本發(fā)明提供一種制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactone)和源自生物的有機(jī)酸及由此衍生的物質(zhì)(derivative)的方法。
背景技術(shù)：
：用于生成工業(yè)上有用的原料即γ-丁內(nèi)酯、1,4-丁二醇、四氫呋喃等的反應(yīng)物，例如有馬來酸酐、無水琥珀酸、乙炔、丁二烯等，這些大部分為石油化學(xué)領(lǐng)域中生產(chǎn)的物質(zhì)。因此，最近正在嘗試?yán)铆h(huán)保的源自生物的物質(zhì)而努力，以能夠代替γ-丁內(nèi)酯、1,4-丁二醇、四氫呋喃等的原料物質(zhì)為源自石油化學(xué)的現(xiàn)有技術(shù)，同時(shí)能夠解決污染物質(zhì)的排放、自然資源枯竭等不環(huán)保的缺點(diǎn)，并能夠持續(xù)生產(chǎn)，從而不會(huì)使自然資源枯竭。例如，利用1,4-丁二醇和琥珀酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，以及通過由此產(chǎn)生的低聚物的酯交換反應(yīng)而進(jìn)行縮聚反應(yīng)，從而能夠制備具有生物降解性的聚丁二酸丁二醇酯(polybutylenesuccinate)，利用1,4-丁二醇通過與對(duì)苯二甲酸的酯化反應(yīng)能夠制備聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate)。最近，通過微生物的直接發(fā)酵由生物質(zhì)(biomass)生產(chǎn)琥珀酸，并將其在商業(yè)上用于四氫呋喃、1,4-丁二醇、γ-丁內(nèi)酯等的制備中(生物琥珀公司(Bio-AmberInc.))。美國(guó)專利公開公報(bào)第US2011/0159572號(hào)涉及具有1,4-丁二醇生物合成能力的轉(zhuǎn)化微生物，其公開了包含1,4-丁二醇路徑的微生物，其中導(dǎo)入了至少一種編碼以充分的量表達(dá)的1,4-丁二醇路徑(BDOpathway)的酶的外源性核酸(exogenousnucleicacid)，以能夠生產(chǎn)1,4-丁二醇。但是，至今為止還沒有關(guān)于將以源自微生物的O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)作為原料物質(zhì)，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化方法獲得的源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸利用在工業(yè)社會(huì)中非常有用的上述1,4-丁二醇、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等的合成方面的報(bào)道。(專利文獻(xiàn)1)US2011/0159572A技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于，提供一種源自生物的O-?；呓z氨酸的新的應(yīng)用，其中使用源自微生物的O-酰基高絲氨酸作為制備有用的1,4-丁二醇、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等的原料物質(zhì)，以代替原料物質(zhì)為源自石油化學(xué)的現(xiàn)有技術(shù)，能夠解決污染物質(zhì)的排放、自然資源的枯竭等不環(huán)保的缺點(diǎn)，并且能夠持續(xù)再生產(chǎn)，不會(huì)使自然資源枯竭。更詳細(xì)地，本發(fā)明的目的在于，提供一種合成工業(yè)社會(huì)上非常有用的上述1,4-丁二醇、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等的制備方法，其中利用由源自微生物的O-酰基高絲氨酸通過化學(xué)轉(zhuǎn)化方法來獲得的源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸。解決技術(shù)問題的技術(shù)手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種在酸催化劑下，由源自微生物的O-酰基高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯和源自生物的有機(jī)酸的方法。并且，本發(fā)明提供一種利用源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯通過加氫脫氮反應(yīng)或脫氨基化反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的方法，其中在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯。并且，本發(fā)明提供一種制備能夠從所述γ-丁內(nèi)酯衍生的物質(zhì)的方法，即，制備四氫呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等的方法。并且，本發(fā)明提供一種利用源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯和有機(jī)酸來制備可由此衍生的物質(zhì)，即，乙醇、乙烯、聚乙烯、單乙二醇、1,4-丁二醇、四氫呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮等的方法，其中在酸催化劑下，由源自微生物的O-酰基高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及作為副產(chǎn)物的源自生物的有機(jī)酸。發(fā)明的效果本發(fā)明具有以下效果：本發(fā)明利用源自微生物的O-酰基高絲氨酸作為工業(yè)社會(huì)中非常有用的1,4-丁二醇、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等的原料物質(zhì)，以代替原料物質(zhì)為源自石油化學(xué)的現(xiàn)有技術(shù)，能夠解決污染物質(zhì)的排放、自然資源的枯竭等不環(huán)保的缺點(diǎn)，并且能夠持續(xù)再生產(chǎn)，不會(huì)使自然資源枯竭。并且，由于基于所述源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸，能夠合成聚丁二酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等的聚酯，因此，本發(fā)明的由源自微生物的O-酰基高絲氨酸生產(chǎn)源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸的方法，從任何方面來看，具有非常高的工業(yè)實(shí)用性。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及一種在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來生產(chǎn)源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯和源自生物的有機(jī)酸的方法。本發(fā)明中源自微生物的O-?；呓z氨酸是指由微生物生產(chǎn)的O-?；呓z氨酸。所述O-?；呓z氨酸包括O-乙酰基-L-高絲氨酸和O-琥珀?；?L-高絲氨酸。本發(fā)明中所述微生物為生產(chǎn)O-?；呓z氨酸的菌株，只要是可進(jìn)行基因操作的微生物，則可以是任何種的微生物，可以利用屬于埃希氏桿菌(Escherichia)屬、歐文氏菌(Erwinia)屬、沙雷氏菌(Serratia)屬、普羅維登斯菌(Providencia)屬、棒狀桿菌(Corynebacteria)屬、假單胞菌(Pseudomonas)屬、鉤端螺旋體(Leptospira)屬、沙門氏菌(Salmonellar)屬、短桿菌(Brevibacteria)屬、海珀莫納斯(Hypomononas)屬、色素細(xì)菌(Chromobacterium)屬及諾卡氏菌(Norcardia)屬或真菌(fungi)或酵母類(yeast)的微生物。優(yōu)選地，所述微生物優(yōu)選為棒狀桿菌微生物或埃希氏桿菌屬菌株。更優(yōu)選地，所述微生物優(yōu)選為生產(chǎn)O-?；呓z氨酸的大腸桿菌。并且，所述微生物優(yōu)選為通過轉(zhuǎn)化而使O-?；呓z氨酸生產(chǎn)能力得到提高的菌株。所述O-酰基高絲氨酸生產(chǎn)能力得到提高的菌株優(yōu)選為胱硫醚γ合成酶(cystathioninegammasynthase)或O-琥珀?；呓z氨酸硫化氫解酶或O-乙酰基高絲氨酸硫化氫解酶的活性被去除或弱化的微生物。并且，所述O-?；呓z氨酸生產(chǎn)能力得到提高的菌株可以是O-乙?；?L-高絲氨酸的生產(chǎn)能力得到提高的菌株。所述O-乙?；?L-高絲氨酸的生產(chǎn)能力得到提高的菌株進(jìn)一步優(yōu)選為高絲氨酸O-乙酰基轉(zhuǎn)移酶(homoserineO-acetyltransferase)的活性得到強(qiáng)化的微生物?；蛘咚鯫-?；呓z氨酸生產(chǎn)能力得到提高的菌株可以是O-琥珀?；?L-高絲氨酸(O-succinyl-L-homoserine)的生產(chǎn)能力得到提高的菌株。所述O-琥珀酰基-L-高絲氨酸的生產(chǎn)能力得到高的菌株進(jìn)一步優(yōu)選為O-琥珀?；D(zhuǎn)移酶(homoserineO-succinyltransferase，MetA)的活性得到提高的微生物。本發(fā)明的特征為，在酸催化劑下，由所述源自微生物的O-酰基高絲氨酸通過水解來生成源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯。本發(fā)明中所述源自生物是指利用由微生物生產(chǎn)的O-酰基高絲氨酸作為原料物質(zhì)，是為了與源自石油化學(xué)的原料物質(zhì)區(qū)分開而使用的術(shù)語。優(yōu)選使用濃鹽酸(35％以上，約12M)或?qū)⑵溆盟♂尩南←}酸作為所述酸催化劑。O-酰基高絲氨酸與鹽酸的使用量的摩爾比優(yōu)選為1:1～15。反應(yīng)條件優(yōu)選為在40～60℃下，反應(yīng)1～3小時(shí)，或者以回流反應(yīng)的方式反應(yīng)1～3小時(shí)。