3-羟基丁酮

为考察3种活性炭的微结构及其对丁酮吸附-脱附性能的影响,通过氮气吸附-脱附等温线表征活性炭的孔隙结构,采用红外光谱和Boehm滴定法表征活性炭表面的官能团,并在常压动态吸附装置中研究了不同温度条件下3种活性炭对丁酮的吸附及脱附性能.结果表明:活性炭对丁酮的吸附主要发生在微孔中,0.5~0.8 nm的微孔对丁酮的吸附有促进作用,1.2 nm左右的微孔对于丁酮的吸附有积极影响.活性炭表面羧基、内酯基等酸性基团的存在有利于丁酮的吸附.温度对活性炭吸附、脱附丁酮有显著影响.在吸附过程中,随着温度的升高,活性炭对丁酮的吸附量逐渐降低;在脱附过程中,脱附率随着温度的升高逐渐升高;内酯基和羧基的存在会减弱丁酮的脱附;同时发现,0.5~0.8 nm的微孔和直径为1.2 nm左右的微孔结构亦有利于活性炭对丁酮的脱附.

以提高3-羟基丙酸的产量为目标,对实验室构建的基因工程大肠杆菌进行改造,敲除形成副产物1,3-丙二醇的主要酶基因——乙醛脱氢酶基因yqh D,得到E.coli W3110Δyqh D(p CDFDuet-tac-gpd1-TUkgsadh/p ACYCDuet-tac-dha B1-4),该工程菌摇瓶发酵产量达到2.53 g/L,相比未敲除yqh D基因的菌株,产量提高了5.8倍。另外,敲除了甘油代谢途径中的抑制因子glpR基因,得到E.coli W3110ΔglpR(p CDFDuet-tac-gpd1-TUkgsadh/p ACYCDuet-tac-dha B1-4),该工程菌摇瓶发酵产量达到2.86 g/L,相比未敲除glpR基因的菌株,产量提高了6.7倍。后经5 L罐发酵培养后,3-羟基丙酸的产量提升到15.4 g/L。该实验为进一步利用大肠杆菌工程菌发酵生产3-羟基丙酸提供了研究基础。