生物質(zhì)制備ε-己內(nèi)酰胺的新技術(shù)

周桓毅，楊承誠(chéng)

(1.湖南省岳陽市第十五中學(xué)，湖南 岳陽 414000； 2.中國(guó)石化集團(tuán)公司巴陵石化公司，湖南 岳陽 414000)

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生物質(zhì)制備ε-己內(nèi)酰胺的新技術(shù)

周桓毅1，楊承誠(chéng)2

(1.湖南省岳陽市第十五中學(xué)，湖南 岳陽 414000； 2.中國(guó)石化集團(tuán)公司巴陵石化公司，湖南 岳陽 414000)

介紹了采用生物質(zhì)作起始原料經(jīng)L-賴氨酸合成ε-己內(nèi)酰胺的新技術(shù)；詳述了由D-葡萄糖經(jīng)L-賴氨酸合成ε-己內(nèi)酰胺的3種生產(chǎn)工藝：D-葡萄糖在酶作用下產(chǎn)生L-賴氨酸，然后L-賴氨酸環(huán)化合成α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺，再脫氮生產(chǎn)ε-己內(nèi)酰胺；或由L-賴氨酸直接轉(zhuǎn)化成ε-己內(nèi)酰胺；或由L-賴氨酸經(jīng)6-氨基己酸、6-氨基己酸酯轉(zhuǎn)化成ε-己內(nèi)酰胺。指出開發(fā)高效適用的催化劑是生物質(zhì)制備ε-己內(nèi)酰胺的技術(shù)關(guān)鍵，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)自主創(chuàng)新、生-化聯(lián)合開發(fā)，加快生物質(zhì)ε-己內(nèi)酰胺的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

ε-己內(nèi)酰胺 生物質(zhì) D-葡萄糖 L-賴氨酸 催化劑

ε-己內(nèi)酰胺(CPL)是制備錦綸和尼龍6的原料，自發(fā)現(xiàn)CPL到現(xiàn)在已有一百多年歷史，人們主要圍繞下列3個(gè)方面開展了大量研究開發(fā)工作：(1)減少或消除副產(chǎn)硫銨；(2)減少生產(chǎn)工序；(3)尋找非芳烴原料。在這個(gè)過程中開發(fā)出了許多新工藝，2003年環(huán)己酮肟氣相貝克曼重排工藝工業(yè)化[1]之后，實(shí)現(xiàn)了無副產(chǎn)硫銨生產(chǎn)CPL，也標(biāo)志CPL生產(chǎn)已步入“相對(duì)成熟期”。光亞硝化法是制備CPL的工序最少的工藝，后來因光源、能耗、產(chǎn)率、副產(chǎn)物利用等問題在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰。在其他傳統(tǒng)的CPL制備工藝中，除了環(huán)己酮氨肟化工藝以外，其他的工藝對(duì)減少生產(chǎn)工序方面沒有明顯的進(jìn)展。在尋找非芳烴作原料制備CPL方面，德國(guó)巴斯夫(BASF)和帝斯曼(DSM)公司做了大量工作，他們以丁二烯為起始原料合成CPL，已有許多專利和評(píng)述[2]，這是一種具有潛在應(yīng)用價(jià)值的工業(yè)化生產(chǎn)CPL的工藝路線。到目前為止，全世界基本上還是采用芳烴(苯、苯酚和甲苯)作起始原料生產(chǎn)CPL。

目前，人們愈來愈重視環(huán)境保護(hù)問題，采用非化石可再生原料制備CPL越來越引起科技工作者的關(guān)注，并稱之為制備CPL綠色工藝。所謂綠色工藝，現(xiàn)在一般認(rèn)為應(yīng)滿足下列條件[3]：(1)低溫、低壓、低能耗；(2)主要原料轉(zhuǎn)化率高、目的產(chǎn)物選擇性高；(3)無廢氣、廢液、廢固體產(chǎn)生或產(chǎn)生量少；(4)不使用或少用有機(jī)溶劑；(5)無回收處理過程；(6)工藝設(shè)備的尺寸(如容器)小；(7)在工藝過程中不會(huì)產(chǎn)生有害的物質(zhì)。這是一種理想的狀態(tài)，只能根據(jù)具體的產(chǎn)品和工藝盡可能地改進(jìn)現(xiàn)有工藝技術(shù)，即實(shí)行相對(duì)綠色工藝代替或改進(jìn)現(xiàn)有工藝。