通過本發(fā)明的制備方法生成的高絲氨酸內(nèi)酯，之后可以通過脫氨基化反應(yīng)而制備γ-丁內(nèi)酯，該γ-丁內(nèi)酯之后可以用作制備四氫呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等工業(yè)上非常有用的各種物質(zhì)的制備原料。并且，本發(fā)明的特征為，制備出所述高絲氨酸內(nèi)酯與作為副產(chǎn)物的源自生物的有機(jī)酸。所述有機(jī)酸包括乙酸(aceticacid)和琥珀酸(succinicacid)。更詳細(xì)地，本發(fā)明的特征為，利用O-乙?；?L-高絲氨酸作為O-酰基高絲氨酸的情況下，制備出高絲氨酸內(nèi)酯與作為副產(chǎn)物的乙酸，利用O-琥珀?；?L-高絲氨酸作為O-?；呓z氨酸的情況下，制備出高絲氨酸內(nèi)酯與作為副產(chǎn)物的琥珀酸。通過本發(fā)明的制備方法生成的乙酸，之后可以用作工業(yè)上非常有用的各種物質(zhì)的制備原料，其可以通過本領(lǐng)域已經(jīng)公知的方法，通過氫化反應(yīng)制備成乙醇，該乙醇經(jīng)過脫水可以制備成乙烯、單乙二醇、乙酸乙酯、二乙基醚、氯仿、碘仿、乙酸、乙醛、氯乙烷、溴乙烷、丁二烯等。并且，乙烯可以通過本領(lǐng)域已知的聚合反應(yīng)而制備成聚乙烯等高分子。并且，通過本發(fā)明的制備方法生成的琥珀酸在催化劑下通過氫化反應(yīng)可以制備成1,4-丁二醇，該1,4-丁二醇可以用作工業(yè)上非常有用的各種物質(zhì)的制備原料，可以制備成γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等。并且，通過本發(fā)明的制備方法生成的琥珀酸與1,4-丁二醇通過共聚可以制備成作為生物降解性高分子的聚丁二酸丁二醇酯。按照上述方法制備的源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯還可以通過脫氨基化反應(yīng)而制備成γ-丁內(nèi)酯，該γ-丁內(nèi)酯之后還可以用作四氫呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等工業(yè)上非常有用的各種物質(zhì)的制備原料。并且，本發(fā)明涉及一種γ-丁內(nèi)酯的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-酰基高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸的步驟；以及通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)由所述高絲氨酸內(nèi)酯制備γ-丁內(nèi)酯的步驟。由源自微生物的O-酰基高絲氨酸來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及有機(jī)酸的方法與上述記載的內(nèi)容相同，可以在酸催化劑下通過水解反應(yīng)來制備高絲氨酸內(nèi)酯。之后，高絲氨酸內(nèi)酯首先可以通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)來制備成γ-丁內(nèi)酯。所述金屬催化劑可以將選自鈀(Pd)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈷(Co)中的一種以上負(fù)載到碳(C)或二氧化硅上并加以使用。此時(shí)，反應(yīng)條件優(yōu)選為100～500℃，氫氣的壓力適合為10～100巴(bar)。反應(yīng)后，回收金屬催化劑用于下一反應(yīng)，濃縮濾液，并通過精制過程而獲得γ-丁內(nèi)酯。上述制備的γ-丁內(nèi)酯為具有204℃的高沸點(diǎn)的物質(zhì)，不僅可以作為合成吡咯烷酮或N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮的中間體使用，上述制備的γ-丁內(nèi)酯還是在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、染料、顏料、香料、化妝品、石油化學(xué)、電子工業(yè)領(lǐng)域中多樣地使用的重要的原料之一，可以作為芳香化合物、除銹劑、二次電池的電解質(zhì)溶劑、醫(yī)藥品或農(nóng)藥品的中間體使用。并且，本發(fā)明涉及一種四氫呋喃的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸的步驟；由所述高絲氨酸內(nèi)酯通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)進(jìn)行脫氨基化來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟；以及在溴化銦催化劑下，由所述γ-丁內(nèi)酯通過硅烷化合物的醚化反應(yīng)來制備四氫呋喃的步驟。由源自微生物的O-?；呓z氨酸制備γ-丁內(nèi)酯的方法為止與上述記載的方法相同。之后，將γ-丁內(nèi)酯溶解于溶劑中后，在溴化銦催化劑下，使用硅烷化合物還原劑，在60～80℃下進(jìn)行醚化反應(yīng)，從而制備四氫呋喃。所述溶劑可以使用三氯甲烷(trichloromethane)、苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙腈(acetonitrile)等。所述硅烷化合物如下述化學(xué)式1所示，R1、R2或R3選自相同或不同的官能團(tuán)或原子。<化學(xué)式1>優(yōu)選的官能團(tuán)或原子可以列舉如氫原子、鹵原子、氨基、烷基、環(huán)烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基氨基、芳基、芳基氨基、乙烯基、甲硅烷氧基、有機(jī)甲硅烷氧基、有機(jī)甲硅烷基、雜環(huán)基。在烷基、環(huán)烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基氨基、芳基、芳基氨基、乙烯基、甲硅烷氧基、有機(jī)甲硅烷氧基、有機(jī)甲硅烷基、雜環(huán)基本。對(duì)于烷基、環(huán)烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基氨基、芳基、芳基氨基、乙烯基、甲硅烷氧基、有機(jī)甲硅烷氧基、有機(jī)甲硅烷基，對(duì)碳原子數(shù)沒有限制，但一般碳原子數(shù)為1～18。并且，其也可以是直鏈形、支鏈形或環(huán)形結(jié)構(gòu)，但優(yōu)選地，R1、R2或R3中的至少一個(gè)是碳原子數(shù)為1～4的烷基。并且，在所述化學(xué)式1中，R1、R2或R3優(yōu)選為相同或不同的R或XR(R為碳原子數(shù)為1～4的烷基或芳基，X為雜原子)。對(duì)于所述γ-丁內(nèi)酯，溴化銦催化劑的使用量為2～100質(zhì)量％，優(yōu)選使用5～10質(zhì)量％，硅烷化合物的使用量為γ-丁內(nèi)酯的3～5倍，優(yōu)選使用3.4～4.0倍。并且，就溴化銦和硅烷的比例而言，對(duì)于100mol的硅烷使用1～2mol的溴化銦。反應(yīng)溫度優(yōu)選為60～80℃。反應(yīng)結(jié)束后，用二氯甲烷(15mL)提取水相，在無水Na2SO4中進(jìn)行干燥，并在減壓條件下蒸發(fā)。通過快速柱色譜法(SiO2/己烷：AcOEt＝99：1)對(duì)粗產(chǎn)物(crudeproduct)進(jìn)行精制，從而獲得四氫呋喃。并且，本發(fā)明涉及一種2-吡咯烷酮的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的有機(jī)酸的步驟；由所述高絲氨酸內(nèi)酯通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟；以及在氨水溶液的存在下，在高溫高壓下，由所述γ-丁內(nèi)酯制備2-吡咯烷酮的步驟。由源自微生物的O-酰基高絲氨酸制備γ-丁內(nèi)酯的方法與上述記載的方法相同。之后，將γ-丁內(nèi)酯混合到氨水溶液中后，利用高溫高壓反應(yīng)器在200～375℃下，40～100巴下反應(yīng)1～2小時(shí)左右，從而制備2-吡咯烷酮。γ-丁內(nèi)酯和氨的摩爾數(shù)比優(yōu)選為為1：0.5～1：1.5。即使使用的γ-丁內(nèi)酯的摩爾數(shù)為上述比例以上，2-吡咯烷酮的生成量也不會(huì)增加，反而會(huì)生成其它副產(chǎn)物，因此優(yōu)選在上述比例范圍內(nèi)使用。所述γ-丁內(nèi)酯可以以無水物的形態(tài)與氨水溶液混合，也可以將其溶于水而制成γ-丁內(nèi)酯溶液后再進(jìn)行使用。反應(yīng)溫度優(yōu)選為200～375℃，當(dāng)反應(yīng)溫度為200℃以下時(shí)，反應(yīng)速度過慢，當(dāng)反應(yīng)溫度為375℃以上時(shí)，生成的2-吡咯烷酮以外的不純物的濃度會(huì)增加，因此優(yōu)選在上述溫度范圍內(nèi)。壓力范圍優(yōu)選在40～100巴范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為10分鐘至3小時(shí)，更有選為1～2小時(shí)。并且，為了降低以4-羥基丁酰胺(4-hydroxybutyamide)作為中間體的副產(chǎn)物的生成，在工序過程中，氨水溶液優(yōu)選以逐漸添加的方式添加，因此，也可以通過分批(batch)方式制備，但也可以通過連續(xù)工序(continuousprocess)制備。反應(yīng)結(jié)束后去除水，用氯仿提取，用硫酸鎂干燥有機(jī)層。過濾出硫酸鎂，對(duì)濾液進(jìn)行濃縮，從而獲得2-吡咯烷酮。并且，本發(fā)明提供一種N-甲基-2-吡咯烷酮的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的有機(jī)酸的步驟；由所述高絲氨酸內(nèi)酯通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟；以及在液相的甲基胺存在下，由所述γ-丁內(nèi)酯來制備N-甲基-吡咯烷酮的步驟。由O-?；呓z氨酸制備γ-丁內(nèi)酯的方法與上述記載的方法相同。之后，通過將所述γ-丁內(nèi)酯和液相的甲基胺混合，然后在高溫下進(jìn)行反應(yīng)來可以制備N-甲基-2-吡咯烷酮。所述γ-丁內(nèi)酯和甲基胺的摩爾比優(yōu)選為1：1～3(γ-丁內(nèi)酯：甲基胺)。在上述反應(yīng)中，可以使用微波反應(yīng)器、帕爾反應(yīng)器、高溫高壓反應(yīng)器等反應(yīng)器。