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年生产100公斤高效植物生长调节剂油菜甾醇内酯项目可行性研究报告(word文档)

上传时间:2019-04-15 08:22:02 上传者:佚名(53195)

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年生产100公斤高效植物生长调节剂油菜甾醇内酯项目可行性研究报告(word文档)

1、目申请单位上海威敌生化(南昌)有限公司创建于年月,位于南 昌市进贤县工业开发区威化路,是原化工部定点农药生产企业,中国农药协会会 员单位,国家林业局森防总站病虫害防治协作单位,法人代表吴中兴。公司拥有 国内一流的全自动生产流水线、工程技术中心和质检中心,年农药制剂加工能力 一、总论 (一)项目的主要内容及技术原理简述 本项目的主要内容涉及到一类高效植物生长调节剂的合成技术开发及改进。 本项目的技术原理是综合利用现代有机化246天天好彩合成技术对已有的生产技术进 行改进,提高产品得率,减少污染,降低生产成本。 植物生长调节剂(lantgrowthregulator),早期叫做植物激素(lant hormone或hotohormone),正式命名为植物生长调节物质(lantgrowth substance),具备以下两个特点:()它们不是能够提供能量的营养物质;() 它们在很低浓度下即可促进或抑制或改变植物的发育进程。在生长物质中,有五 大类因普遍存在于植物中而被公认为植物激素,包括生长素(auxin)、赤霉素 (gibberellin)、乙烯(ethylene)、脱落酸(abscisicacid)和细胞分裂素 (cytokinin)(Scheme)。除内生的生长物质以外,一些人工合成的化合物具 备上述条件也可广义地称作植物生长调节物质。随着科246天天好彩的不断发展,新的植物 生长调节物继续被科246天天好彩家们发现,如油菜素内酯(assinolide)、多胺 (olyamine)、膨压素(turgorin)、茉莉酸(jasmonicacid)、寡糖素 (oligosacharin)、水杨酸(salicyclicacid)、系统素(systemin)和玉米赤 霉烯酮(zealenone)等等,原有的种。

2、他们尽可能使发明人能得到合理收益,在国 家还没有相关政策时,使主要研究者能得到最高%的权益(期权和股票)。 在植物激素的产业化方面,他们也走在了世界最前面,一年能生产公斤油菜 甾醇内酯,而在这之前产业化能力最好的日本年产只有公斤(公斤可用在 万亩农田上)。广东江门市翔盛化工材料有限公司和山东京蓬生物药业股份 有限公司建立了较为成熟的生产线,浙江医药股份有限公司控股子公司浙江来益 生物技术有限公司为增强市场竞争力,决定建立年产公斤高油菜甾醇内酯等 植物生长调节剂原药生产线。目前还有一些地方准备上这个项目,如果不进行技 术改进降低成本将来就会形成恶性竞争的局面(去年表油菜素甾醇内酯曾报价 元克,目前已经降到元克),所以我们在降低成本方面作了许多工 作,目前我们的成本已经降到元克,我们的目标是把成本能降到元以 下,并且进入规模化生产,真正让广大用户受益,降低生产成本,提高产量,实 现增收节支。 OH OHO O O OH OH OH OH O O ergosterol CH SO Cl base LiNH LiBr CrO TFPAA Scheme eiassionlide H SO NMOOsO 下面总结以下合成油菜甾醇内酯及几种主要类似物的主要的方法: ()从麦角甾醇出发合成表油菜甾醇内酯 这是目前运用较为广泛的方法(Scheme)。从麦角甾醇出发,经三元环中 间体、氧化羟基、还原双键、开环、双羟化和BaeyerVilliger氧化即得到 表油菜甾醇内酯。文献报道总收率在%左右(实验室小试,克规模),但 实际生产时(克规模)只能达到%,如果放大到公斤级可能还有问 题。同时这条合成路线的LiNH还原。