以生物質(zhì)為起始原料合成CPL工藝實(shí)際上也是一種相對(duì)綠色工藝。所謂生物質(zhì)就是微生物、植物和動(dòng)物生長(zhǎng)過程中和人類生存過程中產(chǎn)生的物質(zhì)，大體上可分為植物生物質(zhì)、動(dòng)物生物質(zhì)、微生生物質(zhì)和廢棄物生物質(zhì)等。上述生物質(zhì)可以通過簡(jiǎn)單的清洗、梳理、剪切等初步處理之后再采用物理方法(如光、電輻射)、化學(xué)方法(如氧化法)或生化法(如發(fā)酵)轉(zhuǎn)化成纖維素、淀粉、糖以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有多官能團(tuán)的化合物[4]。作者介紹了采用生物質(zhì)作起始原料，經(jīng)過糖和賴氨酸合成CPL的新技術(shù)。

1 以生物質(zhì)為起始原料合成CPL

用生物質(zhì)為起始原料合成CPL共分5個(gè)工序，如圖1所示[5-7]。

圖1 生物質(zhì)為起始原料合成CPL生產(chǎn)工藝流程

Fig.1 Pattern for synthesizing CPL using biomass as starting material

1.1 生化合成起始原料

由植物油生成的脂肪酸轉(zhuǎn)化為生化柴油和甘油，由半纖維素解聚生成的D-木糖和L-阿拉伯糖都可以作為生化合成化學(xué)物的起始原料[4]。

1.2 生化合成糖

在酸或酶作用下由纖維素或淀粉可水解產(chǎn)生糖。谷物核的皮中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約20%的淀粉、30%的纖維素、30%的半纖維素、10%的蛋白質(zhì)和10%的木質(zhì)[8]?？梢圆捎貌煌乃岽呋夂兔复呋夤任锖说钠ぶ苽銬-葡萄糖、D-木糖和D-阿拉伯糖，見圖2[8]。

圖2 酸-酶催化水解制D-葡萄糖工藝流程Fig.2 Scheme of preparing D-glucoses by acid-enzyme catalytic hydrolysis

1.2.1 酸催化水解谷物核的皮

當(dāng)采用酸催化水解谷物核的皮時(shí)，D-葡萄糖的產(chǎn)率與溫度有關(guān)。如用質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%的硫酸催化水解谷物核的皮，在不同溫度下反應(yīng)5.5～6.0 h，在60～100 ℃下D-葡萄糖的產(chǎn)率隨水解溫度的升高而增加，從3.3%增加到29.8%，D-阿拉伯糖的產(chǎn)率變化不大，為9.0%～11.6%；在70～100 ℃時(shí)D-木糖的產(chǎn)率變化也不大，為13.6%～14.8%，在60 ℃時(shí)D-木糖的產(chǎn)率只有8.3%[8]。

1.2.2 酸催化水解纖維素

以纖維素作起始原料水解制備D-葡萄糖時(shí)，采用鹵化鋰作添加劑可改善溶解性能；以淀粉作起始原料時(shí)選用鹵化鎂作添加劑[9]。D.L.Brink等[10]研究了酸催化水解纖維素和淀粉制D-葡萄糖的工藝流程。J.D.Wright[11]介紹了用串聯(lián)滲透水解反應(yīng)器稀酸催化水解木質(zhì)纖維素制糖、稀酸催化水解半纖維素制D-葡萄糖，并考查了原料、流速、溫度和壓力對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響。纖維素是一種由脫水D-葡萄糖基元組成的高分子線性聚合物。半纖維素是木質(zhì)糖、阿拉伯糖、D-葡萄糖、甘露(己)糖和半乳糖脫水物的短鏈聚合物以及木聚糖和半乳葡甘露聚糖的混合物[10]。

木質(zhì)纖維素在酸催化水解中主要化學(xué)反應(yīng)可用纖維素和木聚糖的水解反應(yīng)表示：

纖維素的酸催化水解反應(yīng)：

(1)

(2)

(3)

木聚糖酸催化水解反應(yīng)：

(4)

(5)

(6)

