生产尼龙的方法技术

提供了从合成气生产氨基己酸和/或氨基己酸酯的方法，所述方法包括：A.使合成气与至少一种能够实施Wood‑Ljungdahl途径和乙醇‑羧酸盐发酵的细菌相接触以产生己酸；和B.使所述己酸与经基因工程改造的细胞相接触以产生氨基己酸和/或氨基己酸酯，其中所述经基因工程改造的细胞具有相比于其野生型而言增加的烷烃单加氧酶、醇脱氢酶和ω‑氨基转移酶的活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术简述本专利技术涉及从合成气开始以生物技术方式生产聚酰胺，特别是尼龙，所述合成气被转化为己酸和然后化学地转化为己酸甲酯，所述己酸甲酯然后与将己酸甲酯转化为氨基己酸和/或其酯的细胞相接触。专利技术背景聚酰胺是合成聚合物，其中重复单元(单体)具有酰胺基团作为特征性特征。名称“聚酰胺”通常用于指定合成的、商业上可用的热塑性塑料，并因此使该类物质区别于化学上相关的蛋白质。几乎所有重要的聚酰胺都衍生自伯胺，即官能团-CO-NH-出现在其重复单元中。仲胺的聚酰胺(-CO-NR-，R＝有机残基)也存在。氨基羧酸、内酰胺和/或二胺和二羧酸特别地可应用作为用于聚酰胺的单体。当酰胺键之间的重复单元基本上是脂肪族的时，它们形成被称为尼龙的聚酰胺聚合物。已知尼龙通过二胺和二酸之间的缩合反应来制备。尼龙由于其特点而是最广泛使用的聚合物之一。特别地，尼龙是高度有弹性的和耐用的。因此，尼龙纤维被用在许多应用中，包括衣服面料、包装纸、地毯、乐器弦线、管道、绳索、机械部件等。一些通常可得的尼龙聚合物包括但不限于尼龙6,6、尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙4,6、尼龙6,12、尼龙6,10等。其中尼龙6,6和尼龙6是更通常使用的聚合物。尼龙可以通过逐步增长聚合或链增长聚合来制备。从二胺和二酸或从氨基酸制备尼龙是逐步增长聚合，而从内酰胺制备尼龙通常涉及链增长聚合。由于后一种方法以单体开始，因而单体快速形成高分子量聚合物，这使得聚合过程更有效。该方法还减少了中间的二聚体、三聚体和其他寡聚体的形成。因此，该方法比逐步增长聚合更受欢迎。己内酰胺是在使用链增长聚合来生产尼龙6中的原料。己内酰胺的生产通常是通过使环己酮与羟胺的硫酸氢盐或盐酸盐反应从而导致形成环己酮肟来进行的。然后，这通过贝克曼重排而转化成己内酰胺，其中常常使用浓硫酸作为催化剂。原材料环己酮通常通过用空气中的氧对环己烷进行催化氧化来产生，而环己烷则通过苯的氢化来获得。用目前可得的生产尼龙的方法存在着几个缺点。在通过肟的贝克曼重排来产生内酰胺之中的一个缺点尤其是，作为副产物形成了大量的盐，例如硫酸钠，其需要进行处置。采用不同方法的在现有技术中所描述的用于产生内酰胺的其他方法包括EP0748797，其描述了从二腈产生内酰胺的方法，其中将二腈氢化为氨基腈并将氨基腈通过环化水解转化为内酰胺。使用分子筛例如酸性沸石、硅酸盐和非沸石分子筛，金属磷酸盐，和金属氧化物或混合金属氧化物，作为用于环化水解的催化剂。然而，该方法除了其他缺点外尤其具有这样的缺点，即通过环化水解来转化氨基腈的选择性是相当低的，并因此也形成大量的副产物。进一步地，尼龙的传统制造使用基于石油的中间体。例如，使用环己烷来制备己二酸和己内酰胺。丁二烯和天然气是用于制备六亚甲基二胺的重要原材料。尼龙12也依赖于丁二烯原料。因此，在大多数的在现有技术中所描述的产生内酰胺的方法之中，使用烃类例如苯或丁二烯，并且这些是通过裂化对环境有害的汽油或石油来获得的。另外，由于关于这些起始材料的成本将会与石油价格相联系，因而随着预期未来石油价格会增长，尼龙价格也可能相关于石油价格的增长而增长。因此，所希望的是找到除了纯粹基于石油的原材料之外的其他更可持续的原材料作为用于尼龙生产的起始材料，所述原材料还对环境引起更少的损害。专利技术描述提供了从合成气生产氨基己酸和/或氨基己酸酯的方法，所述方法包括：A.使合成气与至少一种产乙酸细菌和/或氢氧化细菌相接触以产生己酸；和B.