概述

1,2,4-丁三醇，中文別名丁三醇，英文名稱1,2,4-Butanetriol，簡稱BT，是一種重要的非天然手性多羥基醇，外觀為無色糖漿狀液體，有甜焦味，吸濕。相關(guān)物理數(shù)據(jù)如下：沸點312℃，熔點-20℃，相對密度在1.185g/ml(25攝氏度），閃點為188℃，折射率為n20/D 1.473，能與水、醇混溶。

用途

1,2,4-丁三醇是一款用于有機合成的化學(xué)中間體，主要用于軍工、醫(yī)藥、化妝品、煙草、造紙、農(nóng)業(yè)和高分子領(lǐng)域[1]。在醫(yī)藥方面，1,2,4-丁三醇可被用作陽離子脂質(zhì)體和多種手性藥物的合成前體。

1、丁三醇可用于制作某些重要的藥物，如依澤替米貝以及羅伐他汀[1]；

2、用作濕潤劑、溶劑和醫(yī)藥中間體；

3、丁三醇的硝酸酯是火箭推進(jìn)劑中的含能增塑劑[1]；

4、還可以用作煙草助劑，減少焦油成分的危害；

5、照相顯影液的組分，增加色彩度和粘著力；

6、高級墨水的防干劑，高級服裝的表面處理劑，陶瓷加工助劑，高分子材料的交聯(lián)劑等[1]。

合成

1,2,4-丁三醇根據(jù)原料和催化劑的類型，大致分成化學(xué)合成和生物合成兩種。

化學(xué)合成——德國BASF公司的在酸或Ⅳ-Ⅷ族金屬氧化物的存在下，以H₂O₂于溶液中對3-丁烯-1-醇進(jìn)行環(huán)氧化，再水解產(chǎn)物制備得到1,2,4-丁三醇。東南大學(xué)也公開了一種光學(xué)純(S)-1,2,4-丁三醇的制備方法，它采用(S)-3-羥基-γ-丁內(nèi)酯為原料，用NaBH₄作為還原劑，在醇類或醚類有機溶劑中直接還原，經(jīng)分離提純制得1,2,4-丁三醇。不過由于化學(xué)合成方法存在反應(yīng)條件苛刻、副產(chǎn)物多、污染物排放嚴(yán)重等諸多缺點[2-3]。因此部分研究者將研究方向偏向更為經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的生物合成方法，如美國密歇根州立大學(xué)Niu等2003年在美國化學(xué)會志上發(fā)表文章，介紹了1,2,4-丁三醇的微生物合成法。

以木糖為原料經(jīng)四步酶反應(yīng)是目前研究最多的生物合成路線，然而大腸桿菌的魯棒性較弱，對發(fā)酵液中一些抑制劑的耐受性也不是很好，同時存在嚴(yán)重的碳代謝抑制。近年來，魯棒性較好的酵母菌成為更有吸引力的宿主，其中熱帶假絲酵母具有天然的木糖代謝途徑，可以更好地構(gòu)建從木糖到1,2,4-丁三醇的代謝途徑[4]。

除以上提到的方法，還可以通過重組生物細(xì)胞將蘋果酸或其鹽轉(zhuǎn)化為1,2,4-丁三醇，該方法原料價格低廉，合成途徑全新，轉(zhuǎn)化效率較高[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]楊帆,孫雷,朱泰承,等.大腸桿菌合成1,2,4-丁三醇的途徑構(gòu)建和優(yōu)化[C]//2015中國酶工程與糖生物工程學(xué)術(shù)研討會論文摘要集.2015.

[2]李赤峰,徐保國.1,2,4—丁三醇合成工藝述[J].精細(xì)化工中間體, 2000, 30(3):9-11.

[3]孫雷.重組大腸桿菌中1,2,4-丁三醇合成途徑的構(gòu)建和優(yōu)化[D].江南大學(xué),2015.

[4]張琳,夏媛媛,楊海泉,等.代謝工程改造熱帶假絲酵母生產(chǎn)1,2,4-丁三醇[J].微生物學(xué)通報, 2022, 49(9):12.

[5]蔡真,李興華,張延平,等.1,2,4-丁三醇的生物合成方法:CN 201210457975[P].DOI:CN102965401 A.