田偉生團(tuán)隊(duì)植物資源清潔利用技術(shù)“一舉多得”

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


不久前,中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海有機(jī)所)研究員田偉生收到了一份期盼已久的“新年禮物”——他的團(tuán)隊(duì)與江蘇常州佳爾科藥業(yè)集團(tuán)有限公司正式簽訂了《甾體皂甙元潔凈氧化降解技術(shù)》轉(zhuǎn)讓合同。這意味著,田偉生團(tuán)隊(duì)20多年的努力終于開(kāi)花結(jié)果了。

田偉生團(tuán)隊(duì)針對(duì)我國(guó)甾體藥物工業(yè)行業(yè)中的重大環(huán)境污染問(wèn)題(即薯蕷皂甙元生產(chǎn)及深加工中的重大環(huán)境污染問(wèn)題),研發(fā)出用雙氧水代替鉻酐氧化降解劍麻皂素百公斤的潔凈技術(shù)。隨著這一技術(shù)的推廣應(yīng)用,我國(guó)甾體皂素生產(chǎn)及深加工中的重大環(huán)境污染問(wèn)題有望徹底解決。田偉生對(duì)此十分欣慰:“為國(guó)家排憂(yōu)解難是我們科技人員的責(zé)任,如今多年的心愿終于實(shí)現(xiàn)了!”

薯蕷皂素產(chǎn)量即將攀升

據(jù)田偉生介紹,“甾體皂素”(化學(xué)名為甾體皂甙元)包括劍麻皂素和薯蕷皂素等,都是生產(chǎn)甾體藥物的基本原料。

我國(guó)是生產(chǎn)甾體皂素的大國(guó),僅薯蕷皂素的最高年產(chǎn)量曾達(dá)到4000噸以上,占全球產(chǎn)量的90%左右。近年來(lái),為了保障南水北調(diào)中線(xiàn)水源水質(zhì)質(zhì)量,有關(guān)政府部門(mén)考慮到黃姜加工的嚴(yán)重環(huán)境污染的問(wèn)題,因而關(guān)閉了許多地處丹江口周邊的薯蕷皂素生產(chǎn)企業(yè)。這使得薯蕷皂素產(chǎn)量出現(xiàn)暫時(shí)性下降。

同時(shí),在科技部等中央部委以及湖北省和陜西省有關(guān)部門(mén)的大力支持下,黃姜種植加工環(huán)境污染問(wèn)題以及黃姜的綜合利用問(wèn)題已得到解決,因此,隨著黃姜資源的綜合利用技術(shù),再加上田偉生團(tuán)隊(duì)潔凈氧化降解甾體皂甙元技術(shù)的推廣應(yīng)用,我國(guó)薯蕷皂素的產(chǎn)量將會(huì)很快得到回升。

田偉生特別強(qiáng)調(diào)說(shuō):“由于劍麻皂素主要存在于我國(guó)劍麻制麻工業(yè)污水中,隨著我國(guó)環(huán)保治理力度的不斷加強(qiáng),從劍麻制麻工業(yè)污水中提取獲得劍麻皂素的產(chǎn)量也必將迅速增長(zhǎng)。”

20年潛心做出好成果

甾體皂素作為合成甾體藥物的基本原料,首先需要通過(guò)氧化降解反應(yīng)使甾體皂素轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的孕甾酮醇乙酸酯,然后再進(jìn)一步用孕甾酮醇乙酸酯合成黃體酮等甾體藥物。目前氧化降解反應(yīng)使甾體皂素所采用的技術(shù)仍為上世紀(jì)30年代末美國(guó)化學(xué)家馬克發(fā)展的鉻酐氧化降解法,該技術(shù)存在著嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題,每氧化降解1噸薯蕷皂素,不僅會(huì)產(chǎn)生4噸含金屬鉻的環(huán)境污染物,還使在降解同時(shí)產(chǎn)生的占孕甾酮醇乙酸酯重量約二分之一的手性分子作為廢棄物排放,不僅浪費(fèi)甾體皂素原料,還進(jìn)一步加重了環(huán)境負(fù)荷。

為了解決原有技術(shù)困擾我國(guó)甾體藥物工業(yè)發(fā)展的難題,田偉生團(tuán)隊(duì)從1990年起系統(tǒng)研究了甾體皂素與雙氧水和氧氣(最潔凈的氧化劑)的各種反應(yīng)條件與機(jī)理,了解企業(yè)需求,通過(guò)反復(fù)優(yōu)化反應(yīng)工藝條件,終于完成了這一潔凈技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化試生產(chǎn),獲得了滿(mǎn)意研究結(jié)果。新技術(shù)不僅可以制造孕甾-16-烯-20-酮-3-醇乙酸酯(單烯)和孕甾-5,16-二烯-20-酮-3-醇乙酸酯(雙烯)等合成甾體藥物的重要中間體,同時(shí)還能合成得到一系列價(jià)值更高的手性試劑。

中科院院士、上海有機(jī)所所長(zhǎng)丁奎嶺認(rèn)為,這一創(chuàng)新的植物資源清潔利用技術(shù),不僅從源頭解決了傳統(tǒng)工藝使用鉻酐氧化劑所產(chǎn)生的重污染問(wèn)題,而且把降解過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物也實(shí)現(xiàn)了有效分離,它們也可以作為合成手性藥物(如麝香酮、阿加曲班等)、農(nóng)藥(昆蟲(chóng)信息素和保幼激素)和名貴香料的重要原料得以應(yīng)用,一舉多得,有利于相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

“這一新技術(shù)成功轉(zhuǎn)讓體現(xiàn)了社會(huì)對(duì)于合成化學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的強(qiáng)烈需求,一個(gè)真正好的成果,不僅能夠創(chuàng)造好的經(jīng)濟(jì)效益,更重要的在于它良好的社會(huì)價(jià)值。”丁奎嶺希望這一成果能夠在更大的范圍得以推廣和應(yīng)用,從而提升我國(guó)甾體皂素資源的合理利用的能力,同時(shí)為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

黃體酮是甾體藥物中重要成員,它不僅是計(jì)劃生育和畜牧業(yè)藥品的原料,也是生產(chǎn)地曲孕酮等其他甾體藥物的關(guān)鍵合成中間體。黃體酮是我國(guó)甾體藥物的特色產(chǎn)品,它不僅需要滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求,每年還需大量出口滿(mǎn)足國(guó)際市場(chǎng)需求。江蘇常州佳爾科藥業(yè)集團(tuán)有限公司是我國(guó)目前黃體酮年產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè),甾體皂甙元潔凈氧化降解技術(shù)正好符合該企業(yè)生產(chǎn)黃體酮的需求。

“此項(xiàng)技術(shù)雖然轉(zhuǎn)讓了使用權(quán)給江蘇常州佳爾科藥業(yè)集團(tuán)有限公司,但它僅僅是首家企業(yè)。”田偉生表示,要徹底解決我國(guó)甾體皂素金屬鉻氧化降解的重大環(huán)境污染問(wèn)題并非靠研究人員和個(gè)別企業(yè)行為能夠解決,沒(méi)有政府環(huán)保和資源利用政策的大力支持,再好的技術(shù)也無(wú)法造福于人類(lèi)社會(huì)。


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