除草剂绿色生物制造技术与应用

作者：中国农药工业协会 2022/9/16 9:30:52

近年来，生物制造技术逐渐在生物动力、生物智能、纳米技术、生物加工、医疗、材料加工与制造、精细化工生产等领域渗透，并取得了实质性的进展。当前，精细化工生产仍以传统的化学方法为主，但随着对化学反应高效性、稳定性、安全性和催化精准性、反应产物高收率等要求的逐渐提升，生物制造技术在精细化工生产中的应用愈加广泛，通过各种生物制造方法，可以从反应能力、效率、成本等多方面解决常规工艺中的“瓶颈性”难题。“草铵膦

近年来，生物制造技术逐渐在生物动力、生物智能、纳米技术、生物加工、医疗、材料加工与制造、精细化工生产等领域渗透，并取得了实质性的进展。

当前，精细化工生产仍以传统的化学方法为主，但随着对化学反应高效性、稳定性、安全性和催化精准性、反应产物高收率等要求的逐渐提升，生物制造技术在精细化工生产中的应用愈加广泛，通过各种生物制造方法，可以从反应能力、效率、成本等多方面解决常规工艺中的“瓶颈性”难题。

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草铵膦与生物制造的一场完美邂逅

作为当前非选择性除草剂产品的明星产品，草铵膦全球年消耗量近5万吨，市场需求逐年增长。我国是草铵膦生产和出口大国，供应能力占全球70%以上，尤其是近两年来国内新增产能快速增加，有效产能逐渐释放。但草铵膦是一种手性农药，化学合成的草铵膦由50%L-草铵膦有效体和50%D-草铵膦无效体组成，意味着全球每年承受的D-草铵膦手性浪费和污染可达数万吨。随着农业农村部“农药化肥使用量零增长”行动方案的提出，绿色防控、减量增效已成为农药行业未来发展的大方向，开发高效、低毒、绿色农药已经成为农药产业发展的新趋势。

长期以来，手性纯药物的合成一直是药物化学领域的研究热点，“手性中间体法、不对称催化法和手性拆分”被认为是手性化学合成的经典理论方法。在化学法合成精草铵膦无法形成突破的情况下，生物催化由于具有立体选择性严格、反应条件温和、收率高等优点，展现了其替代传统化学合成的潜力。华东理工大学教授、鲁华生物技术研究所所长——魏东芝先生带领团队联合永农生物科学有限公司，开展《手性纯草铵膦（精草铵膦）除草剂绿色生物制造技术与应用》专项攻关，借助鲁华生物技术研究所在酶工程与生物催化方面二十多年的技术优势以及永农生物在草铵膦生产与应用方面的经验积累，围绕精草铵膦绿色生物制造关键技术，创新了高活性、高对映选择性酶定制技术和多酶自组装生物催化技术，创建了高底物浓度、纯水反应体系，国际首次通过生物催化技术，实现将草铵膦外消旋体（D，L-草铵膦）近100%效率转化为精草铵膦（L-草铵膦），具备显著的成本优势，技术水平与产品质量均达国际领先，并形成了自主知识产权科技创新体系。