反應(yīng)條件可以根據(jù)所使用的反應(yīng)器而不同，在利用微波反應(yīng)器的情況下，在180～220℃，常壓下反應(yīng)15分鐘～1小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)約30分鐘左右，在利用帕爾反應(yīng)器的情況下，在200～240℃，10～20巴下反應(yīng)3～5小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)約4小時(shí)左右，在利用高溫高壓反應(yīng)器的情況下，在250～300℃，50～55巴下，反應(yīng)30分鐘～2小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)約1小時(shí)左右。反應(yīng)結(jié)束后去除水，用氯仿提取，用硫酸鎂干燥有機(jī)層。過濾出硫酸鎂，對(duì)濾液進(jìn)行濃縮，從而獲得N-甲基-2-吡咯烷酮。本發(fā)明提供一種N-乙烯基-2-吡咯烷酮的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的有機(jī)酸的步驟；由所述高絲氨酸內(nèi)酯通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟；前段反應(yīng)即在液相的乙醇胺存在下，由所述γ-丁內(nèi)酯通過脫水反應(yīng)來制備N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮的；以及后段反應(yīng)即在含有堿金屬或堿土金屬及硅的氧化物催化劑存在下，由所述N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮通過脫水反應(yīng)來制備N-乙烯基-2-吡咯烷酮的步驟。由源自微生物的O-?；呓z氨酸制備γ-丁內(nèi)酯的方法與上述記載的方法相同。之后，將所述γ-丁內(nèi)酯與乙醇胺在液相中通過脫水反應(yīng)(前段反應(yīng))來制備N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮，之后，利用含有堿金屬或堿土金屬及硅的氧化物催化劑在氣相中通過脫水反應(yīng)(后段反應(yīng))來制備N-乙烯基-2-吡咯烷酮。對(duì)所述前段反應(yīng)具體說明如下。所述前段反應(yīng)是指，在容器內(nèi)被氮?dú)庵脫Q的高壓釜(autoclave)中，在室溫下加入乙醇胺和水并攪拌，同時(shí)添加γ-丁內(nèi)酯，然后用氮?dú)饧訅褐?5～35個(gè)大氣壓，然后升溫至200～250℃，并約反應(yīng)2小時(shí)。通過前段反應(yīng)由γ-丁內(nèi)酯制備N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮溶液。之后，對(duì)前段反應(yīng)的反應(yīng)液，即對(duì)含有N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮的溶液進(jìn)行蒸餾精制，從而獲得N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮。對(duì)所述后段反應(yīng)具體說明如下。首先，將用于后段反應(yīng)的催化劑碳酸銫溶于水中，在90℃下進(jìn)行加熱攪拌，同時(shí)加入氧化硅并進(jìn)行加熱濃縮，然后，在空氣中，于120℃干燥20小時(shí)，然后將獲得的固體破碎成9～16目，在空氣中，于500℃下煅燒2小時(shí)，從而制備具有Cs1Si10的組成(除氧以外)的催化劑。之后，將所述催化劑填充到內(nèi)經(jīng)為15mm的不銹鋼反應(yīng)管中，并將該反應(yīng)管放置于高溫(約360℃)的反應(yīng)管中。在該反應(yīng)管中，供給將N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮用氮?dú)庀♂尩脑蠚怏w，使其在常壓下反應(yīng)。其中N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮的空速為200hr-1。反應(yīng)開始1小時(shí)后，將反應(yīng)器出口的氣體用甲醇捕集，并通過氣相色譜獲得N-乙烯基-2-吡咯烷酮。就所述催化劑而言，也可以選擇性地使用下述化學(xué)式2所示的氧化物。<化學(xué)式2>MaSibXcOd在化學(xué)式2中，M為選自堿金屬及堿土金屬元素中的1種以上的元素，Si為硅，X為選自B、Al及P中的1種以上的元素，O表示氧。并且，就字母a、b和c而言，當(dāng)a＝1時(shí)，b＝1～500，c＝0～1，并且d由a、b及c值及各種組成元素的結(jié)合狀態(tài)所決定。相對(duì)于所述堿金屬及/或堿土金屬元素的硅的比例根據(jù)堿金屬及/或堿土金屬的種類而不同，在通常情況下，原子比為1～500倍的范圍，優(yōu)選為5～200倍的范圍。并且，根據(jù)需要所添加的選自B、Al及P中的1種以上的元素X的對(duì)于堿金屬及/堿土金屬元素的比例根據(jù)堿金屬及/堿土金屬的種類而不同，但通常原子比優(yōu)選為0～1。并且，本發(fā)明提供一種1,4-丁二醇的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的有機(jī)酸的步驟；由所述高絲氨酸內(nèi)酯通過利用金屬催化劑和氫氣的加氫脫氮反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟；以及由所述γ-丁內(nèi)酯制備1,4-丁二醇的步驟。由O-?；呓z氨酸制備γ-丁內(nèi)酯的方法與上述記載的方法相同。之后，利用0.25mol％的釕(Ru)催化劑和1mol％的咪唑配體，在四氫呋喃(THF)溶劑，100℃條件下，通過氫氣(50巴)注入反應(yīng)來由γ-丁內(nèi)酯制備1,4-丁二醇。1,4-丁二醇為每年占有40億美元的世界市場(chǎng)規(guī)模的高分子中間體及工業(yè)溶劑。其為氨綸的生產(chǎn)原料聚四亞甲基醚乙二醇的制備原料，與單體二異氰酸酯反應(yīng)可以生成聚氨酯樹脂，也用于制備作為工程塑料的制備原料的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，還可以作為用于制備γ-丁內(nèi)酯及作為主要溶劑的四氫呋喃的中間體使用。并且，本發(fā)明提供一種乙醇的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步驟；以及在含有第一金屬、硅質(zhì)支撐體及一種以上的支撐體改性體的催化劑的存在下，由所述乙酸通過氫化反應(yīng)來制備乙醇的步驟。由源自微生物的O-乙酰基-L-高絲氨酸制備高絲氨酸內(nèi)酯和源自生物的乙酸的步驟為止與上述記載的方法相同。之后，在催化劑下，由乙酸通過氫化反應(yīng)來制備乙醇。所述催化劑包括第一金屬、硅質(zhì)支撐體及一種以上的支撐體改性體。所述第一金屬可以選自鉑、銅、鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑、鈦、鋅、鉻、錸、鉬和鎢，以催化劑總重量為基準(zhǔn)，其使用量?jī)?yōu)選為0.1～25重量％。所述硅質(zhì)支撐體可以選自二氧化硅、硅鋁、偏硅酸鈣，以催化劑總重量為基準(zhǔn)，其使用量?jī)?yōu)選為25重量％～99重量％。硅質(zhì)支撐體的表面積優(yōu)選為50m2/g～600m2/g。所述支撐體改性體可以選自鈉、鉀、鎂、鈣、鈧，釔和鋅的氧化物以及硅酸鹽，優(yōu)選為CaSiO3，以催化劑總重量為基準(zhǔn)，其使用量可以為0.1重量％～50重量％。所述催化劑中可以進(jìn)一步包含與第一金屬不同的第二金屬，第二金屬可以選自銅，鉬，錫，鉻，鐵，鈷，釩，鎢，鈀，鉑，鑭，鈰，錳，釕，錸，金及鎳。當(dāng)還包含第二金屬時(shí)，以催化劑的總重量為基準(zhǔn)，所述第一金屬和第二金屬的使用量分別優(yōu)選為0.1～10重量％。氫化反應(yīng)條件為在125℃～350℃，10KPa～3000KPa的壓力下，將氫氣和乙酸以氣相每氣體時(shí)間500hr-1以上的空速(GHSV)供給到反應(yīng)器中。氫氣和乙酸的供給比例優(yōu)選為大于2：1。在如上所述的催化劑下，通過乙酸的氫化反應(yīng)來制備乙醇。這樣制備的乙醇可以通過公知的制備乙烯的方法來制備出乙烯，所述公知方法為用濃硫酸脫水或以活性氧化鋁作為催化劑并利用氣體相脫水等制備出乙烯，并且，還可以制備成單乙二醇、乙酸乙酯、二乙醚、氯仿、碘仿、乙酸、乙醛、氯乙烷、溴乙烷、丁二烯等。并且，可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的聚合反應(yīng)來制備成聚乙烯等高分子。并且，本發(fā)明提供一種乙烯的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步驟；在含有第一金屬、硅質(zhì)支撐體及一種以上的支撐體改性體的催化劑的存在下，由所述乙酸通過氫化反應(yīng)來制備乙醇的步驟；在沸石(ZSM-5)催化劑的存在下，由所述乙醇通過脫水反應(yīng)來制備乙烯的步驟。由源自微生物的O-乙?；?L-高絲氨酸制備乙醇的步驟為止與上述記載的方法相同。之后，在催化劑下，由乙醇通過脫水反應(yīng)來制備乙烯。所述催化劑優(yōu)選為沸石(ZSM-5)催化劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，將乙醇放入固定床石英反應(yīng)器中，于550℃條件下進(jìn)行反應(yīng)，從而制備乙烯氣體。并且，本發(fā)明提供一種聚乙烯的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步驟；在含有第一金屬、硅質(zhì)支撐體及一種以上的支撐體改性體的催化劑的存在下，由所述乙酸通過氫化反應(yīng)來制備乙醇的步驟；在沸石催化劑的存在下，由所述乙醇通過脫水反應(yīng)來制備乙烯的步驟；在齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑的存在下，由所述乙烯通過聚合反應(yīng)來制備聚乙烯的步驟。由源自微生物的O-乙?；?L-高絲氨酸制備乙烯的步驟為止與上述記載的方法相同。之后，在齊格勒-納塔催化劑下，由乙烯制備聚乙烯。本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，使所述乙烯氣體在齊格勒-納塔催化劑和100psi的氮?dú)猓?0℃下反應(yīng)20分鐘，從而制備了聚乙烯。