1、江西省科技打算項目可行性研究報告打算類不：科技攻關打算項目名稱：農業高技術研究與產業化開發項目類不：農業科技攻關打算重大、重點項目課題名稱：年產100公斤高效植物生長調節劑油菜甾醇內酯申請單位： 上海威敵生化（南昌）有限公司 （蓋章）項目（課題）負責人：張小兵起止年限： 2005-2007通訊地址、郵編： 江西省進賢縣工業開發區威化路(331700)聯系電話、傳真8326534 (Email: )報告編制單位： 上海威敵生化（南昌）有限公司江西省科技廳制二二年六月一、總論（一）項目的要緊內容及技術原理簡述本項目的要緊內容涉及到一類高效植物生長調節劑的合成技術開發及改

2、進。本項目的技術原理是綜合利用現代有機化學合成技術對已有的生產技術進行改進，提高產品得率，減少污染，降低生產成本。植物生長調節劑（plant growth regulator），早期叫做植物激素（plant hormone或photohormone）,正式命名為植物生長調節物質（plant growth substance）,具備以下兩個特點：（1）它們不是能夠提供能量的營養物質；（2）它們在專門低濃度下即可促進或抑制或改變植物的發育進程。在生長物質中，有五大類因普遍存在于植物中而被公認為植物激素，包括生長素（auxin）、赤霉素（gibberellin）、乙烯(ethylene)、脫落酸(a

3、bscisic acid)和細胞分裂素（cytokinin）（Scheme 1）。除內生的生長物質以外，一些人工合成的化合物具備上述條件也可廣義地稱作植物生長調節物質。隨著科學的不斷進展，新的植物生長調節物接著被科學家們發覺，如油菜素內酯(brassinolide)、多胺(polyamine)、膨壓素(turgorin)、茉莉酸(jasmonicacid) 、寡糖素(oligosacharin) 、水楊酸(salicyclic acid) 、系統素(systemin) 和玉米赤霉烯酮(zealenone) 等等，原有的種類數量也在增加，生長素有四種，赤霉素有一百零八種之多，細胞分裂素也有二十多

4、種。由于成本等緣故，目前運用較多的只有吲哚乙酸系列、細胞分裂素、乙烯、赤霉素和油菜素內酯等等。市場上許多標注為“植物生長調節劑”的產品大多是以這些有效成分復配或混配的產品，一部分是植物生長抑制物質如三碘苯甲酸、抑芽丹、多效唑、烯效唑、矮壯素、助壯素、丁酰肼（商品名“比久）、調節酸和抗逆倒酯等等。盡管目前人們差不多合成了許多具有類似作用的植物生長調節物質，然而合成物質的環境相容性不管如何是比不上天然產物的，即使是天然產物假如大劑量使用在自然環境中的殘留也會污染環境，正緣于此使用劑量專門低（10-710-9）的油菜素內酯格外引人注意，油菜素內酯也因此被譽為第六代植物生長調節物質。 SKIPIF 1

5、 0 有機化學（organic chemistry）是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用以及有關理論和方法學的科學，是化學學科的一個分支，它的研究對象是有機化合物。有機合成化學在高選擇性的研究中取得專門大的進展，出色地開創了一個又一個新的反應，合成了一批又一批具有高生理活性，結構新奇復雜的分子。金屬有機化學和元素有機化學，為有機合成化學提供了高選擇性的反應試劑和催化劑，以及各種專門材料及其加工方法。有機化學以它特有的分離、結構測定、合成等手段，差不多成為人類認識自然改造自然具有非凡能動性和制造力的武器，近年來，計算機技術的引入，使有機化學在結構測定，分子設計和合成設計上如虎添翼，進展

6、的更為迅速。在我國，有機化學研究已取得一批重要成果，得到國際同行的重視在經濟和國防建設中起了重要的作用。如：甾體化學研究及甾體藥物工業的建立；蓮心堿，蕪花酯等多種有效成分的鑒定；結晶牛胰島素的全合成，丙氨酸酵母轉移核糖核酸的人工合成；天花粉蛋白的研究及其在打算生育中的應用；青蒿素的結構測定、全合成及其抗瘧應用；美登素及三尖杉酯堿（抗癌成分）的全合成研究；氟有機材料的研究制備；有機氟化學的研究和脫鹵亞磺化反應的發覺及應用；砷葉立德用于合成有機化學的研究，有機磷化學，有機磷萃取劑結構與性能的研究；自由基化學及微環境效應等工作差不多上其中比較突出的例子。（二）項目的目的和意義本項目的目的是運用現代有

