课题基金 / 基金详情

生物基聚酯单体合成及聚合机理研究

批准号:
U1663227
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
252.0 万元
负责人:
谭天伟
依托单位:
学科分类:
生物化工与合成生物工程
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨晶、乔凯、王斌、申春、樊亚超、黄勇、王萌、王梦、李明瑞

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
本项目围绕生物基聚酯单体1,3-丙二醇(1,3-PDO),对二甲苯(PX)和聚酯聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)合成中存在的构建生物合成新途径、反应机理和催化剂构效关系等关键科学问题开展系列研究。通过构建以廉价的葡萄糖为原料高效生产1,3-PDO的新途径,实现微生物利用葡萄糖高效生产1,3-PDO的新路线。深入探索生物质合成PX的三条路线:2,5-二甲基呋喃(DMF)与烯烃加成、乙醇为原料经己烯选择脱氢、生物质热解聚产物催化转化,确定生物基PX高效合成新工艺。研究PTT合成的有机钛类催化剂及相关构效关系,通过改变有机配体分子结构调控钛中心化学活性,构建有机复合钛催化PTT合成的聚合机理和催化体系,实现兼具高特性黏度和色泽好的聚酯PTT合成。本项目通过对单体1,3-PDO和PX到聚酯PTT各环节的合成路线和方法的创新为我国建立自主知识产权的生物基聚酯提供技术和方法基础。
英文摘要
This project focuses on some scientific keypoints, which are constructing a new biosynthetic pathway of 1,3-propanediol (1,3-PDO), reaction mechanism and structure-activity relationship of the catalysts in the synthesis of para-xylene (PX) and polytrimethylene terephthalate (PTT). One new metabolic pathway via cheap glucose as stock was constructed to realize highly efficient generation of 1,3-PDO. Exploring the three routes of PX synthesis from biomass: addition reaction between 2,5-dimethyl furfural (DMF) and olefins, selective dehydrogenation of hexane based on ethanol stocks, catalytic conversion of biomass pyrolysis vapor, and studied the efficient synthesis process of bio-based PX. Study on the structure-activity relationship of organic titanium catalyst which participated into PTT polycondensation. By ligand structure change adjusting the catalyst activity of titanium center, the plausible mechanism of PTT polymerization was deduced, which would guide to obtain the satisfied polyester PTT with high viscosity and good color through design the organic complex titanium catalyst. This project provides the technology and method foundation for our country to establish the independent intellectual property rights of the bio-based polyester through innovation of 1,3-PDO, PX and PTT synthesis routes.
项目围绕生物基聚酯单体1,3-丙二醇(1,3-PDO),对二甲苯(PX)和聚酯聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)合成中存在的构建生物合成新途径、反应机理和催化剂构效关系等关键科学问题开展了系列研究。首先分析1,3-PDO 的合成机理,借鉴有机合成的设计思路,利用代谢途径反向合成的方法,建立“基因—蛋白—反应”对应关系,设计和挖掘了不同于现有报道的葡萄糖生产1,3-PDO 的新途径,通过关键酶来源的筛选,在K. pneumoniae和E.coli菌中完成了经由 Succinyl-CoA的1,3-PDO合成新途径构建并对相关途径进行了优化;探索了生物质合成PX的三条路线:2,5-二甲基呋喃(DMF)与烯烃加成、乙醇为原料经己烯选择脱氢、生物质热解聚产物催化转化,确定了生物基PX高效合成新工艺。研究了PTT合成的有机钛类催化剂及相关构效关系,通过改变有机配体分子结构调控钛中心化学活性,构建了有机复合钛催化PTT合成的聚合机理和催化体系,实现兼具高特性黏度和色泽好的聚酯PTT合成。通过对单体1,3-PDO和PX到聚酯PTT各环节的合成路线和方法的创新,为我国建立自主知识产权的生物基聚酯提供技术和方法基础。目前已发表SCI论文34篇,申请国家发明专利8项,培养硕博士研究生共计23人,其中博士研究生8人,硕士研究生15人,在国际合作方面,主办了MES2017国际代谢工程会议,并建立了与国外相关大学和研究机构的合作研究交流。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1039/c9py00550a
发表时间: 2019-07
期刊: Polymer Chemistry
影响因子: 4.6
作者: [Gan Ziyao, Bing Dexian, Qu Shuang, Li Shengyi, Tan Tianwei, Yang Jing]
通讯作者: Yang Jing
Thermo- and glucose-sensitive microgels with improved salt tolerance for controlled insulin release in a physiological environment
对热和葡萄糖敏感的微凝胶具有改善的耐盐性,可在生理环境中控制胰岛素释放
DOI: 10.1002/pi.5634
发表时间: 2018-07
期刊: Polymer International
影响因子: 3.2
作者: [Shiling Gu, Liu Yang, Shirui Li, Junjiao Yang, Bo Zhang, Jing Yang]
通讯作者: Jing Yang
Improved Selectivity of Long-Chain Products from Aqueous Acetone-Butanol-Ethanol Mixture over High Water Resistant Catalyst Based on Hydrophobic SBA-16
基于疏水性 SBA-16 的高耐水催化剂提高了丙酮-丁醇-乙醇水混合物中长链产物的选择性
DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b00190
发表时间: 2019
期刊: ACS Sustainable Chemistry & Engineering
影响因子: 8.4
作者: [Gong Yahui, Shen Chun, Wang Jie, Wu Cai, Tan Tianwei]
通讯作者: Tan Tianwei
A New Colorimetric Platform for Protein Detection Based on Recognition-Induced Cascade of Polymeric Nanoparticles Disassembly
基于识别诱导的聚合物纳米颗粒分解级联的新型蛋白质检测比色平台
DOI: 10.1002/mabi.201700392
发表时间: 2018
期刊: Macromolecular Bioscience
影响因子: 4.6
作者: [Fang Fang, Liu Jin, Li Yushu, Yang Junjiao, Yang Jing]
通讯作者: Yang Jing
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    战略研究类:我国生物化工学科发展战略研究
    • 批准号:
      22242021
    • 项目类别:
      专项基金项目
    • 资助金额:
      20万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      谭天伟
    • 依托单位:
    重要合成高分子单体的生物合成基础
    • 批准号:
      U21B2098
    • 项目类别:
      联合基金项目
    • 资助金额:
      246万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      谭天伟
    • 依托单位:
    生物化工关键科学问题--分子识别和相互作用调控机制及生物超分子构建
    • 批准号:
      21436002
    • 项目类别:
      重点项目
    • 资助金额:
      350.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      谭天伟
    • 依托单位:
    新型核酸亲和分离技术
    • 批准号:
      21076017
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      42.0万元
    • 批准年份:
      2010
    • 负责人:
      谭天伟
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金