使所述己酸与经基因工程改造的细胞相接触以产生氨基己酸和/或氨基己酸酯，其中所述经基因工程改造的细胞具有相比于其野生型而言增加的至少一种从由烷烃单加氧酶、醇脱氢酶和ω-氨基转移酶组成的组中选择的酶的活性。特别地，根据本专利技术的任一方面，提供了从合成气生产氨基己酸和/或氨基己酸酯的方法，所述方法包括：A.使合成气与至少一种能够实施Wood-Ljungdahl途径和/或乙醇-羧酸盐发酵的细菌相接触以产生己酸；和B.使所述己酸与经基因工程改造的细胞相接触以产生氨基己酸和/或氨基己酸酯，其中所述经基因工程改造的细胞具有相比于其野生型而言增加的烷烃单加氧酶、醇脱氢酶和ω-氨基转移酶的活性。通常，首先加工一部分从气化过程获得的合成气以便优化产物产率并避免焦油的形成。在合成气中的不希望的焦油和CO的裂化可以通过使用石灰和/或白云石来进行。这些过程详细描述在例如Reed,1981中。可以在至少一种产乙酸细菌和/或氢氧化细菌存在下将合成气转化为己酸。特别地，可以使用本领域中已知的任何方法。可以通过至少一种原核生物来从合成气产生己酸。特别地，所述原核生物可以选自由下列各项组成的组：埃希氏菌属(Escherichia)，例如大肠杆菌(Escherichiacoli)；梭菌属(Clostridium)，例如扬氏梭菌(Clostridiumljungdahlii)、自养产乙烷梭菌(Clostridiumautoethanogenum)、食羧梭菌(Clostridiumcarboxidivorans)或克氏梭菌(Clostridiumkluyveri)；棒杆菌属(Corynebacterium)，例如谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)；贪铜菌属(Cupriavidus)，例如钩虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)或耐金属贪铜菌(Cupriavidusmetallidurans)；假单胞菌属(Pseudomonas)，例如荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)或食油假单胞菌(Pseudomonasoleovorans)；代尔夫特菌属(Delftia)，例如食酸代尔夫特菌(Delftiaacidovorans)；芽孢杆菌属(Bacillus)，例如枯草芽孢杆菌(Bacillussubtillis)；乳杆菌属(Lactobacillus)，例如德氏乳杆菌(Lactobacillusdelbrueckii)；或乳球菌属(Lactococcus)，例如乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)。在另一个实例中，可以通过至少一种真核生物来从合成气产生己酸。在本专利技术的方法中所使用的真核生物可以选自：曲霉属(Aspergillus)，例如黑曲霉(Aspergillusniger)；糖酵母属(Saccharomyces)，例如酿酒糖酵母(Saccharomycescerevisiae)；毕赤酵母属(Pichia)，例如巴斯德毕赤酵母(Pichiapastoris)；耶氏酵母属(Yarrowia)，例如解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)；伊萨酵母属(Issatchenkia)，例如东方伊萨酵母(Issathenkiaorientalis)；德巴利酵母属(Debaryomyces)，例如汉逊德巴利酵母(Debaryomyceshansenii)；阿克苏酵母属(Arxula)，例如食腺嘌呤阿克苏酵母(Arxulaadenoinivorans)；或克鲁维酵母属(Kluyveromyces)，例如乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)。更特别地，可以通过在Stei本文档来自技高网...