7、機合成技術合成一系列油菜甾醇內酯，并運用于農業生產，促進增產增收，具有良好的社會和經濟效益。油菜甾醇內酯，又稱蕓薹素內酯。這是一類以甾醇為骨架的植物內源甾體類生理活性物質。20世紀70年代初，美國農業部Beltsuille中心的Mitchell等在嘗試從植物花粉中篩選和分離具有高生理活性物質時，試驗了60多種花粉，其中以油菜花粉促進大豆苗生長作用最為突出，但這種活性物質在花粉中的濃度僅百萬分之一左右。該中心的Mandava等于1979年從40公斤蜂蜜中收集到4毫克純的高活性物質，經波譜分析和單晶X衍射確定其結構為（Scheme 1）： (22R,23R,24S)-2,3,22,23-tetra

8、hydroxy-24-methyl-B-homo-7-oxa-5-cholestan -6-one，其化學結構屬于甾醇內酯，故命名為油菜甾醇內酯（brassinolide，簡稱BR）。油菜素內酯對植物的生長發育具有多種生理功能：促進生長、增加植物的抗逆性、延緩衰老和促進細胞的再分化等等，但最突出的生理作用確實是促進植物的生長。油菜素內酯能夠明顯促進綠豆和大豆上胚軸及油菜幼苗下胚軸的伸長，提高水稻、小麥、大豆和棉花等的產量。在園藝作物方面，24-表油菜素內酯能夠提高黃瓜、葡萄、西瓜和番茄的結果率，促進芹菜、菠菜和平菇的生長。盡管油菜素內酯與生長素促進生長的作用有協同作用，但油菜素內酯促進生長的信

9、號傳導途徑與生長素是不同的。在生長素缺乏的條件下油菜素內酯單獨也能夠促進大豆上胚軸的生長。油菜素內酯促進伸長的啟動較生長素緩慢，但在后期的生長促進中比生長素有效。另外，油菜素內酯在生長素缺乏的條件下不能誘導生長素誘導基因SAUR、JCW和GH的轉錄。大豆中的SAUR對外源的生長素反應特不迅速，2,4-D處理下胚軸之后，2-5分鐘內就能夠觀看到轉錄的增加，但油菜素內酯誘導不敏感突變體dgt的伸長，卻不誘導SAUR的表達，講明油菜素內酯發揮作用不依靠于生長素而進行。Sesse證明抗生長素的化學物質并不阻礙油菜素內酯誘導的伸長。以上講明油菜素內酯誘導伸長的機制與生長素是獨立的。Rumi還發覺在油菜素

10、內酯促進伸長的過程中其作用對象是內部組織，它能夠改變內部組織細胞壁的物理特性，這是油菜素內酯所特有的作用，生長素誘導伸長的靶位組織為表皮，可能正是這種差不造成了油菜素內酯促進生長的遲效性和后效性。油菜素內酯促進生長的機制也不同于赤霉素，盡管都能夠使節間伸長，但油菜素內酯處理的節間較粗，而且油菜素內酯的有效濃度要低得多。赤霉素只是引起細胞變大，而油菜素內酯有雙重效應（伸長和分裂），引起伸長、彎曲和開裂。用赤霉素抑制劑ancymidol能夠抑制赤霉素引起的綠豆上胚軸的伸長，但對油菜素內酯的促進生長效應無抑制作用。在植物體內, 油菜素內酯的活性水平在油菜素內酯生物合成代謝及去活化等層次上受到精細調控

11、，油菜素內酯的生物合成呈代謝網格狀(metabolic grid), 其生物合成酶受到終產物和信號轉導的一些中間組分的反饋抑制。從油菜素內酯信號的產生, 包括油菜素內酯的合成活性與水平的調節及運輸, 到與膜受體結合引起信號的感知和傳遞, 并最終引起油菜素內酯誘導基因的表達和特定的生理反應, 是一個連續且相互阻礙的過程, 同時每一個環節都受到多種內外因子在多個層次上的調節。油菜素內酯作為有重要生理功能的信號分子, 其信號轉導途徑的第一步確實是被其受體同意。油菜素內酯受體的研究進展得益于對油菜素內酯非敏感型突變體的研究。目前, 關于油菜素內酯分子與BRI1的結合方式還不完全清晰, 由于BRI1中含