半纖維素比纖維素容易水解，而且水解速度更快，水解過程很簡(jiǎn)單，如木片、鋸末或刨葉片在加壓反應(yīng)區(qū)與熱稀酸接觸即可生成糖等產(chǎn)物。一般選用硫酸作催化劑，水解反應(yīng)溫度約為180 ℃[10]。

在水解條件下，糖會(huì)發(fā)生分解，改變酸催化水解的條件可控制水解速度和降解速度，并且可以調(diào)節(jié)各種不同品種糖類的產(chǎn)率[9-10]。酸催化水解纖維素可以采用活塞式流態(tài)水解法、滲透水解法、逆流水解法或間歇水解法[11]。

1.3 由D-葡萄糖合成CPL

許多生物質(zhì)中都含有L-賴氨酸。例如在谷物、玉米、棉籽渣、玉蜀黍芯、甘蔗、亞麻、樹木、木質(zhì)纖維素、稻草、麥秸桿、酒糟、麥芽渣、鋸屑、木紙漿、紙漿殘?jiān)-阿拉伯糖等農(nóng)副木業(yè)產(chǎn)品和副產(chǎn)品中都含有L-賴氨酸[8]。

早在20世紀(jì)60年代日本生化工藝公司發(fā)現(xiàn)用糖作起始原料經(jīng)細(xì)菌發(fā)酵技術(shù)制備L-賴氨酸。采用D-葡萄糖為原料經(jīng)L-賴氨酸合成CPL的工藝技術(shù)見圖3[5，12]。

圖3 用D-葡萄糖作原料經(jīng)L-賴氨酸合成CPL的工藝流程Fig.3 Technological route of synthesizing CPL from D-glucoses through L-lysine

1.3.1 糖生化合成L-賴氨酸

糖在酶作用下可轉(zhuǎn)化生成L-賴氨酸。在含有100 g D-葡萄糖，55 g硫酸銨，1 g磷酸二氫鉀，1 g硫酸鎂水合物，500 μg維生素，2 000 μg維生素B，0.01 g硫酸亞鐵水合物，0.01 g硫酸錳水合物，5 mg維生素B3，30 mL水解蛋白和50 g碳酸鈣的培養(yǎng)液中，在不同菌種和改性的質(zhì)粒體(即染色體外的遺傳因子)的作用下D-葡萄糖轉(zhuǎn)化成L-賴氨酸[13]。文獻(xiàn)[13]中非常詳細(xì)地?cái)⑹隽诉@些菌種和引入基因的方法。引入基因的數(shù)目和種類以及培養(yǎng)時(shí)間對(duì)L-賴氨酸的產(chǎn)量都有明顯的影響。

1.3.2 L-賴氨酸合成CPL

1.3.2.1 L-賴氨酸環(huán)化合成CPL

首先，由L-賴氨酸環(huán)化合成α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺。在三氧化二鋁存在下，將L-賴氨酸鹽酸鹽和氫氧化鈉溶于己醇溶液中，完全加熱、回流脫水；直到賴氨酸鹽酸鹽完全轉(zhuǎn)化，然后冷卻、過濾消除副產(chǎn)物氯化鈉，濃縮濾液得到粗α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺；再將α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺溶于水中，加入濃鹽酸酸化使其pH值為6后，室溫下結(jié)晶即得α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺，產(chǎn)率為75%[4-6]。溶劑對(duì)α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率有明顯的影響。

然后，α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺脫氮生成CPL。 在硫酸羥胺(NH2OSO3H)存在下，將α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺溶于水中并冷卻至-5 ℃，先后兩次加入氫氧化鉀后再加入NH2OSO3H，在-5 ℃下攪拌1 h后使反應(yīng)溶液加熱至70～75 ℃，再攪拌1 h。粗產(chǎn)品經(jīng)濃縮后提純精制即得無色晶態(tài)CPL，產(chǎn)率為75%[4-6]。其中，反應(yīng)溫度、催化劑及溶劑對(duì)脫氮效果影響較大[4-6，12]。

(1)催化劑對(duì)脫氮的影響

采用鉑/碳(Pt/C)及其改性的鉑-硫/碳(Pt-S/C)作催化劑，在250 ℃反應(yīng)8 h，結(jié)果表明：用Pt-S/C作催化劑時(shí)，CPL的產(chǎn)率高于Pt/C；氫氣/硫化氫氣體(H2/H2S)分壓比為551.58/137.90時(shí)，CPL的產(chǎn)率最高達(dá)65%[5]。

