聚酰胺（PA）俗稱尼龍（Nylon），是最主要的工程塑料，在五大通用工程塑料中產(chǎn)量居首位。其中，聚己二酸己二胺（PA66）和聚己內(nèi)酰胺（PA6）產(chǎn)量最大、應用最廣，大約占聚酰胺總消費量的90%以上，但均以石油基為反應單體。隨著石油化工資源日趨匱乏，石油價格居高不下，生態(tài)環(huán)境日漸惡化，人們逐漸把目光轉(zhuǎn)向生物基聚酰胺，以期緩解石油資源短缺、降低成本和減小環(huán)境污染等問題。

1,5-戊二胺是生產(chǎn)聚酰胺的主要原料之一。國外方面，德國巴斯夫公司（BASF）、日本東麗公司（Toray Industries）等都在研發(fā)生物基1,5-戊二胺的合成工藝。

巴斯夫公司公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)1,5-戊二胺的方法，發(fā)酵過程可以在含復合培養(yǎng)基組分的培養(yǎng)基中進行，所述含復合培養(yǎng)基組分的培養(yǎng)基包括玉米漿、胰胨、細菌用胨、大豆水解產(chǎn)物以及酵母提取物。

日本東麗公司（Toray Industries）提出了一種利用微生物發(fā)酵的1,5-戊二胺制造方法，該方法為利用了棒狀桿菌的1,5-戊二胺制造方法。作為培養(yǎng)用的培養(yǎng)基，可以使用含有碳源、氮源、無機鹽類等普通的營養(yǎng)培養(yǎng)基。作為氮源，可以使用氨水、氯化銨、硫酸銨、碳酸銨、醋酸銨等各種無機和有機銨鹽類，以及肉類提取物、酵母提取物、玉米漿、大豆水解產(chǎn)物等含氮有機物。此外，還可以根據(jù)需要，添加生物素、硫胺素、維生素B6等微量營養(yǎng)源。這些微量營養(yǎng)源也可以用肉類提取物、酵母提取物、玉米液、酪蛋白氨基酸等培養(yǎng)基添加物來替代。

2022年1月，東麗公司宣布已開發(fā)出首款100%生物基尼龍纖維（Ecodear? N510），該纖維由來自蓖麻油植物的癸二酸（生物基癸二酸）和來自玉米的1,5-戊二胺（生物基1,5-戊二胺）聚合得到。

國內(nèi)方面，相關(guān)研究機構(gòu)包括上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司、會通新材料（上海）有限公司、南京工業(yè)大學等。

上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司聯(lián)合CIBT美國公司、凱賽（太原）生物材料有限公司、山西合成生物研究院有限公司共同提出了一種包含連續(xù)纖維和至少一種生物基共聚酰胺基質(zhì)的復合材料及其制備方法，所述復合材料包括生物基共聚酰胺材料和連續(xù)纖維，所述生物基共聚酰胺材料由戊二胺、二羧酸成分和任選的內(nèi)酰胺成分形成。

會通新材料（上海）有限公司公開了一種生物基尼龍復合材料及其制備方法和應用，所述生物基尼龍復合材料由長碳鏈生物基尼龍、增韌劑、抗氧劑和潤滑劑制備而成，所述長碳鏈生物基尼龍為以戊二胺為單體之一縮合而成的長碳鏈尼龍。

南京工業(yè)大學提出了一種利用玉米芯水解液中木糖一步發(fā)酵生產(chǎn)1,5-戊二胺的方法，該方法為構(gòu)建表達木糖脫氫酶xylb和賴氨酸脫羧酶CadA的基因工程菌，將基因工程菌制得的種子液接種至含有玉米芯水解液的發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵生產(chǎn)1,5-戊二胺。

 

參考文獻

1. Basf Se. Method for fermentatively producing 1,5-diaminopentane. EP2235194B1（申請日：2009.01.23；授權(quán)公告日：2011.07.20）

2. Toray Industries Inc. Method for producing 1,5-pentanediamine. US20130071888A1（申請日：2011.04.11；公開日：2013.03.21）

3. Toray commercializes Ecodear? N510, a 100% plant-based nylon fiber. https://www.toray.com/global/news/details/20220121114129.html

4.上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司，CIBT美國公司，凱賽（太原）生物材料有限公司，山西合成生物研究院有限公司.包含連續(xù)纖維和生物基共聚酰胺基質(zhì)的復合材料及其制備方法. CN115536876B（申請日：2021.06.30；授權(quán)公告日：2024.02.23）

5.會通新材料（上海）有限公司.一種生物基尼龍復合材料及其制備方法和應用. CN111073275A（申請日：2019.12.12；公開日：2020.04.28）

6.南京工業(yè)大學.一種利用玉米芯水解液中木糖一步發(fā)酵生產(chǎn)1,5-戊二胺的方法. CN111118077B（申請日：2020.01.09；授權(quán)公告日：2022.03.29）