏环球技术公司用1，2-己二醇代替酒精添加到香水中，一方面减少对皮肤的刺激，另一方面由于其优异的溶剂和增溶能力，在减少表面活性剂使用的情况下同样能得到稳定性较高的产品。

1，2-己二醇目前的市场份额较小。由于是HDO中的新型产品，因此也具有非常诱人的销售价格（180000每吨）。目前，1，2-己二醇在全球范围内仅有美国的 Across公司、捷克和斯洛伐克的 Agrofert公司有少量的生产，国内尚无专业生产厂家。

目前，制备1，2-己二醇的方法主要是化学方法。这些方法包含多种合成路线，在这些路线中所用到原料包含正己烯，羧酸，杂环酯类化合物等。综合原料来源﹑工艺条件﹑环保要求等因素，目前应用最多的还是以正己烯为起始物合成 1，2-己二醇，该路线大多为两步: 环氧化和水解，第一步正己烯被环氧化生成丁基环氧乙烷，第二步丁基环氧乙烷进一步水解生成目标产物 1，2-己二醇，如下所示，

1，2-乙二醇的化学合成路线

公开号为CN107903146A，名称为一种催化氧化1-己烯制备1，2-己二醇的方法的中国专利公开了一种催化氧化正己烯制备1，2-己二醇的方法，其以甲酸为反应介质，双氧水为氧化剂，原位得到过氧化甲酸，在催化剂MVO2dipic的作用下将1-己烯氧化为环氧化合物，经过水解、分离提纯后得到1，2-己二醇。

在化学路线中，相比于第二步水解反应，烯烃的环氧化方法有很多，根据不同的氧化剂有以下可能方法：(1)氯醇环氧化法；(2)有机过氧酸法；(3)H2O2 氧化法；(4)氧气氧化法；(5)有机氧化物法；(6)无机物氧化法； (7)电化学法等。

化学法最大的优点是反应效率高，底物载量和产量一般比酶法要高，但是生产过程中会使用比较苛刻的反应条件，同时有毒有害的催化剂添加剂也会对产品造成污染。此外，在愈加严苛的环保法律监控下，化学法生产遭遇的成本压力及舆论压力也愈来愈巨大。正因为如此，跨国化工巨头巴斯夫关闭了生产HDO的美国工厂，间接造成了HDO相关产品的价格飞涨。

酶促生物转化是有机合成领域的先进技术，作为绿色催化的酶促生物转化，反应过程温和，无污染或者低污染，在蛋白质工程改造酶催化剂的助力下，反应的效率及底物载量不逊于化学法，目前是各个化工巨头大力发展的技术领域。