DE3734764A1 - Verfahren zur herstellung von propandiol-(1,3) - Google Patents
Verfahren zur herstellung von propandiol-(1,3)Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Propandiol
(1,3) aus erneuerbaren Rohstoffen unter Verwendung von Mikroorganis
men.
Kurzkettige Diole haben in Industrie und Technik Bedeutung als Bau
steine für Polymere, Lösemittel und Pharmazeutika. Sie sind Bestand
teile von Klebstoffen, Salben, Schleifmitteln, Schmierölen, Frost
schutzmittel und Bremsflüssigkeiten. Propandiol-(1,3) hat einige men
genmäßig bedeutende Anwendungsgebiete. Dazu gehören die Herstellung
von Polyestern und Polyurethanen und die Synthese von speziellen he
terocyclischen Verbindungen.
Zur Herstellung von Propandiol-(1,3) kann Malonsäurediethylester hy
driert werden.
Es sind auch mikrobiologische Verfahren zur Herstellung von Propan
diol-(1,3) bekannt. So kann nach Mickelson und Werkmann, J. Bact. 39,
709 (1940) Glycerin durch verschiedene Citrobacter-Stämme zu Propan
diol-(1,3) fermentiert werden. Die Ausbeute beträgt dabei 30 bis 60%.
Die gleichen Autoren beschreiben in Enzymologia 8, 252 (1940) die Fer
mentation von Glycerin zu Propandiol-(1,3) mit Hilfe von Aerobacter-
Stämmen. Dabei liegt der Umsatz von Glycerin zu Propandiol-(1,3) bei
etwa 45%, wobei als Nebenprodukt auch Butandiol-(2,3) entsteht.
Nach Forage und Foster, J. Bact. 149, 413 (1982) kann Glycerin durch
Klebsiella pneumoniae ATCC 8724 und 25 955 unter anaeroben oder aero
ben Bedingungen in neutralem oder schwach alkalischem Medium zu Pro
pandiol-(1,3) fermentiert werden. Dabei wird auch Acrolein in signi
fikanten Mengen gebildet. Das Wachstum der Mikroorganismen kann hier
durch Vitamin B12 stimuliert werden.
Nach Forsberg, Applied and Environmental Microbiology 53, 639 (1987)
kann man mit Hilfe von Chlostridium-Stämmen unter Zusatz von Kobalt
chlorid und Cobalamin Glycerin in Propandiol-(1,3) überführen, wobei
Umsätze bis maximal 61% erreicht werden.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Propandiol-(1,3) wer
den Umsätze und Ausbeuten bis etwa 60% erreicht. Dabei werden auch
Nebenprodukte, vor allem Acrolein, in größerem Umfange gebildet, die
die Reinigung des gewünschten Produktes erschweren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung von Propandiol-(1,3) bereitzustellen. Im besonderen
sollen dabei Ausbeute und Umsatz erhöht werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man Glycerin
durch den Mikroorganismus Klebsiella pneumoniae DSM 4270 in Gegenwart
von vergärbaren Kohlenhydraten und Kobalt (II)-salzen unter aeroben
Bedingungen fermentiert.
Geeignete Kohlenhydrate sind Pentosen und Hexosen wie beispielsweise
Arabinose, Xylose, Glucose oder Mannose. Vorzugsweise wird Glucose
eingesetzt.
Die wäßrige Kulturbrühe, in die der Bakterienstamm Klebsiella pneu
moniae DSM 4270 geimpft wird, enthält anfangs 5 bis 15% Glycerin und
2 bis 10% vergarbare Kohlenhydrate. Das Nährmedium enthält 0,01 bis
100 µM Kobalt (II)-salze, beispielsweise Kobalt (II)- chlorid. Der Ge
halt liegt vorzugsweise bei 0,05 bis 10 µM.
Das Nährmedium kann zusätzlich eine komplexe organische Nährstoffquel
le wie Hefeextrakt, Sojapepton oder Maisquellwasser enthalten. Es kön
nen aber auch rein synthetische Nährlösungen fermentiert werden, die
außer den genannten Substraten nur anorganische Salze enthalten.
Die Fermentation des Glycerins wird aerob, vorzugsweise unter vermin
derter Belüftung, ausgeführt.
Die Temperatur wird in einem Bereich von 25 bis 35°C gehalten. Vor
zugsweise stellt man eine Temperatur von 30 bis 33°C ein.
Während der Umsetzung wird der pH-Wert bei 4 bis 7 gehalten. Vorzugs
weise wird ein pH-Wert von 4,5 bis 6 eingestellt.
