脂肪酸衍生物的产生制造技术

描述了用于产生诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法和组合物，以及包含脂肪酸衍生物的商用燃料组合物。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年9月23日、申请号为201080053578.3、专利技术名称为“脂肪酸衍生物的产生”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2009年9月25日提交的第61/245,943号美国临时申请的权益，其全部内容并入本文。专利技术背景石油是地球上发现的、液体、气体或固体形式的有限的天然资源。石油主要由碳氢化合物组成，碳氢化合物主要由碳和氢组成。石油还含有大量的处于不同形式的其他元素，例如氮、氧或硫。石油是宝贵资源，但是对石油产品进行开发的金融和环境成本却相当大。首先，必须发现石油资源。石油勘探是耗资并有风险的投资。勘探深水井的费用超过1亿美元。除经济费用外，石油勘探带来严重的环境代价。例如近海勘探扰乱周围海洋环境。发现生产井后，必须以巨大代价从地球开采石油。即使在最佳条件下，仅可以开采井中石油的50％。石油开采还带来环境代价。例如，石油开采可以导致大量石油渗漏上升至海洋表面。近海钻井涉及挖掘河床，这扰乱或破坏周围海洋环境。开采后，必须将石油从石油产生区长距离运输到石油消耗区。除运输费用外，还存在大规模油泄漏的环境风险。从地球开采的原油在天然形式时商业用途很少。其是具有不同长度和复杂程度不同的碳氢化合物(例如，石蜡(或烷)、烯烃(或烯)、炔、环烷(napthenes)(或环烷(cylcoalkanes))、脂肪族化合物、芳香族化合物等)的混合物。此外，原油含有其他有机化合物(例如含有氮、氧、硫等的有机化合物)和杂质(例如硫磺、盐、酸、金属等)。因此，在原油在商业上可以使用前，必须进行提炼并纯化。由于其高能量密度及其便利的可运输性，大部分石油被提炼为燃料，例如运输燃料(例如汽油、柴油、航空燃料等)、燃用油、液化石油气等。原油还是用于产生石化产品的原材料的主要来源。两类主要的来自石油的原材料是短链烯烃(例如乙烯和丙烯)和芳香族化合物(例如苯和二甲苯异构体)。这些原材料来源于原油中较长链的碳氢化合物，其是通过以相当大的费用使用各种方法裂化原油中的长链碳氢化合物而产生的，例如催化裂化、蒸汽裂化或催化重整。这些原材料用于制造不能直接从原油提炼的石化产品，例如单体、溶剂、去垢剂或粘合剂。来源于原油的原材料的一个实例是乙烯。乙烯被用于生产石化产品，例如聚乙烯、乙醇、氧化乙烯、乙二醇、聚酯、乙二醇醚、乙氧基化物、乙酸乙烯酯、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯乙烯和聚氯乙烯。来源于原油的原材料的另一个实例是丙烯。丙烯用于生产异丙醇、丙烯腈、聚丙烯、氧化丙烯、丙烯二醇、乙二醇醚、丁烯、异丁烯、1,3-丁二烯、合成橡胶、聚烯烃、α-烯烃、脂肪醇、丙烯酸、丙烯聚合物、氯化丙烯、环氧氯丙烷和环氧树脂。石化产品可以用于制造特种化学品，例如塑料、树脂、纤维、橡胶、药品、润滑剂或凝胶。可以产自石化原材料的特种化学品的实例为：脂肪酸、碳氢化合物(例如长链碳氢化合物、支链碳氢化合物、饱和碳氢化合物、不饱和碳氢化合物等)、脂肪醇、酯、脂肪醛、酮、润滑剂等。特种化学品有许多商业用途。脂肪酸在商业上被用作表面活性剂。特种化学品可见于去垢剂和肥皂中。脂肪酸也可以用作燃料、润滑油、涂料、油漆、蜡烛、色拉油、起酥油、化妆品以及乳化剂中的添加剂。此外，脂肪酸在橡胶制品中被用作促进活性剂。脂肪酸也可以用作给料，以生产甲酯、酰胺、胺、酰基氯、酸酐、乙烯酮二聚体，以及过氧酸与过氧酯。酯具有很多商业用途。例如，生物柴油，一种替换燃料，其由酯(例如，脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯等)组成。一些低分子量的酯是挥发性的，具有好闻的气味，使得它们可以用作芳香剂或增味剂。此外，酯被用作漆、涂料和清漆的溶剂。而且，一些天然存在的物质由酯组成，例如蜡、脂肪和油。酯还可以用作树脂和塑料的软化剂、增塑剂、阻燃剂以及汽油和油的添加剂。此外，酯可用于生产聚合物、薄膜、染料和药物。此外，原油是润滑油的来源。