转让原儿茶酸生物发酵生产关键技术

项目概况 

 

　　原儿茶酸，又名3，4-二羟基苯甲酸，主要应用于医药合成、有机中间体合成、染料合成和化学试剂等领域，并且是多种医药产品如埃罗替尼（抗肿瘤药）、藜芦定（钠通道失活门抑制剂）、盐酸麦皮凡林(呼吸系统药物)、胡黄连苷II（治疗乙型肝炎药）、盐酸伊托必利（新型促胃肠动力药）、益迷兴（麻醉药）等的核心原料。另外，原儿茶酸本省也具有抗菌作用，还具有祛痰、平喘作用，临床用于治疗慢性气管炎。 

 

　　原儿茶酸的生产有天然提取法、化学合成法、生物转化法等。天然提取法由于成本高，无法工业化生产。化学合成主要以香兰素为原料，经碱熔溶氧化脱甲基，再经酸化制备，该工艺需要240°C以上高温，反应大部分时间为固相反应，难于控制，必须使用特殊的反应设备，投资大、设备利用率低。生物转化法是利用微生物将香兰素转化为3,4-二羟基苯甲酸的方法，该方法条件温和，选择性好，只有日本采用此法生产；但其原料香兰素的生产仍然主要是化学合成获得，还是受环保因素影。我们通过构建新型大肠杆菌工程菌，实现了以葡萄糖为原料生产原儿茶酸的关键技术，该法绿色、环保、可持续，并且与化学法相比，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。 

 

　　市场前景 

 

　　自2008 年以来，随着原儿茶酸在医药、有机合成、染料、试剂、其它等领域应用的不断推广，原儿茶酸的产量和需求量稳定增长，平均年增长率达到10%左右，2015 年全球总产量约为250吨。目前原儿茶酸国内的生产企业基本全部采用化学法工艺，市场价格为50万/吨，其平均利润水平可以达到50%左右，但是化学合成的三废量大，和我国当前的环保政策矛盾，生产企业普遍环保压力大，部分生产企业已经停产整顿。开发绿色环保的生产技术具有较大的竞争力，也是产业发展方向。 

 

　　技术特点 

 

　　利用先进代谢工程技术，通过从头理性设计和系统优化大肠杆菌，我们构建了第一代生产原儿茶酸的大肠杆菌工程菌。该菌株不含任何质粒，遗传稳定，以葡萄糖无机盐培养基生产原儿茶酸。目前在5L发酵罐水平，通过分批补料的方式，通过32小时发酵，原儿茶酸产量可达到25g/L左右。  

 

　　研究时间与阶段 

 

　　在已经完成第一代工程菌设计构建的基础上，利用开发的高通量筛选技术，正在进行新一代的菌种构建与选育，同时结合高浓度原儿茶酸对生产菌具有抑制的问题，还开展了生产菌的适应计划工作，进一步提高菌株的生产能力。同时探索产物的分离纯化工作。 

 

　　投资与效益分析 

 

　　原儿茶酸的年市场需求增长率保持在10%左右，具有较大的市场开发空间。我们现在的技术是大肠杆菌发酵法生产原儿茶酸，具有环境友好型，技术先进的特点。初步估计生产成本在10-15万元/吨。若按年生产200吨计算，年销售额可以达到1亿，利润可达5000万元以上，具有较大的投资收益。  

 

　　发布及更新时间 ： 2016年03月  

        目前在5L发酵罐水平，通过分批补料的方式，发酵50-55小时，3-脱氢莽草酸产量可达到94g/L左右，3-脱氢莽草酸对葡萄糖的摩尔转化率在30%以上。以上述发酵液中的3-脱氢莽草酸为原料，通过全细胞转化，在6小时内可得到79g/L的原儿茶酸，摩尔转化率超过95%。
       
        估计本项目生产成本在6-8万元/吨左右。

        更新时间：2020年5月