并且，本發(fā)明提供一種單乙二醇的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-乙?；?L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步驟；在含有第一金屬、硅質(zhì)支撐體及一種以上的支撐體改性體的催化劑的存在下，由所述乙酸通過氫化反應(yīng)來制備乙醇的步驟；在Na2PtCl4、Na2PtCl6催化劑的存在下，由所述乙醇制備單乙二醇的步驟。由源自微生物的O-乙?；?L-高絲氨酸制備乙烯的步驟為止與上述記載的方法相同。之后，在催化劑下由乙醇制備單乙二醇。所述催化劑優(yōu)選使用Na2PtCl4、Na2PtCl6催化劑。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，使乙醇與Na2PtCl4或Na2PtCl6催化劑反應(yīng)來制備單乙二醇。并且，本發(fā)明涉及一種1,4-丁二醇的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-琥珀?；?L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的琥珀酸的步驟；在碳載體上的金屬催化劑存在下，由所述琥珀酸通過氫化反應(yīng)來制備1,4-丁二醇的步驟。由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高絲氨酸制備高絲氨酸內(nèi)酯和源自生物的琥珀酸的步驟為止與上述記載的方法相同。之后，將所述制備的琥珀酸利用碳支撐體上的包含鈀、銀及錸金屬的催化劑通過氫化反應(yīng)來制備1,4-丁二醇。就所述催化劑而言，在鉑(Pt)、鈀(Pd)及釕(Ru)的供給源中浸漬碳支撐體，然后在150℃以下進(jìn)行干燥，然后從浸漬的碳支撐體去除溶劑，然后將上述干燥的浸漬的碳支撐體在還原條件(reducingcondition)下加熱到100℃～350℃，則在催化劑內(nèi)會(huì)存在具有平均10nm以下的粒徑大小的結(jié)晶化形態(tài)的鈀。鈀化合物、銀化合物、錸的供給源中的至少一種為溶液。所述碳支撐體具有至少200m2/g的BET表面積，優(yōu)選具有500～1500m2/g的BET表面積。所述催化劑的組成包含0.1～20重量％的鈀，優(yōu)選為2～8重量％；0.1～20重量％的銀，優(yōu)選為1～8重量％；0.1～20重量％的錸，優(yōu)選為1～10重量％。對(duì)于銀的鈀的比例為10:1-1:10。所述鈀化合物溶液是指包含適當(dāng)量的鈀化合物的液相溶液，其中所述鈀化合物用于制備包含所需量的鈀的催化劑。所述鈀化合物可以為諸如硝酸鈀或氯化物、碳酸酯、羧酸酯、乙酸酯、乙酰丙酮化物或胺等鈀化合物。所述銀化合物溶液是指包含適當(dāng)量的銀化合物的液相溶液，其中所述銀化合物用于制備包含所需量的銀的催化劑。由于所述鈀化合物和銀化合物會(huì)因熱而分解，因此應(yīng)為能夠被金屬還原。所述錸化合物溶液是指包含適當(dāng)量的錸化合物的液相溶液，其中所述錸化合物用于制備包含所需量的錸的催化劑。所述錸化合物包括高錸酸(perrhenicacid)、高錸酸銨(ammoniumperrhenate)或堿金屬高錸酸鹽(alkalimetalperrhenate)。為了所述還原條件，可以使用使催化劑接觸氫氣或氫氣和氮?dú)獾幕旌衔锏姆椒?，以使催化劑容易還原。在如上所述的方法制備的催化劑的存在下，使琥珀酸和包含氫氣的氣體進(jìn)行氫化反應(yīng)，然后通過蒸餾進(jìn)行精制來制備1,4-丁二醇。所述氫化反應(yīng)通過以下方式來完成：在50℃～350℃下，以2～400atm的氫氣壓力，并使氫氣和琥珀酸以5：1～1000：1的比例接觸0.1分鐘～20小時(shí)左右。通過所述氫化反應(yīng)除了可以制備1,4-丁二醇之外，還可以制備四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯、正丁醇、正丁酸、正丙醇等及它們的混合物，1,4-丁二醇和四氫呋喃以外的副產(chǎn)物的量非常少。所述混合物中分離1,4-丁二醇可以通過分餾(fractionaldistillation)的方式實(shí)施，被分離的1,4-丁二醇的最大的選擇率為73.6％。并且，在碳支撐體上包含鈀(Pd)、銀(Ag)、錸(Re)金屬的催化劑的存在下，由所述琥珀酸通過氫化反應(yīng)(hydrogenation)制備1,4-丁二醇的步驟中，同時(shí)能夠制備作為副產(chǎn)物的四氫呋喃。并且，本發(fā)明涉及一種γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-琥珀?；?L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的琥珀酸的步驟；在商用MCM-41支撐體上包含鉑、鈀、釕金屬的催化劑下，由所述琥珀酸通過氫化反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃的步驟。由源自微生物的O-琥珀?；?L-高絲氨酸制備高絲氨酸內(nèi)酯和源自生物的琥珀酸的步驟為止與上述記載的方法相同。之后，在商用MCM-41支撐體上包含鉑、鈀、釕金屬的各個(gè)催化劑下，由所述制備的琥珀酸通過氫化反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃。所述催化劑通過以下方法來制備，即將商用MCM-41支撐體分別以濕式浸漬法分別浸漬到鉑(Pt)、鈀(Pd)或釕的前體中后，在100℃下干燥24小時(shí)而制備。在還原條件下，將上述干燥的浸漬的催化劑于450℃下使氫氣流入后進(jìn)行反應(yīng)。所述碳支撐體至少具有700m2/g的BET表面積，優(yōu)選具有700～1000m2/g的BET表面積。所述催化劑的組成包含15重量％。所述各個(gè)貴金屬前體使用了四氨合硝酸鉑(Tetraammineplatinum(II)nitrate)、硝酸鈀溶液(Palladium(II)nitrate)、水合三氯化釕(Ruthenium(III)chloridehydrate)。并且，本發(fā)明涉及一種γ-丁內(nèi)酯的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的琥珀酸的步驟；在碳支撐體上包含金屬的催化劑下，由所述琥珀酸通過氫化反應(yīng)來制備1,4-丁二醇的步驟；在銅-鋅類催化劑存在下，由所述1,4-丁二醇通過脫氫反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟。由所述O-琥珀酰基-L-高絲氨酸制備1,4-丁二醇的工序?yàn)橹古c實(shí)施例9相同。之后，在銅-鋅類催化劑下，由按照上述方法制備的1,4-丁二醇通過脫水反應(yīng)而制備成γ-丁內(nèi)酯。所述銅-鋅類催化劑具體為，對(duì)由硝酸鋅、硝酸鋁、硝酸鋯及乙酸銅的混合水溶液和堿金屬氫氧化物獲得沉淀物的塑性體(催化劑前體)經(jīng)過氫氣還原形成的Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3。在所述Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3催化劑下，以氣相接觸1,4-丁二醇，并通過脫氫反應(yīng)制備γ-丁內(nèi)酯。脫氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為1,4-丁二醇能夠以氣相存在的溫度范圍，即為150～400℃為宜。脫氫反應(yīng)的反應(yīng)器為上部具備填充有陶瓷環(huán)的氣化層，下部具有催化劑層的反應(yīng)器，其上端具有運(yùn)載氣體的導(dǎo)入口和原料流入口，下端具備具有氣體排出口的反應(yīng)槽液捕集容器(冷卻)，但并不僅限定于此。通過上述制備方法制備的γ-丁內(nèi)酯的收率為97.9％。此外，本發(fā)明涉及一種四氫呋喃的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-琥珀?；?L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的琥珀酸的步驟；在碳支撐體上包含金屬的催化劑下，由所述琥珀酸通過氫化反應(yīng)來制備1,4-丁二醇的步驟；在選自無機(jī)酸、負(fù)載于氧化鋁上的鎢氧化物、鐵磷酸鹽中的一種催化劑下，由1,4-丁二醇通過脫水反應(yīng)來制備四氫呋喃的步驟。由所述O-琥珀?；?L-高絲氨酸制備1,4-丁二醇的工序?yàn)橹古c上述記載的方法相同。在選自無機(jī)酸、負(fù)載于氧化鋁上的鎢氧化物、鐵磷酸鹽中的一種催化劑下，由通過上述方法制備的1,4-丁二醇通過脫水反應(yīng)來制備四氫呋喃。所述無機(jī)酸催化劑為諸如硫酸或陽離子交換樹脂的酸催化劑。在利用無機(jī)酸催化劑的情況下，由1,4-丁二醇制備四氫呋喃的方法如下所述：在包含諸如硫酸或陽離子交換樹脂的催化劑的反應(yīng)柱中加入1,4-丁二醇，并在100～200℃的溫度及1～10kg/cm2的壓力下進(jìn)行脫水反應(yīng)，然后獲得包含水和四氫呋喃的混合物的反應(yīng)生成物，并將該反應(yīng)生成物放入提取蒸餾柱，于40～200℃的溫度及0.1～10kg/cm2的壓力下進(jìn)一步加入作為提取溶劑的1,4-丁二醇，實(shí)施連續(xù)提取蒸餾，從而制備四氫呋喃。所述負(fù)載于氧化鋁上的鎢氧化物催化劑可以通過以下方式制備：在液相改性法(liquidphasemodification)中，活性催化劑可以通過在1,4-丁二醇的存在下，選擇性地在氫氣大氣下，與諸如鎢氧化物、鎢酸(H2WO4)或氧化鋁、二氧化硅的支撐體一起化合的這些物質(zhì)中的任一種進(jìn)行加熱，并直接在該位置上制備。在鎢氧化物催化劑固定在氧化鋁或二氧化硅等上的情況下，由于實(shí)現(xiàn)上升的活化效果，因此，以10％鎢氧化物及90％的鋁氧化物的組合物制備的催化劑實(shí)際上比源自鎢氧化物本身的活性更高。在利用負(fù)載于氧化鋁上的鎢氧化物催化劑的情況下，在管形反應(yīng)器中，填充由10％的WO3及90％的Al2O3構(gòu)成的1/8英寸的162g(70ml)小球的哈肖(Harshaw)鎢催化劑WO0801，然后以每分鐘70ml的氫氣流下在250℃下加熱反應(yīng)床，然后使1,4-丁二醇以每小時(shí)36ml的速度流入鍋爐內(nèi)，待到達(dá)正常狀態(tài)時(shí)，由僅以1：1的比例包含水和四氫呋喃的濃縮的溶出液制備四氫呋喃。