12、有的LRR結構域通常與一些蛋白或多肽結合, 而不是與甾醇如此的小分子直接結合, 而在擬南芥基因組中已鑒定到2個以上甾醇結合蛋白(steroid-binding protein, SBP), 人們推測油菜素內酯專門可能先和一種SBP形成復合體, 再與BRI1結合. 關于突變體brs1 的研究則使人們對BR信號感知的認識進一步深入, BRS1基因編碼一種可分泌的絲氨酸羧肽酶(serine carboxypeptidase), 并在BRI1信號轉導途徑的早期發揮重要作用, 但BRS1的作用大概不是直接加工BRI1受體, 而專門可能是加工SBP以使其產生有活性的油菜素內酯結合蛋白, 油菜素內酯分子與這

13、種活性形式的油菜素內酯結合蛋白形成復合體后, 再與BRI1的胞外結構域連接, 進而完成油菜素內酯信號的感知。油菜甾醇內酯的生理活性極高，極微量就能促進植物生長。油菜甾醇內酯對菜豆幼苗有促進細胞分裂和伸長的雙重作用，可促進整株生長，包括株高、株重和莢重等，在豆苗第二節間伸長的生物活性測定實驗中，用油菜甾醇內酯處理過的豆苗在第二節間的生長速度是對比株的200倍。日本的藤條文雄發覺油菜甾醇內酯對水稻、黃瓜、菜豆、蔥、土豆、蘿卜、番茄、白菜和甘藍等作物都有明顯的促進生長的效果，它還能夠使葡萄無核，對柑橘等果樹的生長也有一定促進作用。在田間實驗中它能夠使萵苣、蠶豆、蘿卜和土豆等增產。油菜甾醇內酯對樺、榆

14、等樹苗不僅促進莖生長，還能使葉和側芽數增加。另外它還能夠增強農作物抗寒、抗病、抗鹽和抗雜草能力，增加農作物產量，在低溫下降低水稻細胞內離子的外滲，表明其對細胞膜有愛護作用，能提高作物耐冷性。20多年的研究表明，油菜甾醇內酯還存在于其它植物中，如未成熟的白菜種子、綠茶葉和栗樹蟲癭等等，同時在這些植物中還分離到其類似物，一般講來油菜甾體在花粉和未成熟的種子中含量最高。自油菜甾醇內酯發覺以來已有特不多的類似物從植物中分離和鑒定，而且還有相當多的類似物被有機化學家們合成出來，它們都有相似（或更高或較低）的生理活性，這一類具有甾體骨架的物質統稱為油菜甾體（brassinosteroids）。到目前為止，

15、人們從植物中至少已分離到40余種天然油菜甾醇內酯類化合物，對這些結構及其活性的研究表明活性與四個因素有相關性：（）2,3及22R,23R兩對羥基；（2）B環的6酮或7內酯；（3）24號位為S構型；（4）A/B環為反式稠環。目前差不多發覺的有利用價值而且容易人工合成的要緊有28-高油菜甾醇內酯（活性與油菜甾醇內酯幾乎相當）和24-表油菜甾醇內酯（活性相當于天然油菜甾醇內酯的十分之一，但由于合成相對簡單它仍然是目前使用最為廣泛的品種之一）（Scheme 2）。同時對人工合成類似物研究后還發覺延長邊鏈可能增強活性，例如25-甲基油菜甾醇內酯（Scheme 2）具有比油菜甾醇內酯更高的活性。目前在本研

16、究領域中還有許多天然的油菜甾醇內酯類或非油菜甾醇內酯類但有相同（相近）效果的化合物被分離、鑒定和合成，人工合成的同類化合物也有許多被應用于農業生產。 SKIPIF 1 0 （三）相關技術領域國內外進展現狀、趨勢目前人們得到油菜甾醇內酯或其類似物有兩種方法：從天然產物中提取或人工合成。1提取法（1）從蜂蠟中提取油菜甾醇內酯的方法由于蜜蜂經常在花粉中采集蜂蜜，因此在蜂蠟中有微量油菜甾醇內酯，詳細資料能夠參見專利CN85102899。（2）以油料加工廢料為要緊原料提取天然油菜甾醇內酯浙江皇嘉生化有限公司利用西南師范大學黃志桂和趙明婕教授發明的提取天然油菜甾醇內酯的高效萃取法新工藝,并利用油料加工廢料

17、,以天然油菜甾醇內酯為要緊原料,再輔以其它有效成分,于1996年建立了天然油菜甾醇內酯合劑工業化生產基地。人工合成的油菜甾醇內酯是用有機化合物作材料，通過720步復雜的有機化學反應制成如表油菜甾醇內酯或表高油菜甾醇內酯，市面上都稱油菜甾醇內酯，但純天然與人工合成物是不同的。（3）蕓苔素內酯481成都新朝陽生物化學有限公司宣稱“我國科學家利用專門方式提煉天然蕓苔素成功，并由成都新朝陽生物化學有限公司首家實現工業化生產，一舉達到國際領先水平”，但未講明提取方式。由于產品中要緊成分是三十烷醇，天然少量油菜素內酯的含量專門低，而三十烷醇同樣是較好的植物生長促進劑，因此關于產品中天然油菜素內酯到底有多大

18、作用不得而知。2化學合成法由于油菜甾醇內酯類化合物在天然植物中含量甚微（10-6以下），目前甚至在較長的時刻內還專門難有較好的生物發酵法出現，化學合成無疑成為研究的關鍵和熱點。自油菜甾醇內酯的結構確定以后，已有美國、日本、中國、意大利、白俄羅斯、捷克、德國、印度、法國、加拿大和西班牙等國的科學家相繼進行油菜甾醇內酯及其類似物合成和活性的研究。最早完成油菜甾醇內酯全合成的是美國Zoecon公司的J.B.Siddall(1982)和日本東京工業大學的N.Ikekawa(1982)。東京大學的K.Mori和美國加州大學的T.C.Mcmorris也于1984年分不完成了油菜甾醇內酯的全合成工作，同時國

19、內外還有幾十個研究小組致力于油菜甾醇內酯類似物的合成研究工作。在國內，中科院上海有機化學研究所的周維善小組從1982年開始以我國豐產的豬去氧膽酸為原料，采納多種不同的合成方法，對油菜甾醇內酯及其類似物的合成進行了系統的研究，合成了50多個化合物，其中有30多個是新化合物，它們絕大多數具有促進植物生長的調節的活性，其中結構最為簡單的膽甾內酯具有特不行的效果，并申請了專利CN97106789.9。國內從事油菜甾醇內酯合成研究的還有中科院上海藥物研究所、大連化物所和云南大學（云大科技股份有限公司）等單位，中科院上海植物生理所在生物活性和構效關系方面做了許多有意義的工作。在產業化工作方面，云大科技股份

20、有限公司走在最前面。云南大學的3位年輕人，從1984年開始研究人工合成這種激素。他們當時的目標確實是產業化，這跟國外要緊是從理論到理論，一味追求高精尖的做法不一樣。他們的研究達到一定水準后，立即考慮進入商業化。1991年底，這幾位老師辦了一個校辦工廠，高新區幫他們申請到200萬元的火炬項目貸款。他們按現代企業制度改造校辦工廠，與另外兩家橫向聯合，成立了昆明云大科技產業有限責任公司。1998年，云大科技在上海證券交易市場上市。他們盡可能使發明人能得到合理收益，在國家還沒有相關政策時，使要緊研究者能得到最高40的權益（期權和股票）。在植物激素的產業化方面，他們也走在了世界最前面，一年能生產250公

21、斤油菜甾醇內酯，而在這之前產業化能力最好的日本年產只有100公斤（1公斤可用在100萬畝農田上）。廣東江門市翔盛化工材料有限公司和山東京蓬生物藥業股份有限公司建立了較為成熟的生產線，浙江醫藥股份有限公司控股子公司浙江來益生物技術有限公司為增強市場競爭力，決定建立年產30公斤高油菜甾醇內酯等植物生長調節劑原藥生產線。目前還有一些地點預備上那個項目，假如不進行技術改進降低成本今后就會形成惡性競爭的局面（去年表油菜素甾醇內酯曾報價1300元/克，目前差不多降到500元/克），因此我們在降低成本方面作了許多工作，目前我們的成本差不多降到180元/克，我們的目標是把成本能降到100元以下，同時進入規模化

