CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG NGÀNH HÓA CHẤT VÀ DƯỢC PHẨM

TRƯỜNG ĐAI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Thuyết trình: CƠ SỞ CÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chủ đề:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG NGÀNH HÓA CHẤT VÀ DƯỢC PHẨM


Thành viên

•
•
•
•
•

Nguyễn Thanh Hưng
1511399
Thân Thị Thanh Trúc 1513762
Thân Văn Huỳnh Đức 1510813
Ung Ngọc Phương Tâm 1512938
Phan Phước Hồng Ân 1510128


1. Giới thiệu

Các sản phẩm của ngành công nghiệp hoá chất và dược phẩm đóng góp cho nền kinh tế, sự tiến bộ về
chất lượng cuộc sống, sức khoẻ hàng ngày, dinh dưỡng và bảo vệ môi trường

3


1. Giới thiệu

Nhằm giảm thiểu những bất lợi đáng kể ảnh hưởng của việc sử dụng và sản xuất hóa chất đối với môi
trường và sức khoẻ con người đòi hỏi sự cải tiến liên tục ở nhiều cấp độ

4


Các công nghệ xử lý xúc tác thay vì các tổng hợp hữu cơ

Các chuyển hóa vi sinh là hiện đại và tối
Giảm thiểu chất thải liên quan đến sản phẩm

Hạn chế sử dụng dung môi hữa cơ độc hại, chất xúc tác sinh học
dễ phân hủy, không độc hại

ưu nhất trong công nghiệp


1. Kháng sinh họ Beta Lactam
Là những kháng sinh có cấu trúc azetidin-2-on (còn được gọi là vòng Beta- Lactam) – 1 vòng
amid 4 cạnh.

6


Thuốc kháng sinh β-lactam đầu tiên có sẵn

Penicillin G (Benzyl penicillin)

Penicillin V (Phenoxy penicillin)


Beta-Lactam

Penicillin

Cephalosporin

8


Penicillin

Cephalosporin

Vòng Beta-Lactam
9


Hạt nhân

6-aminopenicillanic acid (6-APA)

7-aminocephalosporanic acid (7 –ACA) hoặc 7-ADCA

10

Chuỗi phụ
Có 2 chuỗi phụ quan trọng là D-phenylglyxin (D-PG) và D-hydroxyphenylglycine (D-HPG).

11


Sức đề kháng vi sinh vật ngày càng tăng => cải thiện hoạt tính

Tìm kiếm dẫn xuất hoạt động (Penicillin, Cephalosporin bán tổng hợp)

Tách biệt nhân Betalactam, thay thế chuỗi phụ

12


Penicillin bán tổng hợp
Để nhận được các Penicillin bán tổng hợp gắn kết các mạch nhánh (các gốc Acyl R) khác nhau vào
phần 6-APA

6-APA


Penicillin bán tổng hợp

Trong công nghiệp 6-APA trước hết được điều chế từ Penicillin G bằng phương pháp hóa học,
nhưng sau đó chủ yếu bằng enzyme deacylate
=> hiệu suất cao và công nghệ đơn giản, giá thành hạ, giảm chi phí xử lý chất thải

Cephalosporin bán tổng hợp
Để nhận được các Cephalosporin bán tổng hợp gắn kết
các mạch nhánh (các gốc Acyl R) khác nhau vào phần
7-ACA hoặc 7-ADCA


Cephalosporin bán tổng hợp

Loại bỏ chuỗi bên tạo 7-ACA & 7-ADCA bằng phương pháp sử dụng enzym acyl hóa
để thay thế các phương pháp hóa học phức tạp và giá thành cao hơn và giảm việc xử
lý các chất thải hóa học độc hại..


2.2 Chiral building blocks

 Một tập hợp các nghiên cứu đã cho rằng :
• Sự tổng hợp các chất sinh học bất đối xứng
Thành công về quy mô nghiên cứu
Cạnh tranh trên quy mô công nghiệp.

•

Sản xuất phân sinh học sử dụng enzyme hydrolase được thiết lập trên toàn cầu và hơn 100 phản ứng sinh học
được thực hiện trên quy mô công nghiệp
Thay thế các phản ứng oxy hóa bằng các phản ứng enzyme


2.2 Chiral building blocks

• Quy mô lớn đầu tiên có chất xúc tác sinh học là Baeyer-Villiger oxidation đã được thành lập
+ Làm giảm nguy cơ nguy hiểm của

phản

+Nó có được thực hiện theo một cách có

ứng oxy hóa

sự bố trí nhất định trong không gian

• Lợi ích của sản xuất biocata-lytic không chỉ ở sản phẩm mà còn thu được kiến thức về các tuyến không được
chọn


2.3 Building Blocks for Polymers

•

Hầu hết building block polymers là hóa chất số lượng lớn và được sản xuất với số lượng lớn.

•

Nó là một lĩnh vực khó để xâm nhập vào ngành công nghiệp sinh học.

•

Tuy nhiên một vài thành công đáng kể đã được báo cáo trong hai thâp kỉ qua.

2.3 Building Blocks for Polymers

 Acrylamide
•

Thành phần cấu tạo của polyacryamide nó được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm để phân tách
sắc ký và điện di hoặc như một chất để xử lý nước thải hoặc xử lý giấy

•

Trong nhiều thập kỷ sử dụng một chất xúc tác đồng ở 80-140oC để chuyển hóa :

Acrynitrile

Acryamide


2.3 Building Blocks for Polymers

 Acrylamide
•

Vào những năm 1970, một vi sinh vật đã được phát hiện có thể phát triển trên acrylonitrile.

Chất nền

•

Acryamide

Axit acrylic
Chủng vi sinh vật được sử dụng ban đầu là Pseudomonas chloraphis nhưng sau đó quá trình này được tối ưu và
Rhodococcus rhodochrous được thay thế


2.3 Building Blocks for Polymers

 Acrylamide


2.3 Building Blocks for Polymers

 Acrylamide
Lợi ích của quá trình

•
•
•
•

o
Chạy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với quá trình hóa học : 0-10 C
Tránh trùng hợp tự nhiên
Thanh lọc và tinh sạch sau đó
Yếu tố điều kiện kinh tế : 500 g / l chất nền khi cố định trong polyacrylamide sản phẩm
polymerized của nó.


2.3 Building Blocks for Polymers

 Acrylamide
•

Quá trình enzyme lần đầu tiên được thương mại hóa bởi Nitto Chemicals

•

SNF (Pháp) và Evonik Industries (Đức), với sản lượng trên 250.000 tấn trên toàn cầu năm.


2.3 Building Blocks for Polymers

 Axit polylactic
•
•

Được thương mại hóa bởi Cargill và Dow Chemical
Một loại polymer có tiềm năng thương mại lớn có thể đưa vào sản xuất công nghiệp công nghệ
sinh học