王开明

（山东理工职业学院，山东 济宁 272067）

精细化工是化学工业的关键和核心产业，也是衡量一个国家化学工业水平最重要的标准之一。精细化率指的是精细化学品在整体化学产业中所占比重，其已经成为评估一个国家整体化学产业发展水平的关键指标。近年来，传统的石油化工和基础化工的发展空间被进一步压缩，在这种情况下，越来越多的国家开始大力发展精细化工，此外，随着社会经济的发展，对于化学产品的要求越来越高，这也使精细化工得到了进一步发展。数据显示，部分发达国家的精细化率已经达到60%[1]。不仅如此，近年来，精细化率还会得到进一步提高，说明精细化学品的需求越来越多。

我国的化学产业发展起步较晚，但是经过30 多年的发展，已经形成了系统完备产品丰富的化学产业体系，不仅如此，近年来我国精细化学产业也得到了发展，并为世界各地提供大量的精细化学品。数据显示，我国已经成为世界上最大的精细化学品供应地。需要注意的是，虽然我国的精细化学品产业发展迅速，但是与发达国家相比依然存在较大差距，这主要表现在精细化学品生产技术水平以及对环境的污染等，因此有必要进一步提高我国精细化学产业的发展水平，为促进我国化学产业的健康发展提供支持[2]。精细化学品的生物合成是一种新型技术，其生产效率更高，而且在生产过程中减少了对自然环境的破坏，同时还可以提高整体生产效率。

1 生物催化技术及精细化学品生物合成

1.1 生物催化技术的发展

生物催化技术主要依托微生物以及酶进行，研究显示，基本上所有的有机反应都可以找到对应的生物催化反应。生物催化反应具有诸多优势，具体包括催化效率高、对反应条件要求不高、催化过程中不容易产生副反应以及具有良好的选择性等，此外，生物催化技术反应过程中使用的催化剂无毒而且可以降解，因此其生产过程安全性很高，而且不会对周围生态环境产生污染，具有绿色安全的良好效果。基于生物催化的这些优点，生物催化技术得到了广泛应用，并逐渐取代了传统的有机催化和金属有机催化技术[3]。使用生物催化技术，能够减少生产过程中传统化学品的使用，从而降低生产过程中对原材料的消耗，同时提高生产效率，改善生产工艺，有效简化生产过程，同时减少生产过程中的废弃物排放，减少对环境的污染，达到绿色安全高效的效果。

虽然利用全细胞或者酶作为生物催化剂进行精细化学品的生产历史悠久，但是由于长期受限于各种因素，导致以酶作为催化剂进行化学品的生产始终难以大范围开展。这是因为在实际生产过程中，很多作为催化剂的酶难以大量获取，此外，很多酶的性质不适用化学生产，例如稳定性较差、底物谱很窄等。近年来，通过应用重组DNA 技术，有效制备得到大量酶，并用于化学生产[4]。全细胞催化剂在使用过程中也具有较多的局限性，例如培养成本高、代谢途径复杂等，影响其实际生产效果。

1.2 精细化学品的生物合成技术

我国高度重视生物催化以及生物转化技术在精细化学品生产过程中的应用，近年来，国家先后出台了相关政策措施，为推动生物催化技术以及生物转化技术的发展起到了积极的作用。在这些政策的帮助下，我国发现了大量新生物催化剂，同时发现了新的催化剂改造方法，并建立系统完善的催化剂理论，在很多关键环节取得了新的突破。研究显示，我国在脂肪酶、腈转化酶、氧化还原酶的基础和应用研究方面已经达到国际先进水平，在这些方面取得了大量研究成果，并发展出具有丰厚专业知识和实践经验的工作队伍，这为推进我国精细化学品的发展提供支持[4]。

2 生物合成的精细化学品

2.1 医药用精细化学品

医药用精细化学品是精细化学品的重要组成部分，也是市场上最受关注的精细化学品之一。医药用精细化学品是典型的技术密集型产业，同时对相关方面的专业知识要求较高，也是临床上得到广泛应用的精细化学品市场。近年来，用于医药的精细化学品产业得到迅猛发展，其中利用生物催化技术进行生产制造取得了较高成就，为广大市场提供了大量新型产品。

很多药用的生理活性分子都存在相应的对映异构体，此外，相关数据显示，临床上35%的药用分子是手性的，此外，研究还发现，这个比例还处于上升过程中。具有良好对映体专一性的酶在生产药物过程中具有诸多优势，因此，生物催化剂在药用分子的制作方面得到广泛应用，并逐渐成为最主要的生产手段[5]。

2.2 食品和饲料添加剂

食品和饲料添加剂也是精细化学品的主要产品，也是生产生活过程中需要大量使用的精细化学品。一般来讲，食品添加剂的种类较多，当前利用生物催化剂制造的食品添加剂主要是各种甜味剂、色素、营养剂、酶和防腐剂等，此外，还有一种产品是近年来得到迅速发展并广泛应用的，那就是功能性寡糖。采用生物催化剂生产制造的饲料添加剂主要是各种营养补给剂、酶、抗生素、酸化剂等。由于市场广大，饲料添加剂的生产规模也比较大，这也带动精细化学品产业得到进一步发展。