3、的丝氨酸羧肽酶(serine carboxyetidase),并在BRI信号转导途径的早期发挥重要作用,但BRS的 作用似乎不是直接加工BRI受体,而很可能是加工SBP以使其产生有活性的油 菜素内酯结合蛋白,油菜素内酯分子与这种活性形式的油菜素内酯结合蛋白形 成复合体后,再与BRI的胞外结构域连接,进而完成油菜素内酯信号的感知。 油菜甾醇内酯的生理活性极高,极微量就能促进植物生长。油菜甾醇内酯对 菜豆幼苗有促进细胞分裂和伸长的双重作用,可促进整株生长,包括株高、株重 和荚重等,在豆苗第二节间伸长的生物活性测定实验中,用油菜甾醇内酯处理过 的豆苗在第二节间的生长速度是对照株的倍。日本的藤条文雄发现油菜甾醇 内酯对水稻、黄瓜、菜豆、葱、土豆、萝卜、番茄、白菜和甘蓝等作物都有明显 的促进生长的效果,它还可以使葡萄无核,对柑橘等果树的生长也有一定促进作 用。在田间实验中它可以油菜甾醇内酯的高效萃取法新工艺,并利用油料加工废料,以天然油菜甾醇 内酯为主要原料,再辅以其它有效成分,于年建立了天然油菜甾醇内酯合剂 工业化生产基地。人工合成的油菜甾醇内酯是用有机化合物作材料,经过- 步复杂的有机化246天天好彩反应制成如表油菜甾醇内酯或表高油菜甾醇内酯,市面上都称 油菜甾醇内酯,但纯天然与人工合成物是不同的。 ()芸苔素内酯 成都新朝阳生物化246天天好彩有限公司宣称“我国科246天天好彩家利用特殊方式提炼天然芸苔 素成功,并由成都新朝阳生物化246天天好彩有限公司首家实现工业化生产,一举达到国际 领先水平”,但未说明提取方式。由于产品中主要成分是三十烷醇,天然少量油 菜素内酯的含量很低,而三十烷醇同样是较好的植物生长促进剂,所以关于产品 中天然油菜素内酯到底有多大作用不得而知。 化246天天好彩合成法 由于油菜甾醇内酯类化合物在天然植物中含量。

4、生理活性物质时,试验了多种花粉, 其中以油菜花粉促进大豆苗生长作用最为突出,但这种活性物质在花粉中的浓度 仅百万分之一左右。该中心的Mandava等于年从公斤蜂蜜中收集到 毫克纯的高活性物质,经波谱分析和单晶X衍射确定其结构为(Scheme): (R,R,S)α,α,,tetrahydroxymethylBhomooxaα cholestanone,其化246天天好彩结构属于甾醇内酯,故命名为油菜甾醇内酯 (assinolide,简称BR)。 油菜素内酯对植物的生长发育具有多种生理功能:促进生长、增加植物的抗 逆性、延缓衰老和促进细胞的再分化等等,但最突出的生理作用就是促进植物的 生长。油菜素内酯可以明显促进绿豆和大豆上胚轴及油菜幼苗下胚轴的伸长,提 高水稻、小麦、大豆和棉花等的产量。在园艺作物方面,表油菜素内酯可以 提高黄瓜、葡萄、西瓜和番茄的结果率,促进芹菜、菠菜和平菇的生长。 尽管油菜素内酯与生长素促进生长的作用有协同作用,但油菜素内酯促进生 长的信号传导途径与生长素是不同的。在生长素缺乏的条件下油菜素内酯单独也 可以促进大豆上胚轴的生长。油菜素内酯促进伸长的启动较生长素缓慢,但在后 期的生长促进中比生长素有效。另外,油菜素内酯在生长素缺乏的条件下不能诱 导生长素诱导基因SAUR、JCW和GH的转录。大豆中的SAUR对外源的生长素反应 非常迅速,,D处理下胚轴之后,分钟内就可以观察到转录的增加,但油 菜素内酯诱导不敏感突变体dgt的伸长,却不诱导SAUR的表达,说明油菜素内 酯发挥作用不依赖于生长素而进行。Sesse证明抗生长素的化246天天好彩物质并不影响油 菜素内酯诱导的伸长。以上说明油菜素内酯诱导伸长的机制与生长素是独立的。 Rumi还发现在油菜素内酯促进伸长的过程中其作用对象是内部组。

5、甚微(以下),目前甚至在 较长的时间内还很难有较好的生物发酵法出现,化246天天好彩合成无疑成为研究的关键和 热点。 自油菜甾醇内酯的结构确定以后,已有美国、日本、中国、意大利、白俄罗 斯、捷克、德国、印度、法国、加拿大和西班牙等国的科246天天好彩家相继进行油菜甾醇 内酯及其类似物合成和活性的研究。最早完成油菜甾醇内酯全合成的是美国 Zoecon公司的JBSiddall()和日本东京工业大246天天好彩的NIkekawa()。东 京大246天天好彩的KMori和美国加州大246天天好彩的TCMcmorris也于年分别完成了油菜 甾醇内酯的全合成工作,同时国内外还有几十个研究小组致力于油菜甾醇内酯类 似物的合成研究工作。 在国内,中科院上海有机化246天天好彩研究所的周维善小组从年开始以我国丰 产的猪去氧胆酸为原料,采用多种不同的合成方法,对油菜甾醇内酯及其类似物 的合成进行了系统的研究,合成了多个化合物,其中有多个是新化合物, 它们绝大多数具有促进植物生长的调节的活性,其中结构最为简单的胆甾内酯具 有非常好的效果,并申请了专利CN。国内从事油菜甾醇内酯合成研究的 还有中科院上海药物研究所、大连化物所和云南大246天天好彩(云大科技股份有限公司) 等单位,中科院上海植物生理所在生物活性和构效关系方面做了许多有意义的工 作。 在产业化工作方面,云大科技股份有限公司走在最前面。云南大246天天好彩的位年 轻人,从年开始研究人工合成这种激素。他们当时的目标就是产业化,这 跟国外主要是从理论到理论,一味追求高精尖的做法不一样。他们的研究达到一 定水准后,马上考虑进入商业化。年底,这几位老师办了一个校办工厂, 高新区帮他们申请到万元的火炬项目贷款。他们按现代企业制度改造校办工 厂,与另外两家横向联合,成立了昆明云大科技产业有限责任公司。年, 云大科技在上海证券交易市场上市。

