10月7日,美國生物制造企業 Genomatica(簡稱“Geno”)宣布已與雙日株式會社(簡稱“雙日”)建立合作,旨在推進基于 Geno 專有技術的生物質基尼龍6的商業化進程,在工業規模上具備成本競爭力,并直接替代石油基尼龍6。
早在2022年,Geno 和 Aquafil 集團已成功實現100%可再生來源的生物質基尼龍6的生產,并計劃繼續進行商業化前工廠運營,以進一步評估其生產能力。
據悉,該生物質基尼龍6產品已嘗試應用于下游材料開發。此前已與多家品牌合作,包括 lululemon、H&M 和 Vaude。
我國作為全球最大的尼龍6生產與消費國,2024年已經達到約430.88億元的市場規模與約725萬噸的總產能。
隨著競爭加劇和下游可持續需求提高,尼龍6企業的可持續發展策略包括:生物基己內酰胺替代石油基產品、以廢纖維解聚再生己內酰胺路徑。
其中,生物基己內酰胺開發主要是以葡萄糖為原料生物發酵制備。
以Geno為例,據官網顯示,其專有技術就是將可再生碳(生物質糖),通過發酵法轉化為己內酰胺單體,進一步聚合產生100% 可再生生物質基尼龍6,并可直接替代品傳統材料。
主要路徑參考:
①原料:葡萄糖 → 通過微生物發酵(如使用代謝工程改造的酵母或細菌)生產賴氨酸。
②化學轉化:賴氨酸在催化劑作用下脫羧,生成戊二胺(1,5-戊二胺,一種重要的生物基二元胺)。戊二胺可以通過催化環化等步驟,最終轉化為己內酰胺。
除了從葡萄糖到賴氨酸路徑,目前,其他科研團隊也在尋找更直接的路徑,將糖類(如葡萄糖、果糖)或其衍生物(如羥甲基糠醛HMF)一步或幾步轉化為己內酰胺。
2011年,荷蘭格羅寧根大學Heeres團隊使用5-羥甲基糠醛 (HMF) 轉化為己內酰胺,但該方法操作繁瑣、依賴貴金屬催化劑以及不可避免地會產生副產物;
2025年,大連化物所周旭凱研究員團隊報道了一種溫和條件下實現從生物質丁二酸衍生物高效合成ε-己內酰胺的光/熱順序催化策略。
總體來看,生物基尼龍6開發受限于其單體己內酰胺的可持續生產和低成本規模化,目前相關技術有待突破。同時,尼龍6目前成本上漲且需求疲軟,生物基來源的市場應用率有待考究。但從市場長期需求來看,可持續原料替代仍舊是尼龍行業值得關注的布局方向。
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