Bei der Reaktion wird im allgemeinen als Nebenprodukt auch Butandiol
(2,3) gebildet. Die Nebenproduktbildung wird stark von den Fermenta
tionsbedingungen beeinflußt und hängt vor allem vom pH-Wert und von
der Temperatur ab.
Unter den erfindungsgemäßen Bedingungen werden aus 100 g Glycerin 60
bis 82 g Propandiol-(1,3) gebildet, was einer maximal möglichen Aus
beute von 73 bis 100% entspricht.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird zunächst eine Nährlösung an
gesetzt, die Glycerin als Kohlenstoffquelle enthält. Dann wird Kobalt
(II)-salz zugesetzt, worauf die Lösung mit einer Vorkultur von Kleb
siella pneumoniae DSM 4270 beimpft wird. Hexosen oder Pentosen können
zusammen mit Glycerin eingesetzt werden. Man kann sie aber auch erst
nach Beginn der Fermentation zufügen.
Bei großen Ansätzen wird die Fermentationsbrühe unter aeroben Bedin
gungen gerührt. Bei kleinen Ansätzen wird die Fermentation unter
Schütteln des Reaktionskolbens durchgeführt. Die Reaktion ist im all
gemeinen nach 48 bis 72 Stunden beendet.
Wenn die Umsetzung beendet ist, werden die Zellen aus dem Ansatz abge
trennt und das Propandiol-(1,3) durch Destillation und fraktionierte
Destillation in reiner Form isoliert.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Propandiol-(1,3)
wird durch sein NMR-Spektrum sowie durch sein gaschromatographisches
Verhalten identifiziert.
In einem 5-l-Fermenter werden 4 l Kulturbrühe gegeben, die pro Liter
6,64 g | |
K₂HPO₄ | |
1,5 g | KH₂PO₄ |
3 g | (NH₄)₂SO₄ |
50 g | Glycerin |
0,3 g | MgSO₄ · 7 H₂O |
0,1 g | NaCl |
0,058 g | CaCl₂ · 2 H₂O |
0,022 g | FeSO₄ · 7 H₂O |
0,003 g | MnSO₄ · H₂O |
0,075 g | ZnSO₄ · 7 H₂O |
5 g | Hefeextrakt |
2,5 µmol | CoCl₂ |
enthält. Diese Kulturbrühe wird sterilisiert und dann mit 40 ml Vor
kultur des Stammes Klebsiella pneumoniae DSM 4270 beimpft, worauf die
Fermentation unter folgenden Bedingungen erfolgt:
pH-Wert 5,5
Temperatur 30°C
Rührerdrehzahl 300 UpM
Belüftung mit 0,15 vvm Luft
Temperatur 30°C
Rührerdrehzahl 300 UpM
Belüftung mit 0,15 vvm Luft
Nach einer Fermentationszeit von 7 Stunden werden pro Liter 50 g Glu
cose in die Fermentationsbrühe gegeben. Nach 72 Stunden wird die Fer
mentation beendet.
Nach Abtrennung der Zellen zeigt die Analyse, daß pro 100 g abgebautes
Glycerin 63 g Propandiol-(1,3) gebildet worden sind.
Wird keine Glucose zugesetzt, werden pro 100 g abgebautes Glycerin le
diglich 38 g Propandiol-(1,3) synthetisiert.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Propandiol-(1,3) in hohen Ausbeuten
aus Glycerin unter Verwendung von Mikroorganismen,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Glycerin mit Hilfe von Klebsiella pneumoniae DSM 4270 in
Gegenwart von mindestens einer Pentose oder Hexose und von Kobalt
(II)-salzen unter aeroben Bedingungen fermentiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man in Gegenwart von Glucose fermentiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man in Gegenwart von 0,01 bis 100 µM Kobalt (II)-salzen fermen
tiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß man in Gegenwart von 0,05 bis 10 µM Kobalt (II)-chlorid fermen
tiert.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Fermentation bei 25 bis 35°C im pH-Bereich von 4 bis 7
durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Fermentation bei 30 bis 33°C durchführt.