采用釕(Ru)/C，銠(Rh)/C，鈀(Pd)/C，錸(Re)/C，銥(Ir)/C、鎳-鉬(Ni-Mo)/C和金/氧化鎳(Au/NiO)以及他們硫化改性的催化劑也可以使α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺催化脫氮轉(zhuǎn)化成CPL，而且在硫化改性的催化劑上CPL的產(chǎn)率都高于相應(yīng)的未改性的催化劑。這些改性的催化劑的活性大小順序如下：Pt-S/C，Au-S/NiO，Ru-S/C，Rh-S/C，Pd-S/C，Ni-Mo-S/C，Ir-S/C，Re-S/C[12]。

(2)反應(yīng)溫度對(duì)脫氮的影響

采用Pt-S/C為催化劑，H2/H2S分壓比為551.58/137.90，反應(yīng)時(shí)間為8 h時(shí)，反應(yīng)溫度對(duì)CPL的產(chǎn)率影響見表1[4～6，12]。由表1可知，反應(yīng)溫度為250 ℃時(shí)，CPL的產(chǎn)率最高為65%。

表1 反應(yīng)溫度對(duì)CPL產(chǎn)率的影響

Tab.1 Effect of reaction temperature on CPL yield

反應(yīng)溫度/℃CPL產(chǎn)率，%2103823046250652703629020

(3)溶劑對(duì)脫氮的影響

采用Pt-S/C作催化劑，H2/H2S分壓比為930.79/103.42，反應(yīng)溫度為250 ℃，反應(yīng)時(shí)間為8 h，在不同溶劑中CPL的產(chǎn)率見表2[4～6,12]。由表2可以看出：溶劑對(duì)CPL產(chǎn)率的影響大小順序依次為：四氫呋喃(THF)、1,2-二氯化苯、n-己醇、2,5-二甲基呋喃、乙腈。

表2 溶劑對(duì)CPL產(chǎn)率的影響

Tab.2 Effect of solvent on CPL yield

溶劑CPL產(chǎn)率，%乙腈0THF402，5?二甲基呋喃4環(huán)己烷7n?己醇141，2?二氯化苯15

(4)催化劑中Pt負(fù)載量對(duì)脫氮的影響

采用Pt-S/C為催化劑，反應(yīng)溫度為250 ℃，反應(yīng)時(shí)間為8 h，以THF為溶劑，H2/H2S分壓比為930.79/103.42。結(jié)果表明，Pt-S/C催化劑中負(fù)載Pt摩爾分?jǐn)?shù)為8%時(shí)，CPL的產(chǎn)率最高達(dá)44%[4～6,12]。

(5)催化劑重復(fù)使用次數(shù)對(duì)脫氮的影響

采用THF作溶劑，在Pt-S/C催化劑上，負(fù)載Pt摩爾分?jǐn)?shù)為8%的催化劑的CPL產(chǎn)率最高達(dá)58%，這種催化劑重復(fù)使用4次時(shí)，CPL的產(chǎn)率從58%下降到47%，下降了19%。

α-氨基-ε-己內(nèi)酰胺也可以加氫脫氨一步生成CPL[5，12]。

1.3.2.2 由L-賴氨酸直接轉(zhuǎn)化成CPL

在Pt-S/C催化劑存在下，L-賴氨酸鹽酸鹽可直接轉(zhuǎn)化成CPL[12]。在氬氣(Ar)氣氛下，將L-賴氨酸、氫氧化鈉、乙醇、Pt-S/C催化劑及其他助劑添加到配有冷凝器的高壓反應(yīng)器的反應(yīng)室中。用Ar沖洗反應(yīng)室(沖洗10 min)，操作再重復(fù)兩次，然后用H2/H2S(分壓比68.95/6.89)使反應(yīng)室的壓力加壓至1 034.21 kPa，在攪拌下使反應(yīng)室的溫度升至250 ℃，壓力升到4 136.85 kPa，保持8 h，然后使反應(yīng)室的溫度冷卻到室溫，帶壓的反應(yīng)室在通風(fēng)櫥中通過漂白溶液排放H2/H2S，使壓力降至101.33 kPa，過濾之后濃縮反應(yīng)液；濃縮液溶于乙酸乙酯(EtOAc)中，用水萃取EtOAc溶液，然后加入活性炭，攪拌，過濾水溶液，濃縮得粗CPL。

1.3.2.3 L-賴氨酸經(jīng)6-氨基己酸轉(zhuǎn)化成CPL

L-賴氨酸鹽酸鹽首先加氫脫氨轉(zhuǎn)化成6-氨基己酸，然后在金屬氧化物催化劑存在下，6-氨基己酸、6-氨基已酸酯或酰胺環(huán)化轉(zhuǎn)化成CPL[5,12,14]。其中，反應(yīng)條件對(duì)6-氨基己酸的轉(zhuǎn)化率和CPL的產(chǎn)率都有明顯的影響。

(1)催化劑的影響

反應(yīng)條件為：6-氨基己酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的乙醇溶液，氮?dú)?N2)流速30 mL/min，反應(yīng)時(shí)間為3.0～3.5 h。

從表3可以看出：在250 ℃下二元金屬催化活性相同，6-氨基己酸的轉(zhuǎn)化率都達(dá)到100%；CPL產(chǎn)率由大到小的順序?yàn)殒V-鋯(Mg-Zr)，鋇-鋯(Ba-Zr)，鋅-鋯(Zn-Zr)，硅-鋯(Si-Zr)；在200℃下金屬氧化物催化活性由大到小順序?yàn)檠趸}(CaO)，二氧化鈦(TiO2)，氧化錫(SnO2)，Al2O3，而CPL產(chǎn)率由大到小順序?yàn)門iO2，SnO2，CaO，Al2O3。

表3 催化劑類型對(duì)CPL產(chǎn)率的影響

Tab.3 Effect of catalyst type on CPL yield

催化劑組成反應(yīng)溫度/℃6?氨基己酸轉(zhuǎn)化率，%CPL產(chǎn)率，%Si?Zr250100．092．0Zn?Zr250100．094．2Ba?Zr250100．095．6Mg?Zr250100．097．8Al2O320090．387．9SnO220095．792．4TiO220099．295．0CaO200100．088．1

(2)反應(yīng)溫度和空速的影響

反應(yīng)條件：氧化鋯(ZrO2)催化劑3 g，6-氨基己酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的乙醇溶液，N2流速30 mL/min，反應(yīng)時(shí)間3.0～3.5 h。反應(yīng)溫度和空速對(duì)CPL產(chǎn)率的影響見表4[14]。由表4可以看出：空速為26.7 h-1、溫度為240 ℃時(shí)，6-氨基己酸的轉(zhuǎn)化率最高，達(dá)99.8%；空速為16.7 h-1，溫度為220 ℃時(shí)，CPL的產(chǎn)率最高，達(dá)90.1%。

表4 反應(yīng)溫度和空速對(duì)CPL產(chǎn)率的影響

Tab.4 Effect of reaction temperature and weight hourly space velocity on CPL yield

空速/h-1反應(yīng)溫度/℃6?氨基己酸轉(zhuǎn)化率，%CPL產(chǎn)率，%3．316097．886．810．020098．086．516．722095．790．126．724099．885．8

(3)反應(yīng)壓力的影響

反應(yīng)條件：ZrO2催化劑3 g，6-氨基己酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的乙醇溶液，N2流速30 mL/min，反應(yīng)溫度180 ℃，反應(yīng)時(shí)間3.0～3.5 h，空速6.7 h-1。結(jié)果表明：在反應(yīng)壓力為2026.5～6079.5 kPa時(shí)，反應(yīng)壓力對(duì)CPL的產(chǎn)率基本上沒有影響[14]。另外，無催化劑時(shí)，6-氨基己酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.7%的白油溶液在300 ℃加熱4 h，CPL的產(chǎn)率為85%[5，12]。以白油為溶劑，也可以由6-氨基己酸酯和6-氨基己酰胺轉(zhuǎn)化為CPL。