石油来源的润滑油通常由烯烃，尤其是聚烯烃和α-烯烃组成。润滑油可以从原油提炼或可以利用从原油提炼的原材料生产。从原油获得这些特种化学品需要大量的金融投资以及大量的能量。因为原油中的长链碳氢化合物常常被裂化以产生较小的单体，其也是低效的过程。这些单体然后被用作生产更复杂的特种化学品的原材料。除勘探、开采、运输和提炼石油的问题外，石油是有限并逐渐减少的资源。估计当前世界每年消耗的石油为300亿桶。据估计，以现有生产水平，世界石油储量预计在2050年前会耗竭。最后，基于石油的燃料的燃烧释放温室气体(例如二氧化碳)和其他形式的空气污染物(例如一氧化碳、二氧化硫等)。随着世界对燃料需求的增加，温室气体和其他形式的空气污染物的排放也增加。大气中温室气体的累积导致全球变暖增速。因此，除局部破坏环境外(例如油泄漏、海洋环境的挖掘等)，燃烧石油还破坏全球环境。由于石油所引起的内在挑战，存在对于不需要像石油一样被勘探、开采、长距离运输或大量提炼的可再生石油资源的需要。还存在对于可以经济生产可再生石油资源的需要。此外，存在对于不会产生由石油工业和基于石油的燃料的燃烧所导致的环境破坏的类型的可再生石油资源的需要。基于类似的原因，还存在对于通常来自石油的化学品的可再生资源的需要。诸如日光、水、风和生物质(biomass)的可再生能源是石油燃料的潜在替代品。生物燃料是一种由生物质产生的可生物降解的、清洁燃烧的燃料，其由烷烃和酯类组成。生物柴油即是一种示例性的生物燃料。生物柴油可以采用纯的形式(被称为“纯”生物柴油)，或者以任何浓度与常规的石化柴油混合来用于大部分内燃柴油发动机中。与基于石油的柴油相比，生物柴油提供的优点包括燃烧过程中的排放量(例如，一氧化碳、硫、芳香烃、烟灰颗粒)降低。因其基于可再生的生物材料，生物柴油还能维持平衡的二氧化碳循环。生物柴油通常是可生物降解的，而且因为燃点高，易燃性低因此非常安全。此外，生物柴油提供良好的润滑性能，从而减少发动机的磨损。目前生产生物柴油的方法涉及将来自植物油原料的三酰甘油进行酯基转移，植物油原料比如在欧洲是油菜，在北美是大豆，在东南亚是棕榈油。因此工业规模的生物柴油生产在地理和季节上局限于植物油原料的产地。酯基转移过程产生脂肪酯(fatty esters)混合物，其可以作为生物柴油。然而，甘油是酯基转移过程中的一种不希望的副产品。如果要作为生物柴油使用，必须从上述异质产物中进一步纯化脂肪酯。这增加了脂肪酯生产的成本和所需能量，并且最终增加生物柴油生产的成本和所需能量。而且，植物油原料不是高效的能量来源，因为它们需要广大的种植面积。例如，因为只有菜子油用于生物柴油产生，而油菜生物质的其他部分被弃掉，所以从油菜产生的生物柴油的产量仅有1300L/公顷。此外，某些植物油原料，比如油菜和大豆的种植需要经常进行农作物轮种以防止土地养分耗尽。需要在经济和能量方面高效的生物燃料，以及由诸如生物质的可再生能量来源生产所述生物柴油的方法。专利技术概述本公开涉及从经过基因工程处理的微生物产生脂肪酸及其衍生物，包括例如脂肪酯。脂肪酯的实例包括脂肪酸酯，例如那些来源于短链醇的，包括脂肪酸乙酯(“FAEE”)和脂肪酸甲酯(“FAME”)，以及那些来源于长链脂肪醇的。产生的脂肪酸和/或脂肪酸衍生物可单独地或以适合的组合用作生物燃料(例如，生物柴油)本文档来自技高网...

【技术保护点】
经过基因工程处理以超表达编码酯合酶的异源基因的细菌宿主细胞，其中所述酯合酶包含与SEQ ID NO:18的氨基酸序列具有至少90％序列同一性的多肽，其中所述多肽具有在395位氨基酸残基处的取代，在395位氨基酸残基处的甘氨酸被精氨酸或赖氨酸取代。

【技术特征摘要】
2009.09.25 US 61/245,9431.经过基因工程处理以超表达编码酯合酶的异源基因的细菌宿主细胞，其中所述酯合酶包含与SEQ ID NO:18的氨基酸序列具有至少90％序列同一性的多肽，其中所述多肽具有在395位氨基酸残基处的取代，在395位氨基酸残基处的甘氨酸被精氨酸或赖氨酸取代。2.如权利要求1所述的细菌宿主细胞，其中所述多肽具有增加的酯合酶...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德·盖尔特纳，
申请(专利权)人：REG生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US