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Fermentation im pH-Bereich von 4,5 bis 6 durchführt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873734764 DE3734764A1 (de) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Verfahren zur herstellung von propandiol-(1,3) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873734764 DE3734764A1 (de) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Verfahren zur herstellung von propandiol-(1,3) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3734764A1 true DE3734764A1 (de) | 1989-05-03 |
Family
ID=6338309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873734764 Withdrawn DE3734764A1 (de) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Verfahren zur herstellung von propandiol-(1,3) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3734764A1 (de) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5686276A (en) * | 1995-05-12 | 1997-11-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
WO1998021339A1 (en) * | 1996-11-13 | 1998-05-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant organisms |
FR2800751A1 (fr) * | 1999-11-09 | 2001-05-11 | Roquette Freres | Procede de production de 1,3 propanediol par voie fermentaire |
US6428767B1 (en) | 1995-05-12 | 2002-08-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for identifying the source of carbon in 1,3-propanediol |
US6514733B1 (en) | 1999-08-18 | 2003-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the biological production of 1,3-propanediol with high titer |
US6617478B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for preparing a 1,3-alkandiol from 3-hydroxyester |
US6617477B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for preparing 1,3-alkanediols from 3-hydroxyesters |
EP1892300A1 (de) * | 2005-06-03 | 2008-02-27 | Tsinghua University | Verfahren zur herstellung von 1,3-propandiol durch verwendung von glycerin als nebenprodukt des biologischen dieselöls |
WO2010079500A3 (en) * | 2008-02-28 | 2011-04-07 | Reliance Life Sciences Pvt. Ltd | Aerobic production of 1,3-propanediol from crude glycerol from biodiesel process. |
US8236994B2 (en) | 2006-10-31 | 2012-08-07 | Metabolic Explorer | Process for the biological production of 1,3-propanediol from glycerol with high yield |
CN101875598B (zh) * | 2009-04-30 | 2013-11-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种1,3-丙二醇发酵液的分离方法 |
CN110541004A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-06 | 江南大学 | 一种生产1,3-丙二醇的方法 |
CN114606273A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-06-10 | 东莞理工学院 | 1,3-丙二醇发酵方法 |
-
1987
- 1987-10-14 DE DE19873734764 patent/DE3734764A1/de not_active Withdrawn
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6428767B1 (en) | 1995-05-12 | 2002-08-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for identifying the source of carbon in 1,3-propanediol |
US7169588B2 (en) | 1995-05-12 | 2007-01-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
US6025184A (en) * | 1995-05-12 | 2000-02-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
US7629161B2 (en) | 1995-05-12 | 2009-12-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
US5686276A (en) * | 1995-05-12 | 1997-11-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
US6013494A (en) * | 1996-11-13 | 2000-01-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant microorganisms |
WO1998021339A1 (en) * | 1996-11-13 | 1998-05-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant organisms |
US6514733B1 (en) | 1999-08-18 | 2003-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the biological production of 1,3-propanediol with high titer |
US7504250B2 (en) | 1999-08-18 | 2009-03-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the biological production of 1,3-propanediol with high titer |
US7067300B2 (en) | 1999-08-18 | 2006-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the biological production of 1,3-propanediol with high titer |
FR2800751A1 (fr) * | 1999-11-09 | 2001-05-11 | Roquette Freres | Procede de production de 1,3 propanediol par voie fermentaire |
EP1099763A1 (de) * | 1999-11-09 | 2001-05-16 | Roquette Frˬres | Verfahren zur fermentativen Herstellung von 1,3-propanediol |
US6617478B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for preparing a 1,3-alkandiol from 3-hydroxyester |
US6617477B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for preparing 1,3-alkanediols from 3-hydroxyesters |
EP1892300A1 (de) * | 2005-06-03 | 2008-02-27 | Tsinghua University | Verfahren zur herstellung von 1,3-propandiol durch verwendung von glycerin als nebenprodukt des biologischen dieselöls |
EP1892300A4 (de) * | 2005-06-03 | 2010-12-15 | Univ Tsinghua | Verfahren zur herstellung von 1,3-propandiol durch verwendung von glycerin als nebenprodukt des biologischen dieselöls |
NO338330B1 (no) * | 2005-06-03 | 2016-08-08 | Univ Tsinghua | Fremgangsmåte til fremstilling av av 1,3-propandiol fra glycerol, et biprodukt fra fremstilling av biodiesel |
US8236994B2 (en) | 2006-10-31 | 2012-08-07 | Metabolic Explorer | Process for the biological production of 1,3-propanediol from glycerol with high yield |
WO2010079500A3 (en) * | 2008-02-28 | 2011-04-07 | Reliance Life Sciences Pvt. Ltd | Aerobic production of 1,3-propanediol from crude glycerol from biodiesel process. |
CN101875598B (zh) * | 2009-04-30 | 2013-11-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种1,3-丙二醇发酵液的分离方法 |
CN110541004A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-06 | 江南大学 | 一种生产1,3-丙二醇的方法 |
CN110541004B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-05-28 | 江南大学 | 一种生产1,3-丙二醇的方法 |
CN114606273A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-06-10 | 东莞理工学院 | 1,3-丙二醇发酵方法 |
CN114606273B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-12-22 | 东莞理工学院 | 1,3-丙二醇发酵方法 |
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