文 献 综 述

当前，丁二酸酯多采用化学法生产，原料都来自不可再生的石油资源，在生产过程中也会产生大量的污染。在化学工业中，由于需要降低由石化方法产生的污染，绿色技术越来越成为一种趋势，因此需要研究出一种既可利用再生资源又无污染的生产方法。与传统化学方法相比，微生物发酵法生产丁二酸酯具有诸多优点：生产成本具有竞争力；利用糖这种可再生的农业资源和二氧化碳作为原料，摆脱了对石化原料的依赖；减少了化学合成工艺对环境的污染；开辟了温室气体二氧化碳的利用的新途径。

丁二酸酯包括丁二酸单酯和丁二酸双酯，这些单酯和双酯化合物除了能直接应用于食品、药物合成、功能性合成材料等领域外，还能通过自己特殊的分子结构而衍生出一系列的新的化合物，广泛应用于药物、有机颜料等行业。目前工业上用的比较多的丁二酸酯主要为丁二酸单乙（甲）酯和丁二酸二乙（甲）酯。

丁二酸单酯是丁二酸部分被酯化的产物，由于其独特的分子结构和性质，目前主要用于有机中间体特别是药物中间体的合成。工业上主要用它作原料来合成丁二酸单乙酯酰氯（ESC）、2#8217;-[3-氯-4-（2-甲基苯甲酰基）-苯胺基]丁二酸苯酰胺乙酯、2-[m-(3-羧基丙酰氧基)苯基]咪唑并[2，1-b]苯并噻唑^[1]、合成ω-（n-苯并呋喃）-ω-氧代丁酸乙酯(n=2或3)等药物。丁二酸单甲酯、单乙酯、单丙酯等加入胰岛后能增加细胞的通透性，有促进胰岛素分泌的作用，对非胰岛素依赖型糖尿病治疗效果很好。这些酯类可以在细胞内水解生成丁二酸。但是，非酯化的丁二酸不具有促进胰岛素分泌的作用^[2-4]。另外丁二酸单乙酯可以延长农作物生长周期，增加叶绿素的作用时间，防止农作物叶子变黄凋谢，提高了二氧化碳和水的利用效率，增加农作物果实中碳水化合物及蛋白质的含量，从而提高农作物的产量及农产品的品质。根据保加利亚科研人员的研究，丁二酸单乙酯主要是通过抑制农作物中的生长素、过氧化物酶、叶绿素酶以及细胞激动素等的生理作用而达到上述作用的^[5-7]。

丁二酸双酯是一种无色透明的油状液体，是丁二酸完全酯化的产物，能与乙醇、乙醚混溶，溶于丙酮，不溶于水。它作为一种食品添加剂，因为其有愉快气味，所以常在各种酒中加入少量用来改善酒的口感^[8]而被广泛使用。它作为一种重要的有机中间体，广泛应用于烟草、涂料、医药、橡胶塑料等行业^[9,10]，也用于气相色谱固定液等。

随着现代化学工业的发展，丁二酸酯及其衍生物正发挥着越来越大的作用，应用前景会越来越广阔。

丁二酸酯在工业上常规的合成方法是在硫酸催化下由丁二酸或丁二酸酐辅助相应的醇酯化而成，由于硫酸的强腐蚀性和易引起副反应使其使用受到严重影响。故研究出一种新的生物发酵合成方法和新型催化剂成为了一个热点问题。

在常规的合成方法中，研究出的催化剂主要有三种：

1. 无机酸、有机酸或其酸式盐

传统的无机酸催化剂是硫酸和盐酸。磷酸虽也有催化作用，但反应速度较慢；盐酸则容易发生氯置换醇中的羟基而生成卤烷。此外，无机酸的腐蚀性较强，也容易使产品的色泽变深。有机磺酸，如甲磺酸，苯磺酸，对甲苯磺酸等也可作催化剂，它们比无机酸的腐蚀性小一些。