所述鐵磷酸鹽催化劑通過以下方法制備：在1M的硝酸鐵溶液中添加磷酸或磷酸銨，以使Fe：P的比例為1～1.5，并在90℃下攪拌2小時(shí)后，在干燥器中進(jìn)行干燥24小時(shí)而制備。鐵磷酸鹽可以單獨(dú)使用，也可以負(fù)載到氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、沸石及活性炭等載體上后使用。優(yōu)選地，在使用鐵磷酸鹽催化劑之前，可以通過在氫氣或氮?dú)?、氦氣、氬氣等不活潑氣體下用200～400℃的溫度進(jìn)行預(yù)處理來增加催化劑活性。在使用鐵磷酸鹽催化劑的情況下，四氫呋喃的制備方法如下所述：將鐵磷酸鹽催化劑填充到管形反應(yīng)器中，然后以相對(duì)于1,4-丁二醇的重量為0.1～20重量％的鐵磷酸鹽催化劑和1,4-丁二醇填充到液相反應(yīng)器中后，以150～300℃的反應(yīng)溫度反應(yīng)約1小時(shí)左右，從而制備四氫呋喃。并且，本發(fā)明提供一種N-甲基-2-吡咯烷酮的制備方法，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-琥珀?；?L-高絲氨酸通過水解反應(yīng)來制備源自生物的高絲氨酸內(nèi)酯及源自生物的琥珀酸的步驟；在碳支撐體上包含金屬的催化劑存在下，由所述琥珀酸通過氫化反應(yīng)制備1,4-丁二醇的步驟；在銅-鋅類催化劑存在下，由所述1,4-丁二醇通過脫氫反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯的步驟；添加液態(tài)的甲胺由所述γ-丁內(nèi)酯通過脫水反應(yīng)來制備N-甲基-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolione)的步驟。所述O-?；呓z氨酸的特征為，其為O-琥珀?；?L-高絲氨酸。由所述源自微生物的O-琥珀?；?L-高絲氨酸制備γ-丁內(nèi)酯的步驟為止，與上述記載的方法相同。由所述制備的γ-丁內(nèi)酯制備N-甲基-2-吡咯烷酮的工序與上述第5實(shí)施例的方法相同，因此，可以將γ-丁內(nèi)酯和液相的甲基胺混合后，在高溫下進(jìn)行反應(yīng)來制備N-甲基-2-吡咯烷酮。下面，將通過具體實(shí)施例來更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但下述實(shí)施例僅是為了例示本發(fā)明而提出的，本發(fā)明并不限定于下述實(shí)施例。實(shí)施例1：O-?；呓z氨酸生產(chǎn)菌株的制備1-1)metB的缺損為了使大腸桿菌(E.coli)中編碼胱硫醚合成酶的基因metB缺損，使用了FRT-一步驟PCR缺失(FRT-one-stepPCRdeletion)方法(PNAS(2000)vol97:P6640-6645)，其中所述胱硫醚合成酶具有將O-琥珀酰基-L-高絲氨酸或O-乙?；?L-高絲氨酸轉(zhuǎn)換為胱硫醚或高半胱氨酸的活性。利用包含與源自大腸桿菌的metB的一部分及pKD3(PNAS(2000)vol97：P6640-6645)的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：1和SEQIDNO：2的引物，以包含氯霉素標(biāo)記的pKD3載體作為模版，進(jìn)行聚合酶鏈(PCR)反應(yīng)，從而制備metB缺失盒(deletioncassette)pKD3-△metB。此時(shí)，PCR反應(yīng)的變性(denaturation)步驟在94℃下實(shí)施30秒，退火(annealing)步驟在55℃下實(shí)施30秒，延伸(extension)步驟在72℃下實(shí)施1分鐘，并重復(fù)上述過程30次。在1.0％的瓊脂糖膠中對(duì)獲得的PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳后，由1.2kbp大小的條帶(band)純化DNA。將回收的DNA片段以2500V電穿孔轉(zhuǎn)染到事先由pKD46載體轉(zhuǎn)化的大腸桿菌(K12)W3110菌株上。此時(shí)，就事先用pKD46轉(zhuǎn)化的W3110菌株而言，利用包含有100μg/L的青霉素(ampicilin)和5mM的阿拉伯糖(l-arabinose)的LB培養(yǎng)基，于30℃下培養(yǎng)至OD600＝0.6之后，利用滅菌蒸餾水清洗2次，利用10％的甘油(glycerol)清洗1次并加以使用。將經(jīng)過電穿孔轉(zhuǎn)染的菌株涂抹到包含25μg/L的氯霉素的LB平板培養(yǎng)基上，并于37℃下培養(yǎng)一晚后，篩選出顯示出耐性的菌株。對(duì)于篩選出的菌株，以菌株為模版，利用相同的引物在相同的條件下進(jìn)行PCR處理后，觀察到在1.0％的瓊脂糖膠上的基因大小為1.2Kb，由此確認(rèn)了metB的缺損。將得到確認(rèn)的菌株再次用pCP20載體(PNAS(2000)vol97：P6640-6645)進(jìn)行轉(zhuǎn)化并在LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再次通過相同條件的PCR在1.0％的瓊脂糖膠上制作了基因大小減小為150bp的最終metB缺損菌株，并確認(rèn)了氯霉素標(biāo)記被去除，并將制作的菌株命名為W3-B。1.2)thrB的缺損希望通過使編碼高絲氨酸激酶的thrB基因缺損來增加高絲氨酸到O-琥珀?；呓z氨酸的合成量，其中所述高絲氨酸激酶具有將高絲氨酸轉(zhuǎn)換為O-磷酸高絲氨酸(O-phosphohomoserine)的活性。為了在上述制備的W3-B菌株中使thrB缺損，使用了與缺損metB時(shí)相同的FRT-一步驟PCR缺失方法。為了制備thrB缺失盒，以包含卡那霉素標(biāo)記的pKD4載體(PNAS(2000)vol97：P6640-6645)作為模版，利用包含與源自大腸桿菌的thrB的一部分及pKD4的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：3和SEQIDNO：4的引物，采用與實(shí)施例1-1類似的方法進(jìn)行PCR反應(yīng)。將獲得的PCR產(chǎn)物在1.0％的瓊脂糖膠中進(jìn)行電泳后，由1.6kbp大小的條帶(band)純化DNA。將回收的DNA片段電穿孔轉(zhuǎn)染到事先用pKD46載體轉(zhuǎn)化的W3-B菌株上。將回收的菌株涂抹到包含50μg/L的卡那霉素的LB平板培養(yǎng)基上，并于37℃下培養(yǎng)一晚后，篩選出顯示出耐性的菌株。以篩選出的菌株為模版，利用SEQIDNO：3和SEQIDNO：4的引物在相同的條件下進(jìn)行PCR處理后，通過在1.0％的瓊脂糖膠上篩選出基因大小被確認(rèn)為1.6Kb的菌株，由此確認(rèn)了thrB的缺損。將得到確認(rèn)的菌株再次用pCP20載體進(jìn)行轉(zhuǎn)化并在LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再次通過相同條件的PCR在1.0％的瓊脂糖膠上制作了基因大小減小為150bp的最終thrB缺損菌株，并確認(rèn)了卡那霉素標(biāo)記被去除，并將制作的菌株命名為W3-BT。1-3)metJ的缺損為了使用于調(diào)節(jié)metA的metJ基因缺損，采用了與缺損metB時(shí)相同的FRT-一步驟PCR缺失方法。所述metA參與O-?；呓z氨酸的合成。為了制作metJ基因缺失盒，利用包含與源自大腸桿菌的metJ的一部分及pKD3的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：5和SEQIDNO：6的引物，采用與實(shí)施例1-1類似的方法進(jìn)行PCR反應(yīng)。將獲得的PCR產(chǎn)物在1.0％的瓊脂糖膠中進(jìn)行電泳后，由1.2kbp大小的條帶純化DNA。將回收的DNA片段電穿孔轉(zhuǎn)染到事先用pKD46載體轉(zhuǎn)化的W3-BT菌株上。將回收的菌株涂抹到包含氯霉素的LB平板培養(yǎng)基上，并于37℃下培養(yǎng)一晚后，篩選出顯示出耐性的菌株。直接以篩選出的菌株為模版，利用SEQIDNO：7和SEQIDNO：8的引物在相同的條件下進(jìn)行PCR處理后，通過在1.0％的瓊脂糖膠上確認(rèn)基因大小變化為1.6Kb，由此確認(rèn)了metJ的缺損。將得到確認(rèn)的菌株再次用pCP20載體進(jìn)行轉(zhuǎn)化并在LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再次通過相同條件的PCR在1.0％的瓊脂糖膠上制作出基因大小減小為600bp的最終metJ基因缺損菌株，并確認(rèn)氯霉素標(biāo)記被去除。將制得的菌株命名為W3-BTJ。1-4-1)metA的過表達(dá)為了合成更多的O-?；呓z氨酸，想要使編碼高絲氨酸O-琥珀?；D(zhuǎn)移酶的metA過表達(dá)，其中高絲氨酸O-琥珀?；D(zhuǎn)移酶參與由高絲氨酸合成O-琥珀?；呓z氨酸。為此，以大腸桿菌W3110的染色體作為模版，利用SEQIDNO：9和SEQIDNO：10的引物實(shí)施PCR反應(yīng)，其中變性步驟在94℃下實(shí)施30秒，退火步驟在55℃下實(shí)施30秒，延伸步驟在72℃下實(shí)施2分鐘，并重復(fù)上述過程25次。將獲得的PCR產(chǎn)物在1.0％的瓊脂糖膠中進(jìn)行電泳后，由1.2kbp大小的條帶純化DNA。將回收的DNA片段與用SmaI切斷PCL1920載體而獲得的DNA片段相連接。將連接的載體轉(zhuǎn)化到大腸桿菌菌株上，并在包含50μg/L的壯觀霉素(spectinomycin)的LB平板培養(yǎng)基中培養(yǎng)后進(jìn)行篩選。將由此制備的載體命名為pMetA-CL。將上述載體轉(zhuǎn)化到W3-BTJ菌株中而制備的菌株命名為W3-BTJ/pMetA-CL，并觀察O-琥珀酰基高絲氨酸的增加。作為用于進(jìn)一步增加metA的表達(dá)的其它方法，將所述metA與PCL1920載體上的CJ1啟動(dòng)子(韓國(guó)，CJ公司，韓國(guó)授權(quán)專利第10-0620092號(hào))連接。將連接的載體轉(zhuǎn)化到大腸桿菌菌株上，并在包含50μg/L的壯觀霉素的LB平板培養(yǎng)基中培養(yǎng)后進(jìn)行篩選。將由此制備的載體命名為pCJ-MetA-CL。將上述載體轉(zhuǎn)化到W3-BTJ菌株上而制備的菌株命名為W3-BTJ/pCJ-MetA-CL，并觀察O-琥珀?；呓z氨酸的增加。