【技术保护点】
提供了从合成气生产氨基己酸和/或氨基己酸酯的方法，所述方法包括：A.使合成气与至少一种能够实施Wood‑Ljungdahl途径和乙醇‑羧酸盐发酵的细菌相接触以产生己酸；和B.使所述己酸与经基因工程改造的细胞相接触以产生氨基己酸和/或氨基己酸酯，其中所述经基因工程改造的细胞具有相比于其野生型而言增加的烷烃单加氧酶、醇脱氢酶和ω‑氨基转移酶的活性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.13 EP 14168174.21.提供了从合成气生产氨基己酸和/或氨基己酸酯的方法，所述方法包括：A.使合成气与至少一种能够实施Wood-Ljungdahl途径和乙醇-羧酸盐发酵的细菌相接触以产生己酸；和B.使所述己酸与经基因工程改造的细胞相接触以产生氨基己酸和/或氨基己酸酯，其中所述经基因工程改造的细胞具有相比于其野生型而言增加的烷烃单加氧酶、醇脱氢酶和ω-氨基转移酶的活性。2.根据权利要求1的方法，其进一步包括使步骤A的己酸酯化以产生C1-C4己酸酯的步骤，并且使所述C1-C4己酸酯与步骤B的经基因工程改造的细胞相接触。3.根据权利要求2的方法，其中所述酯化步骤涉及使步骤A的己酸与至少一种C1-C4醇相接触以产生C1-C4己酸酯。4.根据权利要求2或3之一的方法，其中所述酯化步骤由至少一种酯化细菌来催化。5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤B中在所述经基因工程改造的细胞中-所述烷烃单加氧酶由来自恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)的AlkBGT基因编码；-所述醇脱氢酶由来自恶臭假单胞菌的AlkJ基因编码；和/或-所述ω-氨基转移酶为来自紫色色杆菌(Chromobacteriumviolaceum)DSM30191的ω-氨基转移酶CV2025。6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述方法进一步包括将氨基己酸酯转化为氨基己酸的步骤。7.根据权利要求6的方法，其中所述的氨基己酸酯至氨基己酸的转化由来自荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)的脂肪酶LipA(Q76D26)来催化。8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中步骤B的细胞选自由下列各项组成的组：经基因工程改造的大肠杆菌(Escherichiacoli)细胞、经基因工程改造的谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)细胞和经基因工程改造的恶臭假单胞菌细胞。9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤A中的所述能够实施Wood-Ljungdahl途径的细菌为从由下列各项组成的组中选择的产乙酸细菌：潮湿厌氧醋菌(Acetoanaerobiumnotera)(ATCC35199)、长醋丝菌(Acetonemalongum)(DSM6540)、甲醇醋酸杆菌(Acetobacteriumcarbinolicum)(DSM2925)、苹果酸醋酸杆菌(Acetobacteriummalicum)(DSM4132)、醋酸杆菌属(Acetobacterium)第446号物种、威氏醋酸杆菌(Acetobacteriumwieringae)(DSM1911)、伍氏醋酸杆菌(Acetobacteriumwoodii)(DSM1030)、巴克斯碱棒菌(Alkalibaculumbacchi)(DSM22112)、闪烁古生球菌(Archaeoglobusfulgidus)(DSM4304)、产生布劳特氏菌(Blautiaproducta)(DSM2950)、食甲基丁酸杆菌(Butyribacteriummethylotrophicum)(DSM3468)、醋酸梭菌(Clostridiumaceticum)(DSM1496)、自养产乙烷梭菌(Clostridiumautoethanogenum)(DSM10061、DSM19630和DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·哈斯，EM·埃克尔，S·贝克，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE