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利用谷氨酸經(jīng)過生物酶轉(zhuǎn)化技術(shù)耦合膜及色譜分離技術(shù)生產(chǎn)GABA，并進(jìn)一步將GABA通 過陽離子聚合途徑生產(chǎn)高端尼龍聚丁內(nèi)酰胺 (PA4) ，解決了傳統(tǒng)PA4化學(xué)制備技術(shù)其大規(guī)模生 產(chǎn)的原材料問題，同時(shí)，通過生物轉(zhuǎn)化工藝取代化學(xué)高溫高壓過程，降低了生產(chǎn)成本，使得 PA4的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。目前技術(shù)問題及原料問題，我國目前尚無大規(guī)模PA4的工業(yè)化生 產(chǎn)，是一個(gè)重大空白。

本發(fā)明所述十二烷基氨甲基蘆丁的微波合成方法：將蘆丁、十二烷基胺和有機(jī)溶劑按照摩爾比為1:(1～3):(6～12)加入反應(yīng)容器中并混合均勻形成混合液，用稀鹽酸調(diào)節(jié)所述混合液的pH至4～5后放入微波爐中，在微波爐功率100～200w下反應(yīng)5～12分鐘，反應(yīng)結(jié)束后在自然冷卻條件下靜置至固化，然后依次用正己烷、去離子水洗滌固化產(chǎn)物，再將洗滌后的固化產(chǎn)物通過色譜提純，即得到十二烷基氨甲基蘆丁。本發(fā)明方法能縮短反應(yīng)時(shí)間，提高改性的效率和產(chǎn)率。

項(xiàng)目研究背景及用途 ：有機(jī)硅改性雙馬來酰亞胺樹脂是一類高性能聚 合物材料，其熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能都比環(huán)氧樹脂優(yōu)越，因此含硅雙馬來 酰亞胺樹脂作為金屬替代物廣泛地用作制造壓縮機(jī)葉片、大型計(jì)算機(jī)部 件、印刷電路基板等，是目前最受青睞的高性能聚合物材料之一。 工藝流程 ：用催化方法先合成中間體 N-（4-羥基本基）馬來酰亞胺， 再合成含硅雙馬來酰亞胺齊聚物， 采用四種有機(jī)硅合成了四種含硅雙馬來

中國科大陳宇星教授、周叢照教授和孫林峰教授課題組合作闡明了金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）胞壁酸（WTA）翻轉(zhuǎn)酶TarGH轉(zhuǎn)運(yùn)WTA的機(jī)制和TarGH特異性抑制劑Targocil的抑制機(jī)制。該研究成果在線發(fā)表在微生物領(lǐng)域?qū)I(yè)雜志mBio上。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）是主要的臨床致病菌之一，其引發(fā)的感染難以治愈甚至可能致死。由于近年來抗生素濫用，出現(xiàn)了對(duì)所有的β-內(nèi)酰胺類藥物都具有抗性的MRSA菌株。研究表明S. aureus細(xì)胞壁主要成分WTA是引起耐藥性的關(guān)鍵因素之一。在革蘭氏陽性菌中，WTA是一類共價(jià)連接在肽聚糖上的陰離子多聚物。WTA在細(xì)菌分裂、生物膜形成、宿主定殖以及細(xì)菌感染等過程中起著重要作用。因此，WTA合成路徑中的關(guān)鍵酶是新型抗菌藥物的重要靶點(diǎn)。在S. aureus中，WTA合成前體是N-乙酰葡糖胺修飾的多聚核糖醇長鏈，其通過共價(jià)鍵連接在錨定在細(xì)胞膜上的脂質(zhì)載體Und-PP上。該Und-PP連接的多聚核糖醇長鏈前體先在細(xì)胞內(nèi)完成合成，最后通過ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白TarGH翻轉(zhuǎn)出細(xì)胞膜。作為最具潛力的抗生素靶標(biāo)之一，TarGH及其抑制劑得到廣泛研究。先導(dǎo)化合物小分子Targocil是近期被鑒定出來特異性抑制TarGH效率較高的抑制劑，但是其抑制的分子機(jī)制并不清楚。為闡明TarGH轉(zhuǎn)運(yùn)WTA的機(jī)理以及Targocil的抑制機(jī)制，作者用冷凍電鏡方法，解析了金黃色葡萄球菌WTA翻轉(zhuǎn)酶TarGH的同源蛋白，來自Alicyclobacillus herbarius菌的TarGH結(jié)構(gòu)。其同源性為50%。TarGH結(jié)構(gòu)總體分辨率為3.9 ?，其核心結(jié)構(gòu)區(qū)域分辨率達(dá)到3.6?。由于未結(jié)合ATP，TarGH結(jié)構(gòu)處于開口朝向細(xì)胞內(nèi)的構(gòu)象狀態(tài)。基于結(jié)構(gòu)，作者計(jì)算出了底物轉(zhuǎn)運(yùn)通道，通過對(duì)組成通道的氨基酸殘基性質(zhì)分析并結(jié)合生理實(shí)驗(yàn)，闡明了底物特異性識(shí)別機(jī)制。通過結(jié)構(gòu)比對(duì)作者提出TarGH及其同源蛋白利用“曲柄連桿”原理來實(shí)現(xiàn)底物轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制。具有類似結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都可以利用這一機(jī)制通過相對(duì)微小的總體構(gòu)象變化轉(zhuǎn)運(yùn)較大的底物。作者進(jìn)一步通過生化實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬確定了Targocil結(jié)合TarGH的精確位點(diǎn)，并闡明了其抑制TarGH轉(zhuǎn)運(yùn)胞壁酸的分子機(jī)制。

左旋肉堿，又稱L-肉堿，是一種促使脂肪轉(zhuǎn)化為能量的類氨基酸，目前主要作為減肥藥被 使用，也被應(yīng)用于保健和食品等領(lǐng)域，已被美國、瑞士、法國、中國和世界衛(wèi)生組織定為法定 的多用途營養(yǎng)劑。目前全球年需求量上千噸，據(jù)我國海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年8月左旋肉堿及其 衍生物出口數(shù)量為2777千克，出口金額為120萬美元，出口單價(jià)為450美元/千克，2013年1-8月 總出口量為 25,762千克，出口金額為850萬美元。 本項(xiàng)目開發(fā)了一種酶促不對(duì)稱還原4-氯乙酰乙酸乙酯制備左旋肉堿藥物關(guān)鍵手性中間體 (R)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯的技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：該合成路線反應(yīng)條件溫和(30℃，pH 6.5)、合 成路線短、能耗低，從技術(shù)上具有很好的應(yīng)用前景。此外，底物濃度為100 g/L以上，產(chǎn)品收 率高(85%以上)，產(chǎn)品光學(xué)純度好(99%以上)。因此，產(chǎn)品品質(zhì)高，具有很好的市場(chǎng)前景。 

成果描述：利用水解酶催化的高效、高選擇性以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，在酶促合成藥物、天然產(chǎn)物以及新型高分子藥物方面進(jìn)行了重要的發(fā)展，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)生物催化的應(yīng)用和理論研究均有重要意義。主要包括脂肪酶高選擇性催化合成一系列可聚合莽草酸乙烯酯衍生物，具有藥理活性的、水溶性得到提高的酮洛芬糖脂衍生物，一系列烷基取代的苯并咪唑衍生物以及酮洛芬的聚酯前藥等。反應(yīng)選擇性好，產(chǎn)率高，同時(shí)所得到的高分子前藥具有較好的緩釋效果，部分化合物還表現(xiàn)出熱敏性，為其進(jìn)一步的應(yīng)用提供更多的基礎(chǔ)。市場(chǎng)前景分析：還處于實(shí)驗(yàn)室研制階段。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：反應(yīng)活性及選擇性的控制 大規(guī)模反應(yīng)條件的控制 國際先進(jìn)

利用水解酶催化的高效、高選擇性以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，在酶促合成藥物、天然產(chǎn)物以及新型高分子藥物方面進(jìn)行了重要的發(fā)展，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)生物催化的應(yīng)用和理論研究均有重要意義。主要包括脂肪酶高選擇性催化合成一系列可聚合莽草酸乙烯酯衍生物，具有藥理活性的、水溶性得到提高的酮洛芬糖脂衍生物，一系列烷基取代的苯并咪唑衍生物以及酮洛芬的聚酯前藥等。反應(yīng)選擇性好，產(chǎn)率高，同時(shí)所得到的高分子前藥具有較好的緩釋效果，部分化合物還表現(xiàn)出熱敏性，為其進(jìn)一步的應(yīng)用提供更多的基礎(chǔ)。

成果簡介：N-苯基馬來酰亞胺是用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于橡 膠改性劑、海洋防污劑，并可作為抗菌劑、殺蟲劑和多種農(nóng)藥的合成中間體。N-PMI 的最大宗的應(yīng)用是作為高性能塑料（如：耐熱 ABS 樹脂、耐熱 PP、耐 候性高強(qiáng)度 PVC）的熱穩(wěn)定劑和耐熱添加劑。N-PMI 的市場(chǎng)需求巨大，用量 增長迅速，是極具市場(chǎng)前景的重要精細(xì)化工產(chǎn)品。本 N-PMI合成采用自有技 術(shù)，降低酸性催化劑使用量，降低反應(yīng)溫度，減少環(huán)境污染，提高生產(chǎn)安全 性和效率。使 N-PMI 的產(chǎn)率達(dá)到90%以上，純度大于 9

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),于壓力70大氣壓和空速1.0×1O~4時(shí)~(-1)的條件下,測(cè)定了A110—2型氨合成催化劑的活性.數(shù)據(jù)處理的結(jié)果表明,在此條件下,A110—2催化劑的本征動(dòng)力學(xué)符合Темкин方程,且指數(shù)α=0.5.用回歸出的反應(yīng)速度系數(shù)和在內(nèi)徑φ800的三套管式合成塔的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),并藉助擬均相一維模型計(jì)算了該塔在70大氣壓、1.O×10~4時(shí)~(-1)空速和進(jìn)塔氣含NH_32.45%、Ar2.62%、CH_40.2%時(shí)的出塔氣含氨分率.當(dāng)催化劑層進(jìn)口溫度適宜時(shí),出塔氣含氨可達(dá)11.35%以上.

合成氨工業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。目前，每年全球氨產(chǎn)量已超過億噸，其中大部分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以解決糧食與溫飽問題，其它部分用作重要的工業(yè)原料。此外，氨還具有含氫量高（質(zhì)量比達(dá)17.6%）、易液化等優(yōu)點(diǎn)，有望成為重要的清潔儲(chǔ)氫與儲(chǔ)能材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于氮?dú)夥肿臃浅７€(wěn)定且難以活化，溫和條件下合成氨反應(yīng)難以迅速進(jìn)行。工業(yè)上廣泛采用的Haber-Bosch方法通過高溫高壓（300–500攝氏度，100–200個(gè)大氣壓）等苛刻條件來促使高純氫氣和氮?dú)庠阼F基催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)生成氨，其能量和氫氣都來自于化石燃料（如甲烷等），表現(xiàn)出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺點(diǎn)。合成氨工業(yè)消耗全球每年3–5%的甲烷與1–2%的能源供給，并產(chǎn)生1.6%的二氧化碳排放。尋找合適的綠色替代方案，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效、低能耗、低排放合成氨，成為亟待解決的科學(xué)挑戰(zhàn)。 電催化氮還原反應(yīng)（總反應(yīng)為N2 + 3H2O ? 2NH3 + 1.5O2）提供了一種可持續(xù)合成氨的新路徑。該反應(yīng)在常溫常壓下即可進(jìn)行，以大量易得的水與氮?dú)猓諝猓┳鳛榉磻?yīng)原料，以可持續(xù)能源（太陽能，風(fēng)能等）產(chǎn)生的電能作為能量來源，即可實(shí)現(xiàn)“零排放”合成氨。因此，不論是作為傳統(tǒng)Haber-Bosch方法的潛在替代者還是作為新型清潔能源體系的重要組成部分，電化學(xué)合成氨技術(shù)都具有極大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景。 然而，電化學(xué)合成氨技術(shù)仍面臨重大挑戰(zhàn)，其發(fā)展嚴(yán)重受制于現(xiàn)有催化劑非常低下的選擇性與活性。若要將該技術(shù)實(shí)用化，就必須同時(shí)大幅提升催化劑的選擇性與活性。然而，現(xiàn)有研究經(jīng)驗(yàn)與理論表明，該反應(yīng)催化劑普遍面臨嚴(yán)重的“選擇性-活性”兩難問題：具有理論高活性的催化劑通常會(huì)導(dǎo)致激烈的析氫副反應(yīng)，從而表現(xiàn)出低的反應(yīng)選擇性；而可能具有高選擇性的催化劑對(duì)氮的吸附又過強(qiáng)，導(dǎo)致產(chǎn)物難以脫附，表現(xiàn)出過低的反應(yīng)活性。因此，為取得電催化合成氨研究進(jìn)展，大幅提高催化劑的選擇性與活性，就必須突破現(xiàn)有理論，發(fā)展新型催化劑與催化體系。