作為用于進(jìn)一步增加metA的表達(dá)的其它方法,將所述metA與PCL1920載體上的CJl啟動(dòng)子(韓國(guó)，CJ公司，韓國(guó)授權(quán)專利第10-0620092號(hào))連接。將連接的載體轉(zhuǎn)化到大腸桿菌菌株上，并在包含50μg/L的壯觀霉素的LB平板培養(yǎng)基中培養(yǎng)后進(jìn)行篩選。將由此制備的載體命名為pCL-MetA-CL。將上述載體轉(zhuǎn)化到W3-BTJ菌株上而制備的菌株命名為W3-BTJ/pCJ-MetA-CL，并觀察O-琥珀?；呓z氨酸的增加。1-4-2)metX的過表達(dá)為了合成O-乙?；呓z氨酸，想要使編碼高絲氨酸O-乙?；D(zhuǎn)移酶的metX過表達(dá)，其中高絲氨酸O-乙?；D(zhuǎn)移酶參與由高絲氨酸合成O-乙酰基高絲氨酸。為此，以麥?zhǔn)香^端螺旋體(Leptospirameyeri)的染色體作為模版，利用SEQIDNO：11和SEQIDNO：12的引物采用與實(shí)施例1-4-1類似的方法實(shí)施PCR反應(yīng)。將獲得的PCR產(chǎn)物在1.0％的瓊脂糖膠中進(jìn)行電泳后，由1.1kbp大小的條帶純化DNA。將回收的DNA片段與PCL1920載體上的CJ1啟動(dòng)子相連接。將連接的載體轉(zhuǎn)化到大腸桿菌(E.coli)上，并在包含50μg/L的壯觀霉素的LB平板培養(yǎng)基中培養(yǎng)后進(jìn)行篩選。將由此制備的載體命名為pCJ1-MetX1me-CL。將上述載體轉(zhuǎn)化到W3-BTJ菌株中而制備的菌株命名為W3-BTJ/pCJ-MetXlme-CL，并觀察O-乙酰基高絲氨酸的增加。作為用于過表達(dá)metX的其它方法，以棒狀桿菌染色體為模版，并利用SEQIDNO：13和SEQIDNO：14的引物，采用與實(shí)施例1-4-1類似的方法實(shí)施PCR反應(yīng)。將獲得的PCR產(chǎn)物在1.0％的瓊脂糖膠中進(jìn)行電泳后，純化DNA。將回收的DNA片段與PCL1920載體上的CJ1啟動(dòng)子相連接。將連接的載體轉(zhuǎn)化到大腸桿菌上，并在包含50μg/L的壯觀霉素的LB平板培養(yǎng)基中培養(yǎng)后進(jìn)行篩選。將由此制備的載體命名為pCJMetXcgl-CL。將上述載體轉(zhuǎn)化到W3-BTJ菌株中而制備的菌株命名為W3-BTJ/pCJ-MetXcgl-CL，并觀察O-乙酰基高絲氨酸的增加。1-4-3)metA的缺損為了增加O-乙酰基高絲氨酸的生產(chǎn)量，使W3-BTJ菌株中編碼高絲氨酸O-琥珀酰基轉(zhuǎn)移酶的基因metA缺損。由于在僅導(dǎo)入metX的情況下，觀察到蓄積了一定量的O-琥珀?；呓z氨酸，因此，推測(cè)在使metA缺損的情況下，能夠蓄積更多量的O-乙?；呓z氨酸(參見表3)。為了使metA缺損，使用了FRT-一步驟PCR缺失法。為了制備metA缺失盒，利用包含與源自大腸桿菌的metA的一部分及pKD3的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：15和SEQIDNO：16的引物，采用與實(shí)施例1-1類似的方法實(shí)施了PCR反應(yīng)。將獲得的PCR產(chǎn)物在1.0％的瓊脂糖膠中進(jìn)行電泳后，由1.2kbp大小的條帶純化DNA。將回收的DNA片段電穿孔轉(zhuǎn)染到事先用pKD46載體轉(zhuǎn)化的W3-BTJ菌株上。將回收的菌株涂抹到包含50μg/L的氯霉素的LB平板培養(yǎng)基上，并于37℃下培養(yǎng)一晚后，篩選出顯示出耐性的菌株。直接以篩選出的菌株為模版，利用SEQIDNO：15和SEQIDNO：16的引物在相同的條件下進(jìn)行PCR處理后，通過在1.0％的瓊脂糖膠上確認(rèn)基因的大小變?yōu)?.1Kb，由此確認(rèn)了metA的缺損。將得到確認(rèn)的菌株再次用pCP20載體進(jìn)行轉(zhuǎn)化并在LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再次通過相同條件的PCR在1.0％的瓊脂糖膠上制作了基因大小減小為100bp的最終metA缺損菌株，并確認(rèn)了氯霉素標(biāo)記被去除，并將制作的菌株命名為W3-BTJA。將W3-BTJA菌株用上述PCJMetXlme-CL載體轉(zhuǎn)化而制備的菌株命名為W3-BTJA/pCJ-MetX-CL。用相同的方法培養(yǎng)上述菌株，結(jié)果為未觀察到O-琥珀酰基高絲氨酸的蓄積，并且確認(rèn)了O-乙?；呓z氨酸的生產(chǎn)量相對(duì)于W3-BTJ顯著地增加即增加了20％。1-5)L-蘇氨酸生產(chǎn)菌株的轉(zhuǎn)化利用解除了蛋氨酸需求性的L-蘇氨酸生產(chǎn)菌株大腸桿菌CJM002(保藏編號(hào)：KCCM-10568)，采用與上述1-1)至1-3)相同的方法制備了O-?；呓z氨酸生產(chǎn)菌株。制備的菌株為CJM-BTJ。進(jìn)一步地，采用與1-4-1)相同的方法，制備了CJM-BTJ/pMetA-CL(保藏編號(hào)：KCCM-10767P)及CJM-BTJ/pCJ-MetA-CL(保藏編號(hào)：KCCM10872P)。上述CJM-BTJ/pMetA-CL菌株及CJM-BTJ(pCJ-MetA-CL)菌株為O-琥珀?；呓z氨酸生產(chǎn)菌株大腸桿菌，是進(jìn)行了轉(zhuǎn)化的菌株，以使得metB缺損、thrB缺損、metJ缺損、metA過表達(dá)。而為了使metA過表達(dá)，CJM-BTJ(pCJ-MetA-CL)為通過與制備CJM-BTJ/pMetA-CL(保藏編號(hào)：KCCM-10767P)菌株的方法不同的其它方法即使用CJl啟動(dòng)子的菌株。并且，使用所述CJM-BTJ菌株通過所述1-4-2)及1-4-3)的方法制備了使metX過表達(dá)且使metA缺損的菌株，并將制備的菌株命名為CJM-BTJA(pCJ-MetX-CL)(保藏編號(hào)：KCCM10873P)。該菌株為以metB缺損、thrB缺損、metJ缺損、metX過表達(dá)、metA缺損的方式轉(zhuǎn)化的菌株，是O-乙?；?L-高絲氨酸生產(chǎn)能力得到提高的大腸桿菌。實(shí)施例2：用于生產(chǎn)O-酰基高絲氨酸的發(fā)酵為了對(duì)實(shí)施例1中制備的菌株的O-?；呓z氨酸生成量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在三角燒瓶中進(jìn)行了培養(yǎng)。生產(chǎn)培養(yǎng)基組成如下述表1所示。在含有抗生劑壯觀霉素的平板LB培養(yǎng)基中接種W3-BTJ和CJM-BTJ及用metA、metX表達(dá)載體轉(zhuǎn)化的W3-BTJ和CJM-BTJ，并于31℃下培養(yǎng)一晚后，將單一的菌落接種到包含壯觀霉素的3ml的LB培養(yǎng)基中，然后于31℃下培養(yǎng)5小時(shí)，然后在含有25ml的蛋氨酸前體生產(chǎn)培養(yǎng)基的250ml的三角燒瓶中稀釋200倍，并于31℃下，以200rpm培養(yǎng)64小時(shí)，并通過高效液相色譜法(HPLC)分析來比較了O-?；呓z氨酸的生產(chǎn)量(表2及表3)。其結(jié)果為，可以知道在使用解除了蛋氨酸需求性的蘇氨酸生產(chǎn)菌株而制備的生產(chǎn)菌株的生產(chǎn)量顯著增加。表1O-?；呓z氨酸生產(chǎn)燒瓶培養(yǎng)基的組成組成濃度(每公升)葡萄糖40g硫酸銨17gKH2PO41.0gMgSO4·7H2O0.5gFeSO4·7H2O5mgMnSO4·8H2O5mgZnSO45mg碳酸鈣30g酵母提取物2g蛋氨酸0.15g蘇氨酸0.15g表2通過燒瓶培養(yǎng)的O-琥珀酰基-L-高絲氨酸的生產(chǎn)表3通過燒瓶培養(yǎng)的O-乙?；?L-高絲氨酸的生產(chǎn)為了大量生產(chǎn)上述O-酰基高絲氨酸，在5L發(fā)酵槽中實(shí)施了培養(yǎng)。生產(chǎn)發(fā)酵槽培養(yǎng)基組成如下述表4所示。在含有抗生劑壯觀霉素的平板LB培養(yǎng)基中接種上述O-琥珀?；?L高絲氨酸生產(chǎn)菌株CJM-BTJ/pCJ-MetA-CL(保藏編號(hào)：KCCM10872P)或O-乙?；?L-高絲氨酸生產(chǎn)菌株CJM-BTJA/pCJ-MetX-CL(保藏編號(hào)：KCCM10873P)，并于31℃下培養(yǎng)一夜。之后，將單一菌落接種到包含壯觀霉素的10ml的LB培養(yǎng)基中，并于31℃下培養(yǎng)5小時(shí)，再次在包含200ml的O-?；呓z氨酸種子(Seed)培養(yǎng)基的1000ml的三角燒瓶中稀釋100倍，并于31℃，200rpm下培養(yǎng)3～10小時(shí)后，接種到5L的發(fā)酵槽中，通過分批培養(yǎng)(Fedbatch)式培養(yǎng)發(fā)酵法培養(yǎng)50～100小時(shí)。用HPLC來分析這樣培養(yǎng)的發(fā)酵液中的O-酰基高絲氨酸的結(jié)果如表5所示。表4O-酰基高絲氨酸生產(chǎn)發(fā)酵槽培養(yǎng)基的組成表5發(fā)酵槽中的O-?；呓z氨酸的生產(chǎn)實(shí)施例3：由O-酰基高絲氨酸合成高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactonehydrochloride)和有機(jī)酸利用實(shí)施例2中的通過微生物生產(chǎn)的O-?；呓z氨酸，具體利用O-乙?；?L-高絲氨酸和O-琥珀?；?L-高絲氨酸來進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。3-1)由O-乙酰基-L-高絲氨酸合成高絲氨酸內(nèi)酯(homoserinelactone)和乙酸①將2g(12.4mmol)的O-乙?；?L-高絲氨酸完全溶解到10ml(120mmol，9.7當(dāng)量(equiv).)的濃鹽酸，然后在50℃下反應(yīng)2小時(shí)，然后去除鹽酸，由此獲得純度為99％的1.7g(12.3mmol)高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61～2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)②此外，將2g(12.4mmol)的O-乙?；?L-高絲氨酸完全溶解于與10ml的水混合的1.13ml(13.6mmol，9.7當(dāng)量(equiv).)(1.24M)的濃鹽酸中，然后通過回流反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，然后去除鹽酸，由此獲得純度為99％的1.7g(12.3mmol)的高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61～2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)③將10g(62.1mmol)的O-乙?；?L-高絲氨酸完全溶解于50ml(1.24M)的水和5.7ml(68.3mmol，1.1當(dāng)量(equiv).)的濃鹽酸中，然后以回流反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，然后去除溶劑，由此能夠獲得純度為99％的8.5g(61.8mmol)的高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61-2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)3-2)由O-琥珀?；?L-高絲氨酸合成高絲氨酸內(nèi)酯和琥珀酸將2g(9.12mmol)的O-琥珀?；?L-高絲氨酸完全溶解于10ml(120mmol，13.2當(dāng)量(equiv).)的濃鹽酸中，然后在50℃下反應(yīng)2小時(shí)后，在室溫下冷卻3小時(shí)。過濾沉淀的固體，由此能夠獲得純度為65％的0.7g(5.9mmol)的琥珀酸(succinicacid，SA)結(jié)晶。對(duì)過濾的濾液濃縮，并用無水乙醇結(jié)晶化后能夠獲得純度為95％的1.2g(8.72mmol)的高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽(homoserinelactonehydrochloride)。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61～2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)：高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)：高絲氨酸內(nèi)酯鹽酸鹽1HNMR(300MHz，D2O)δ2.47(4H，s)：琥珀酸實(shí)施例4：由高絲氨酸內(nèi)酯合成γ-丁內(nèi)酯將通過實(shí)施例3獲得的高絲氨酸內(nèi)酯放入反應(yīng)器中，利用將用C或二氧化硅等來負(fù)載Pd、Pt、Ni、Co金屬的催化劑和10～100巴的氫氣以100℃～500℃實(shí)施加氫脫氮反應(yīng)，從而獲得γ-丁內(nèi)酯。實(shí)施例5：由γ-丁內(nèi)酯合成四氫呋喃利用實(shí)施例4中獲得γ-丁內(nèi)酯，將其溶解到溶劑中，然后在溴化銦催化劑下，使用硅烷化合物還原劑，并于60℃～80℃下進(jìn)行醚化反應(yīng)，從而制備四氫呋喃。就1HNMR光譜而言，通過內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)即使用四甲基硅烷，在500MHz下進(jìn)行測(cè)定。就NMR光譜而言，通過內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)即使用氯仿(77.0ppm)的中心峰，并于125MHz下進(jìn)行測(cè)定。高分辨率質(zhì)譜分析是以NBA(3-硝基芐醇)作為基質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定。在氮?dú)夥諊?，?.6ml的裝在帶有螺旋蓋的小瓶容器中的蒸餾氯仿溶液中連續(xù)添加γ-丁內(nèi)酯(0.6mmol)、InBr3(10.6mg，0.0300mmol)及三乙基硅烷(380μl，2.40mmol)，并用具有聚四氟乙烯(PTFE)膜的蓋子密封小瓶容器。在60℃下對(duì)反應(yīng)混合物繼續(xù)攪拌時(shí)，溶液由無色變?yōu)辄S色，并從黃色變?yōu)槌壬?。作為起始物質(zhì)的γ-丁內(nèi)酯消耗完為止，通過氣象色譜分析來監(jiān)視反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入3ml的水，連續(xù)攪拌，直至橙色的懸浮液的顏色消失。用二氯甲烷(15mL)提取水相，在無水Na2SO4中進(jìn)行干燥，并在減壓調(diào)節(jié)下進(jìn)行蒸發(fā)。粗產(chǎn)物用快速柱色譜法(SiO2/己烷：AcOEt＝99:1)進(jìn)行精制，從而合成四氫呋喃。實(shí)施例6：由γ-丁內(nèi)酯合成2-吡咯烷酮利用通過實(shí)施例4獲得的γ-丁內(nèi)酯，并利用高溫高壓反應(yīng)器來合成2-吡咯烷酮。在高溫高壓反應(yīng)器容器中加入6.45g(75mmol)的γ-丁內(nèi)酯和10.9g(1.1當(dāng)量(equiv)，82.5mmol，12ml)的26.5％水溶液相的當(dāng)量(equiv)NH4OH，并填滿250ml(0.3M)的水后，在270℃下反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)時(shí)的壓力為53巴。反應(yīng)后在TLC上未觀察到作為起始物質(zhì)的γ-丁內(nèi)酯，確認(rèn)到生成了新的斑點(diǎn)(spot)。去除水，并用CHCl3進(jìn)行提取后，用MgSO4來干燥有機(jī)層。過濾MgSO4后，對(duì)濾液進(jìn)行濃縮并加以進(jìn)行NMR確認(rèn)，結(jié)果為可知生成了6g(70.5mmol，94％)的2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ6.61(1H，brs)，3.39(2H，t，J＝4.2Hz)，2.28(2H，t，J＝5.6Hz)，2.15～2.02(2H，m)實(shí)施例7：由γ-丁內(nèi)酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮利用實(shí)施例4中獲得的γ-丁內(nèi)酯在多種反應(yīng)條件下合成N-甲基-2-吡咯烷酮。7.1)利用微波反應(yīng)器由γ-丁內(nèi)酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮在微波反應(yīng)器中，在水溶劑下，使γ-丁內(nèi)酯和甲基胺于高溫下進(jìn)行反應(yīng)，從而能夠得到N-甲基-2-吡咯烷酮。在5ml的微波反應(yīng)器容器中，加入0.2g(2.23mmol)的γ-丁內(nèi)酯和0.36g(2.0當(dāng)量(equiv)，4.64mmol)40％水溶液相當(dāng)量(equiv)甲基胺，裝滿5ml(0.46M)的水后，用微波反應(yīng)器在200℃下反應(yīng)30分鐘。反應(yīng)后，在TLC上未觀察到作為起始物質(zhì)的γ-丁內(nèi)酯，確認(rèn)到生成了新的斑點(diǎn)。粗(Crude)NMR確認(rèn)結(jié)果可知，以80％的收率生成了N-甲基-2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)7.2)利用帕爾反應(yīng)器由γ-丁內(nèi)酯來合成N-甲基-2-吡咯烷酮A在帕爾反應(yīng)器容器中加入3.18g(36.9mmol)的γ-丁內(nèi)酯和6.44g(2.0當(dāng)量(equiv)，73.88mmol，7.23ml)的40％水溶液相當(dāng)量(equiv)甲基胺，裝滿100ml(0.37M)的水后，用帕爾反應(yīng)器于220℃，15巴下反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)之后，在TLC上未觀察到作為起始物質(zhì)的γ-丁內(nèi)酯，已知生成了新的斑點(diǎn)。粗NMR確認(rèn)結(jié)果可知，未發(fā)現(xiàn)γ-丁內(nèi)酯，以50％的收率生成了N-甲基-2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)7-3)利用帕爾反應(yīng)器由γ-丁內(nèi)酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮B在帕爾反應(yīng)器容器中加入3.22g(37.4mmol)的γ-丁內(nèi)酯和2.9g(1.0當(dāng)量(equiv)，37.4mmol，3.3ml)的40％水溶液相當(dāng)量(equiv)甲基胺，裝滿100ml(0.37M)的水后，用帕爾反應(yīng)器于220℃，15巴下反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)之后，在TLC上未觀察到作為起始物質(zhì)的γ-丁內(nèi)酯(GBL)，已知生成了新的斑點(diǎn)。粗NMR確認(rèn)結(jié)果可知，未發(fā)現(xiàn)γ-丁內(nèi)酯，以60％的收率生成了N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)7-4)利用高溫反應(yīng)器由γ-丁內(nèi)酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮在高溫反應(yīng)器容器中加入6.45g(75mmol)γ-丁內(nèi)酯和6.4g(1.1當(dāng)量(equiv)，82.5mmol，7.1ml)的40％水溶液相甲基胺，裝滿250ml(0.3M)的水后，于270℃下反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)時(shí)的壓力為53.3巴。反應(yīng)之后，在TLC上未觀察到作為起始物質(zhì)的γ-丁內(nèi)酯，已知生成了新的斑點(diǎn)。去除水，并用CHCl3進(jìn)行提取后，用MgSO4來干燥有機(jī)層。過濾MgSO4后，對(duì)濾液進(jìn)行濃縮并加以進(jìn)行NMR確認(rèn)，結(jié)果為可知生成了6.92g(69.8mmol，93％)的N-甲基-2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)實(shí)施例8：由γ-丁內(nèi)酯制備N-甲基-2-吡咯烷酮利用上述實(shí)施例4中獲得的γ-丁內(nèi)酯通過前段反應(yīng)及后段反應(yīng)來制備N-乙烯基-2-吡咯烷酮。8.1)前段反應(yīng)：由γ-丁內(nèi)酯制備N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮將容器內(nèi)用氮?dú)庵脫Q的1L的高壓釜(autoclave)中，在室溫下加入356g乙醇胺和100g水并進(jìn)行攪拌，同時(shí)添加518g的γ-丁內(nèi)酯。之后，用氮?dú)饧訅褐?0個(gè)大氣壓，并升溫至250℃后反應(yīng)2小時(shí)。之后，進(jìn)行冷卻，然后將反應(yīng)液用氣相色譜法分析后的結(jié)果為，N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮的收率為94摩爾％。對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行蒸餾精制，從而獲得了N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮。8-2)后段反應(yīng)：由N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮制備N-乙烯基-2-吡咯烷酮首先，將欲在后段反應(yīng)中使用的7.76g的催化劑碳酸銫溶解于250g的水中，在90℃下進(jìn)行加熱，同時(shí)加入30g的氧化硅進(jìn)行加熱濃縮，然后在空氣中于120℃下干燥20小時(shí)。將獲得的固體破碎成9～16目，并在空氣中于500℃下煅燒，制備了以除了氧之外的原子比為Cs1Si10的組成的催化劑。將30ml的上述催化劑填充到內(nèi)徑為15mm的不銹鋼制反應(yīng)管中，并將該反應(yīng)管浸漬到360℃的反應(yīng)管中。向該反應(yīng)管中以N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮的空速200h1供給用氮?dú)庀♂尩脑蠚怏w，以使N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮的分壓為76mmHg，并進(jìn)行反應(yīng)。用甲醇捕集反應(yīng)開始1個(gè)小時(shí)后的反應(yīng)器出口氣體，通過氣相色譜法進(jìn)行分析的結(jié)果為，N-乙烯基-2-吡咯烷酮的收率為87mol％。實(shí)施例9：由γ-丁內(nèi)酯制備1,4-丁二醇。利用0.25mol％的釕(Ru)催化劑和1mol％的咪唑配體，在THF溶劑，100℃條件下，由上述實(shí)施例4中獲得的γ-丁內(nèi)酯通過氫氣(50巴)注入反應(yīng)來制備1,4-丁二醇(Chem.Eur.J.2012.18，9011-9018)。實(shí)施例10：由乙酸制備乙醇利用在上述實(shí)施例3-1)中生成的副產(chǎn)物乙酸，在包含第一金屬、第二金屬、硅質(zhì)支撐體及一種以上的支撐體改性體的催化劑的存在下，通過氫化反應(yīng)來制備乙醇。使用了通過使用pt及Sn作為第一金屬及第二金屬，使用SiO2支撐體及CaSiO2作為支撐體改性體來制備的SiO2-CaSiO3-Pt-Sn催化劑。氫化反應(yīng)條件為250℃、100KPa的壓力下，向反應(yīng)器以氣體每小時(shí)500hr-1以上的空速(GHSV)供給氫氣和乙酸以氣相。氫氣和乙酸的供給摩爾比為11:1。通過如上所述的氫化反應(yīng)，以每kg催化劑計(jì)，生產(chǎn)出600g以上的乙醇。實(shí)施例11：由乙醇制備乙烯將在上述實(shí)施例10中獲得的乙醇放入固定床石英反應(yīng)器中，并使用沸石(ZSM-5)催化劑在550℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，從而制備乙烯(Catalysis，A:General，2012，162-167)。實(shí)施例12：由乙烯制備聚乙烯使在上述實(shí)施例11中獲得的乙烯氣體在齊格勒-納塔催化劑和100psi的氮?dú)猓?0℃溫度下反應(yīng)20分鐘，從而制備聚乙烯(GBpatent1,406,282,27Jan1972)。實(shí)施例13：由乙醇制備單乙二醇使在上述實(shí)施例10中獲得的乙醇與Na2PtCl4和Na2PtCl6催化劑進(jìn)行反應(yīng)，從而能夠獲得單乙二醇(J.Am.Chem.Soc.，1994，116，998-1003)。實(shí)施例14：由琥珀酸制備1,4-丁二醇利用在上述實(shí)施例3-2)中制備的琥珀酸，在碳支撐體上包含有鈀、銀及錸金屬的催化劑下，通過氫化反應(yīng)來制備1,4-丁二醇。14-1)催化劑的制備用于氫化反應(yīng)的催化劑的制備方法如下。將130.25g(7.7％Pd)的硝酸鈀溶液(palladiumnitratesolution)、16.5g的硝酸銀(silvernitrate)、41.5g(52.6％，Re)的過錸酸放入250cc的燒瓶中，然后添加乙腈(acetonitrile)，并搖晃使上述混合物很好地溶解。該溶液的質(zhì)量為296.2g。之后，在286.4g的上述Pd/Ag/Re溶液中浸漬276.5g的作為碳支撐體的1.5mm的ACL40(制備公司：法國(guó)的CECAS.A.公司，銷售公司：美國(guó)的阿托化學(xué)北美公司(AtochemNorthAmericaInc.))，并放置5.75小時(shí)，然后在約120℃的烘箱中干燥一晚，從而制備在碳支撐體(ACL40)上包含有3.3重量％的Pd、3.2重量％的Ag、6.6重量％的催化劑。14-2)1,4-丁二醇的制備在碳支撐體上包含鈀、銀和錸金屬的催化劑的存在下，由琥珀酸通過在水的存在下進(jìn)行的氫化反應(yīng)，于2500psig壓力，160℃的反應(yīng)溫度，氫氣GHSV＝2760hr-1，LHSV＝0.55hr-1下進(jìn)行反應(yīng)，從而制備1,4-丁二醇。實(shí)施例15：由琥珀酸制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃利用在上述實(shí)施例3-2)中制備的琥珀酸，用商用MCM-41進(jìn)行預(yù)處理后，在作為貴金屬的鉑、鈀、釕金屬催化劑下，通過氫化反應(yīng)來制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃。15-1)催化劑的制備用于氫化反應(yīng)的催化劑均用濕式浸漬法制備。使用四氨合硝酸鉑(Tetraammineplatinum(II)nitrate)、硝酸鈀溶液(Palladium(II)nitrate)或水合三氯化釕(Ruthenium(III)chloridehydrate)作為貴金屬前體，并將相當(dāng)于15wt％的它們的各個(gè)前體與1g的經(jīng)過預(yù)處理的商用MCM-41(銷售公司：西格瑪奧德里奇)加入到250ml的圓底燒瓶中，然后過量添加水或丙酮溶劑，并利用旋轉(zhuǎn)式真空泵制備催化劑。將制備的催化劑在120℃的烘箱中干燥過夜，在反應(yīng)之前均在450度下用氫氣還原5小時(shí)后進(jìn)行催化劑反應(yīng)。15-2)γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃的制備在分批式反應(yīng)器中添加通過在上述實(shí)施例3-2)中制備的5g的琥珀酸、通過N-1)的方法制備的3g的催化劑和50ml的1,4-二氧六環(huán)溶劑，從而制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃。反應(yīng)條件為，添加氫氣以使得成為1467psi的反應(yīng)壓力，然后反應(yīng)10小時(shí)，從而制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃，反應(yīng)結(jié)果如下。表6由琥珀酸來制備γ-丁內(nèi)酯和四氫呋喃實(shí)施例16：由1,4-丁二醇制備γ-丁內(nèi)酯在銅-鋅類催化劑存在下，利用在上述實(shí)施例14中制備的1,4-丁二醇，通過脫氫反應(yīng)制備了γ-丁內(nèi)酯。16-1)催化劑的制備在燒瓶?jī)?nèi)加入195g的乙酸銅、20g的硝酸銀、101g的硝酸鋁、36g的硝酸氧鋯，并加入5L的水而使它們?nèi)芙?。在該溶液中加入?24g的氫氧化鈉溶于1L水中的水溶液，通過共沉淀法來生成沉淀物。對(duì)該沉淀物進(jìn)行水洗、干燥后，在500℃下煅燒，從而獲得催化劑前體。將25g的該催化劑前體填充到固定床常壓氣相流通反應(yīng)裝置的催化劑層(內(nèi)徑17mm，長(zhǎng)度約為100mm)中，以用氮?dú)庀♂尩臍錃庾鳛檫€原劑，于200℃以下還原8小時(shí)，從而在該反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)定了用于制備γ-丁內(nèi)酯的Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3催化劑層。16-2)γ-丁內(nèi)酯的制備從上述的設(shè)定有Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3催化劑層的固定床常壓氣相流通反應(yīng)裝置的上部，使作為載體氣體的氮?dú)獾墓┙o量一律以30ml/min的速度流逝。與該氮?dú)鈿怏w一起熔融供應(yīng)1,4-丁二醇，在氣化層中使1,4-丁二醇?xì)饣⒐┙o到催化劑層并進(jìn)行反應(yīng)。并且，氣化層和催化劑層的溫度為240℃。根據(jù)對(duì)1,4-丁二醇的LHSV(液時(shí)空速，Liquidhourlyspacevelocity)的變化率，對(duì)γ-丁內(nèi)酯的選擇率的γ-丁內(nèi)酯的最大收率為97.9％。實(shí)施例17：由1,4-丁二醇制備四氫呋喃在負(fù)載于氧化鋁上的鎢氧化物催化劑下，利用在上述實(shí)施例14中制備的1,4-丁二醇通過脫水反應(yīng)來制備四氫呋喃。在高壓釜中填充150g的1,4-丁二醇和15.0g的鎢酸(H2WO4)后，以1000rpm攪拌2小時(shí)，同時(shí)在1000psi的氫氣及200℃下進(jìn)行加熱，從而獲得112g的四氫呋喃。保藏編號(hào)保藏機(jī)構(gòu)名稱：韓國(guó)微生物保藏中心(國(guó)外)保藏編號(hào)：KCCM-10568保藏日期：20040409保藏機(jī)構(gòu)名稱：韓國(guó)微生物保藏中心(國(guó)外)保藏編號(hào)：KCCM10872P保藏日期：20070705保藏機(jī)構(gòu)名稱：韓國(guó)微生物保藏中心(國(guó)外)保藏編號(hào)：KCCM-10767P保藏日期：20060721保藏機(jī)構(gòu)名稱：韓國(guó)微生物保藏中心(國(guó)外)保藏編號(hào)：KCCM10873P保藏日期：20070705當(dāng)前第1頁1 2 3