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国家技术发明二等奖成果脂溶性维生素合成技术
发布时间:2011/2/14  阅读次数:2311  字体大小: 【】 【】【

       维生素E、维生素A、β-胡萝卜素、虾青素四种产品联产,反应步骤从52步减为38步——一项绿色合成工艺的产业化突破,使我国跻身全球脂溶性维生素生产三强,改变了国外公司垄断市场的局面。开发脂溶性维生素及类胡萝卜素绿色合成工艺的是浙江大学和浙江新和成股份有限公司。  

       项目主要完成人、浙江大学化学系教授李浩然告诉记者,维生素E、维生素A是重要的脂溶性维生素,β-胡萝卜素、虾青素则是高附加值产品,被广泛应用于饲料添加剂和食品添加剂等领域。维生素可从天然产品中提取,但天然资源有限,远不能满足市场需求,目前80%以上靠化学合成方法生产。上世纪90年代初,受技术和原料制约,我国维生素E和维生素A产量很小,β-胡萝卜素和虾青素则几乎是空白。国际上,罗氏、巴斯夫和罗纳-普朗克是生产该类产品的大型企业,市场基本被他们垄断,大大制约了我国饲料添加剂、食品添加剂、养殖等行业的发展。  

         造成这种局面原因一方面是合成维生素路线长、合成技术要求高,这四个产品单独合成共需52步,所需原料种类很多,生产难度很大;另一方面对设备要求很高。国外生产维生素的大公司都是通过共用中间体联产这四个产品。针对这四个产品的结构特点,经过梳理和整合,李浩然带领课题组设计了一个完全不同的联产方案,即用顺式烯炔醇合成维生素A,同时利用副产物反式烯炔醇生产虾青素,β-胡萝卜素合成也利用了这种以副产物为原料的方式;从关键中间体合成维生素E主环以及虾青素主环,同样的思路还应用于合成维生素E侧链异植物醇以及维生素A母核β-紫罗兰酮。

       要想实施上述方案,需要解决众多技术难题。浙江大学与浙江新和成通过16年的合作研究,发明了多项新技术、新工艺及针对不同反应特点的过程强化装置,一一化解了上述难题。譬如,他们发明了一种全新的金属乙酰丙酮催化剂,它的高活性、高选择性可使维生素E主环与虾青素主环采用相同的原料;发明了合成假紫罗兰酮的新工艺,可使维生素A母核与维生素E侧链共用一种中间体;发明了以反式烯炔醇为原料合成虾青素的新路线,而反式烯炔醇正好是维生素A生产中的副产物。按照这一方案,四个产品都可以从丙酮出发进行生产,反应步骤由52步减少为38步,解决了四个产品不能规模生产、成本高、质量不稳定的问题。业内专家称,该设计思路是一种基于绿色化学的新思路,这一思路及关键技术的推广应用,将进一步促进维生素行业乃至专项化学用品制造行业的技术进步。

       基于上述发明,浙江新和成先后完成了关键中间体和四个产品的大规模工业化生产,形成了年产1万吨维生素E、1000吨维生素A、80吨β-胡萝卜素、60吨虾青素的能力,年减少废水排放5万多吨,维生素E和A收率分别提高了27%和16%,虾青素、β-胡萝卜素成本分别下降1/2和2/3,产品质量达到国际先进水平,打破了国外公司垄断。我国维生素特别是饲料级维生素依靠进口的局面现已完全改变,这对降低水产、家禽、畜牧养殖业成本具有重要意义。而且由于国产维生素的竞争力提高,国际维生素市场格局发生了改变。现在,浙江新和成已占据了全球20%~30%的市场份额,并从一家小公司成长为与帝斯曼、巴斯夫齐名的世界脂溶性维生素和类胡萝卜素生产三大公司之一,2007~2009年累计新增利润23亿元,税收5.3亿元,出口创汇6亿美元,产品畅销欧、美、日等50多个国家和地区,使我国一跃成为维生素出口大国。

       业界评价该项目总体技术达到国际先进水平,部分合成新工艺处于国际领先。目前该项目已申请国家发明专利18项,其中授权14项,并相继得到了国家“十一五”科技支撑计划、国家科技攻关计划引导项目、浙江省重大科技攻关项目、浙江省自然科学基金青年科技人才培养专项资金项目的支持。相关研究成果获中国石化联合会技术发明奖一等奖1项、科技进步奖一等奖1项,主要发明人李浩然获得中国发明协会授予的发明创业奖。

  

来源:功能食品配料网
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