2 展望

目前CPL的生產(chǎn)基本上都是以芳烴作起始原料，以生物質(zhì)為原料制備CPL仍停留在室驗(yàn)室階段。生物質(zhì)是農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)的產(chǎn)物及其加工的副產(chǎn)品。要發(fā)展生物質(zhì)的下游產(chǎn)品，收集、分類生物質(zhì)資源是重要的第一步。小農(nóng)經(jīng)濟(jì)不利于發(fā)展生物質(zhì)下游產(chǎn)品的發(fā)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家(如美國(guó))早就實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和大型化，生物質(zhì)下游產(chǎn)品的研究與開發(fā)也越來越廣泛。在我國(guó)隨著農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)現(xiàn)代化、大型化和集約化的迅速發(fā)展，為開發(fā)生物質(zhì)下游產(chǎn)品提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，也為將來CPL產(chǎn)業(yè)由石油化工轉(zhuǎn)型為生物質(zhì)化工提供了原料保障。

在CPL生產(chǎn)發(fā)展過程中，環(huán)己酮肟制備工藝和環(huán)己酮肟貝克曼重排工序的發(fā)展過程表明，催化劑的研究與開發(fā)在CPL生產(chǎn)發(fā)展過程中起了至關(guān)重要的作用。如前所述，在以D-葡萄糖為起始原料合成CPL的5個(gè)工序中都需要使用催化劑，而開發(fā)高效、適用的催化劑(包括酶催化劑)是該工藝工業(yè)化應(yīng)用的難點(diǎn)。組織生-化聯(lián)合開發(fā)有利于CPL產(chǎn)業(yè)由石油化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型為生物質(zhì)化工產(chǎn)業(yè)。

采用生物質(zhì)為原料，經(jīng)糖、L-賴氨酸、6-氨基己酸得到CPL或由生物質(zhì)經(jīng)糖、L-賴氨酸制備CPL工藝路線已開始受到研究者的重視。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)6-氨基己酸制備CPL的研究已取得了一定進(jìn)展，國(guó)外研究者也已在中國(guó)申請(qǐng)了專利。

3 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，用可再生的生物質(zhì)代替不可再生的化石原料是必然的趨勢(shì)。以生物質(zhì)作起始原料，經(jīng)糖和L-賴氨酸合成CPL是一種新技術(shù)途徑。國(guó)外已有許多公司(如DSM公司)開始研究該技術(shù)，并在我國(guó)申請(qǐng)了專利。

2017年我國(guó)CPL生產(chǎn)能力將超過3 000 kt/a，約占全世界總生產(chǎn)能力的42%，我國(guó)CPL生產(chǎn)能力供大于求的局面將更加嚴(yán)峻。在這種形勢(shì)下，國(guó)內(nèi)CPL新技術(shù)、新工藝的研究與開發(fā)不可避免地受到影響，但生物質(zhì)作為綠色可再生資源，一些發(fā)達(dá)國(guó)家早已把其利用當(dāng)作科技發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，因此，盡早地開始研發(fā)、使用可再生資源代替目前的用芳烴作起始原料合成CPL的途徑，走創(chuàng)新之路，既可以避免出現(xiàn)再次引進(jìn)生產(chǎn)CPL新技術(shù)的局面，又具有一定的戰(zhàn)略意義。

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A new technology for preparing ε-caprolactam from biomass

Zhou Huanyi1, Yang Chengcheng2

(1.No.15HighSchoolofYueyangCity,Yueyang414000; 2.SINOPECBalingPetrochemicalCompany,Yueyang414000)

A new technology for preparing ε-caprolactam from biomass through L-lysine was introduced.The synthesis processes of ε-caprolactam from biomass through L-lysine were described in details according to three different routes:synthesizing ε-caprolactam through the denitrification of α-amino-ε-caprolactam produced by the cyclization of L-lysine generating from D-glycose in presence of enzyme;synthesizing ε-caprolactam directly from L-lysine;or synthesizing ε-caprolactam from L-lysine through 6-aminocaproic acid and 6- aminocaproic acid ester.It was pointed out that to develop applicable high-efficiency catalysts should be crucial to the synthesis of ε-caprolactam from biomass and the industrialization development of ε-caprolactam from biomass should be accelerated through strengthening the independent innovation and the bio-chemical combined development in China.

ε-caprolactam; biomass; D-glucose; L-lysine; catalyst

2016- 05-30； 修改稿收到日期：2016-10- 08。

楊承誠(chéng)(1938—)，男，退休高級(jí)工程師，從事ε-己內(nèi)酰胺研發(fā)及科技情報(bào)工作。E-mail：yangcc.blsh@sinopec.com。

TQ236

A

1001- 0041(2016)06- 0055- 05