1,2,4-丁三醇的相关介绍

概述

1,2,4-丁三醇，中文别名丁三醇，英文名称1,2,4-Butanetriol，简称BT，是一种重要的非天然手性多羟基醇，外观为无色糖浆状液体，有甜焦味，吸湿。相关物理数据如下：沸点312℃，熔点-20℃，相对密度在1.185g/ml(25摄氏度），闪点为188℃，折射率为n20/D 1.473，能与水、醇混溶。

用途

1,2,4-丁三醇是一款用于有机合成的化学中间体，主要用于军工、医药、化妆品、烟草、造纸、农业和高分子领域[1]。在医药方面，1,2,4-丁三醇可被用作阳离子脂质体和多种手性药物的合成前体。

1、丁三醇可用于制作某些重要的药物，如依泽替米贝以及罗伐他汀[1]；

2、用作湿润剂、溶剂和医药中间体；

3、丁三醇的硝酸酯是火箭推进剂中的含能增塑剂[1]；

4、还可以用作烟草助剂，减少焦油成分的危害；

5、照相显影液的组分，增加色彩度和粘着力；

6、高级墨水的防干剂，高级服装的表面处理剂，陶瓷加工助剂，高分子材料的交联剂等[1]。

合成

1,2,4-丁三醇根据原料和催化剂的类型，大致分成化学合成和生物合成两种。

化学合成——德国BASF公司的在酸或Ⅳ-Ⅷ族金属氧化物的存在下，以H₂O₂于溶液中对3-丁烯-1-醇进行环氧化，再水解产物制备得到1,2,4-丁三醇。东南大学也公开了一种光学纯(S)-1,2,4-丁三醇的制备方法，它采用(S)-3-羟基-γ-丁内酯为原料，用NaBH₄作为还原剂，在醇类或醚类有机溶剂中直接还原，经分离提纯制得1,2,4-丁三醇。不过由于化学合成方法存在反应条件苛刻、副产物多、污染物排放严重等诸多缺点[2-3]。因此部分研究者将研究方向偏向更为经济和环保的生物合成方法，如美国密歇根州立大学Niu等2003年在美国化学会志上发表文章，介绍了1,2,4-丁三醇的微生物合成法。

以木糖为原料经四步酶反应是目前研究最多的生物合成路线，然而大肠杆菌的鲁棒性较弱，对发酵液中一些抑制剂的耐受性也不是很好，同时存在严重的碳代谢抑制。近年来，鲁棒性较好的酵母菌成为更有吸引力的宿主，其中热带假丝酵母具有天然的木糖代谢途径，可以更好地构建从木糖到1,2,4-丁三醇的代谢途径[4]。

除以上提到的方法，还可以通过重组生物细胞将苹果酸或其盐转化为1,2,4-丁三醇，该方法原料价格低廉，合成途径全新，转化效率较高[5]。

参考文献

[1]杨帆,孙雷,朱泰承,等.大肠杆菌合成1,2,4-丁三醇的途径构建和优化[C]//2015中国酶工程与糖生物工程学术研讨会论文摘要集.2015.

[2]李赤峰,徐保国.1,2,4—丁三醇合成工艺述[J].精细化工中间体, 2000, 30(3):9-11.

[3]孙雷.重组大肠杆菌中1,2,4-丁三醇合成途径的构建和优化[D].江南大学,2015.

[4]张琳,夏媛媛,杨海泉,等.代谢工程改造热带假丝酵母生产1,2,4-丁三醇[J].微生物学通报, 2022, 49(9):12.

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