6、成本较高,危险性很大,且需要C的低 温,几乎不可能进行规模化生产,云大科技(产品“云大”)和广东江门农 药厂(产品“天丰素”)采用这种方法。 ()从豆甾醇出发合成高油菜甾醇内酯 虽然高纯度豆甾醇(%)的价格较高,但%含量的豆甾醇价格只有 公斤,而且由于豆甾醇在B环上只有一个双键,反应中不需LiNH还原步骤, 而且高油菜甾醇内酯的活性与天然油菜甾醇内酯几乎相等,所以这也是目前 运用最多的合成路线之一,浙江医药就采用这种方法。但是和麦角甾醇一样,后 面几步反应都需要柱层析纯化,这也是导致成本上升而且无法大规模工业化的原 因,一些公司只能靠实验室规模人海战术生产,人力资源成本也增大。另外还有 一个技术上的问题需要解决,在双羟化反应中,如果参照麦角甾醇的方法(吗啡 啉N氧化物)最后得到以低效的S,S体为主的产物,而只有用奎尼定对氯 苯甲酸酯催化的不对称双羟化技术才能得到以高效的R,R体为主的产物,但 催化剂的价格昂贵,需要良好的回收技术才能降低生产成本。 OH OH OH OH OHO O stigmasterol Scheme homoassinolide ()从猪去氧胆酸合成油菜甾醇内酯 上海有机化246天天好彩研究所的周维善小组从年开始以我国丰产的猪去氧胆酸 为原料,采用多种不同的合成方法,对油菜甾醇内酯及其类似物的合成进行了系 统的研究,合成了多个化合物,其中有多个是新化合物,它们绝大多数具 有促进植物生长的调节的活性,该成果获得了国家科技进步二等奖。虽然猪去氧 胆酸价格便宜,而且在合成内酯时可以得到高区域选择性,但是由于牵涉到改造 侧链,整条合成路线成本很高,所以目前尚未见到工业化实例。 (四)项目申请单位、主要合作申请单位及项目主要负责人 的基本情况 。

7、织,它可以改 变内部组织细胞壁的物理特性,这是油菜素内酯所特有的作用,生长素诱导伸长 的靶位组织为表皮,可能正是这种差别造成了油菜素内酯促进生长的迟效性和后 效性。 油菜素内酯促进生长的机制也不同于赤霉素,虽然都可以使节间伸长,但油 菜素内酯处理的节间较粗,而且油菜素内酯的有效浓度要低得多。赤霉素只是引 起细胞变大,而油菜素内酯有双重效应(伸长和分裂),引起伸长、弯曲和开裂。 用赤霉素抑制剂ancymidol可以抑制赤霉素引起的绿豆上胚轴的伸长,但对油菜 素内酯的促进生长效应无抑制作用。 在植物体内,油菜素内酯的活性水平在油菜素内酯生物合成代谢及去活化 等层次上受到精细调控,油菜素内酯的生物合成呈代谢网格状(metabolicgrid), 其生物合成酶受到终产物和信号转导的一些中间组分的反馈抑制。从油菜素内酯 信号的产生,包括油菜素内酯的合成活性与水平的调节及运输,到与膜受体结 合引起信号的感知和传递,并最终引起油菜素内酯诱导基因的表达和特定的生 理反应,是一个连续且相互影响的过程,并且每一个环节都受到多种内外因子 在多个层次上的调节。油菜素内酯作为有重要生理功能的信号分子,其信号转导 途径的第一步就是被其受体接受。油菜素内酯受体的研究进展得益于对油菜素内 酯非敏感型突变体的研究。目前,关于油菜素内酯分子与BRI的结合方式还不 完全清楚,由于BRI中含有的LRR结构域通常与一些蛋白或多肽结合,而不是 与甾醇这样的小分子直接结合,而在拟南芥基因组中已鉴定到个以上甾醇结 合蛋白(steroidbindingrotein,SBP),人们推测油菜素内酯很可能先和一种 SBP形成复合体,再与BRI结合关于突变体s的研究则使人们对BR信号 感知的认识进一步深入,BRS基因编码一种可分。

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