2.3 日用精细化学品

日用化学品种类很多，主要是个人日常生活用品以及家居用品，也是精细化学品的主要产品类型。一般来讲，可以将常用的精细化学品分为洗涤用品、化妆用品、卫生用品和护理用品等，此外，日常生活中经常需要使用的墨水、胶水等也属于精细化学品产品。在具体生产过程中，能够用于日化产品生产的精细化学品也很多，具体包括各种油脂、酸、碱、盐、香料、香精等，此外还包含各种类型的助剂。一生物催化得到的香料香精为例，很多香料香精都是使用生物催化的方法进行生产，其产品种类丰富，具体包括各种萜类、花香和果香内酯类、呋喃酮类、芳香醛类、芳香醇及其酯类等香料香精等。

以薄荷醇为例，这是一种多用途香料，可以作为日常用品如牙膏香水、饮料等产品的赋香剂，此外，薄荷醇还可以用在医药方面，可以作为刺激药物，能够对皮肤和黏膜产生治疗作用，达到清凉止痒的效果。此外，薄荷醇还可以内服，有助于治疗疼痛、炎症。薄荷醇可以从天然薄荷中提取，也可以应用合成方法进行制造。

2.4 助剂

助剂也叫做工业味精，助剂是工业生产制造过程中非常关键的精细化学品。随着工业的发展，助剂产业也得到迅猛发展，并逐渐成为一门新兴产业。研究显示，助剂广泛应用于各种产品各个行业的生产过程中，具体包括材料、纺织、医药、食品、农药、建筑、汽车和金属加工等。

塑料工业的生产需要多种助剂，以常用的无毒增塑剂为例，研究显示，我国每年需要无毒增塑剂120 万吨，其市场价值达到200 亿元。不仅如此，以无毒增塑剂为主的附属市场也非常巨大，能够带动大量产业发展。例如在食品行业，生物无毒增塑剂可以用于食品包装，这是一个巨大的市场；在医药行业，生物无毒增塑剂也可以用于大量器械以及药物包装，如各种注射器、输液袋和胶囊等，其产业价值达到2 000 亿元。在玩具行业中，生物无毒增塑剂逐渐取代了具有一定毒性的石化邻苯类增塑剂，因此带动了生物无毒增塑剂产业的发展。基于生物无毒增塑剂自身的安全性和无毒性，其市场价值更加突出，其发展前景广阔，对于推动社会经济发展具有重要作用。

棕榈酸异辛酯具有良好的热稳定性，同时还可以达到耐寒耐碱效果，还具有内润滑作用，这种增塑剂在生产过程中得到广泛应用。此外，棕榈酸异辛酯还是一种非常重要的非离子表面活性剂，这种产品在化妆、纺织等化工行业也具有广阔的应用前景。我国的研究人员开发出固定化假丝酵母脂肪酶催化合成棕榈酸异辛酯的技术，能够达到降低能耗的效果，同时还可以减少生产过程中的污染物排放，同时具有较高的转化率，具有良好实践生产效果。

3 趋势与展望

近年来，化学产业得到进一步发展，精细化学品产业的发展更为迅猛，尤其是生物合成技术的发展和应用，为精细化学品的发展带来强大支撑。很多西方发达国家在精细化学品产业的发展方面取得领先地位。我国的生物合成技术在精细化学品产业的应用也得到有效发展，表现出良好的发展态势。很多精细化学品的生产水平已经达到国际先进水平，同时为国际提供了大量精细化学品产品。

从总体上来看，我国已经是一个精细化学品生产大国，但是在相关技术方面依然存在较大局限性，无法达到精细化学品生产强国的标准。近年来，生物合成技术得到迅猛发展和应用，尤其是在精细化学品产业方面的应用，有效促进了精细化学品产业的发展，给精细化学品产业的发展带来了新的动力。

4 结语

随着对生物催化剂改造手段的日益丰富，很多关键生产技术得到改进，能够提高生产效率，降低能耗，同时可以减少生产过程中污染物的排放，避免对自然环境产生严重污染，进而达到更好的整体生产效果。在这些技术的支持下，一些传统上我国产量大、产值高，但是环境污染比较严重的精细化学品生产领域，如医药中间体、染料和色素、胶黏剂和密封剂等，能够在新技术的帮助下实现高效安全绿色生产，尤其是能够大规模采用绿色环保的生物制造技术进行产业升级，这种技术的应用，不仅可以从整体上提高生产效率，还可以减少生产过程中对资源的消耗，降低对环境的污染，提高整体生产效率，从而实现我国精细化学品产业紧追国际先进水平，甚至实现弯道超车。