22、生產，真正讓寬敞用戶受益，降低生產成本，提高產量，實現增收節支。 SKIPIF 1 0 下面總結以下合成油菜甾醇內酯及幾種要緊類似物的要緊的方法：（1）從麥角甾醇動身合成24-表油菜甾醇內酯這是目前運用較為廣泛的方法（Scheme 3）。從麥角甾醇動身，經三元環中間體、氧化羥基、還原雙鍵、開環、雙羥化和Baeyer-Villiger氧化即得到24-表油菜甾醇內酯。文獻報道總收率在26%左右（實驗室小試，1-2克規模），但實際生產時（100-500克規模）只能達到8-10%，假如放大到公斤級可能還有問題。同時這條合成路線的Li/NH3還原成本較高，危險性專門大，且需要-700C的低溫，幾乎不可能

23、進行規模化生產，云大科技（產品“云大120”）和廣東江門農藥廠（產品“天豐素”）采納這種方法。（2）從豆甾醇動身合成28-高油菜甾醇內酯盡管高純度豆甾醇（99%）的價格較高，但95%含量的豆甾醇價格只有2500/公斤，而且由于豆甾醇在B環上只有一個雙鍵，反應中不需Li/NH3還原步驟，而且28-高油菜甾醇內酯的活性與天然油菜甾醇內酯幾乎相等，因此這也是目前運用最多的合成路線之一，浙江醫藥就采納這種方法。然而和麥角甾醇一樣，后面幾步反應都需要柱層析純化，這也是導致成本上升而且無法大規模工業化的緣故，一些公司只能靠實驗室規模人海戰術生產，人力資源成本也增大。另外還有一個技術上的問題需要解決，在雙羥

24、化反應中，假如參照麥角甾醇的方法（嗎啡啉N-氧化物）最后得到以低效的22S,23S-體為主的產物，而只有用奎尼定對氯苯甲酸酯催化的不對稱雙羥化技術才能得到以高效的22R,23R體為主的產物，但催化劑的價格昂貴，需要良好的回收技術才能降低生產成本。 SKIPIF 1 0 （3）從豬去氧膽酸合成油菜甾醇內酯上海有機化學研究所的周維善小組從1982年開始以我國豐產的豬去氧膽酸為原料，采納多種不同的合成方法，對油菜甾醇內酯及其類似物的合成進行了系統的研究，合成了50多個化合物，其中有30多個是新化合物，它們絕大多數具有促進植物生長的調節的活性，該成果獲得了國家科技進步二等獎。盡管豬去氧膽酸價格廉價，而

25、且在合成內酯時能夠得到高區域選擇性，然而由于牽涉到改造側鏈，整條合成路線成本專門高，因此目前尚未見到工業化實例。（四）項目申請單位、要緊合作申請單位及項目要緊負責人的差不多情況項目申請單位上海威敵生化（南昌）有限公司創建于1993年7月，位于南昌市進賢縣工業開發區威化路，是原化工部定點農藥生產企業，中國農藥協會會員單位，國家林業局森防總站病蟲害防治協作單位，法人代表吳中興。公司擁有國內一流的全自動生產流水線、工程技術中心和質檢中心，年農藥制劑加工能力逾3000噸，是江西省農藥制劑行業的骨干企業。工程技術中心配備了較為先進的有機合成儀器和設備，包括無水無氧化學反應系統、柱層析分離設備、農藥制劑配

26、方研究CAD系統和農藥生物測試工作站，工程技術中心還和國內外聞名的科研院所高校建立了廣泛的合作關系。工程技術中心和質檢中心都配備了國內一流的分析測試設備，包括毛細管氣相色譜分析儀、液相色譜和水分分析儀等等。在分析測試方面，公司還和江西師范大學、南昌大學、江西省分析測試中心以及商檢中心建立了合作關系。公司自創立以來，始終堅持“以市場為導向，以科技為后盾，以質量求生存，向治理要效益”的宗旨，開發了一系列新型高效低毒的農藥產品，有五大劑型六十多個品種，其中“強敵-312wp”和“久威EC”為1995年江西省第一批重點新產品，“強敵-312wp”于1999年獲得南昌市人民政府科學技術進步二等獎，“強敵

27、-315wp”在今年經中國綠色食品進展中心認定為“綠色生產資料”。通過十余年不懈的努力，公司進入了持續穩定進展的新時期，先后被授予“江西省優秀儒商企業”、“省級質量免檢企業”、“AAA級信用企業”和市縣級“先進企業”等等榮譽稱號。公司的“威化”商標在2003年先后被認定為“南昌市聞名商標”和“江西省聞名商標”。本項目要緊負責人張小兵，2000年畢業于中國科學院上海有機化學研究所，獲得理學博士學位。1991-1992年師從華東師范大學陳良教授從事擬除蟲菊酯的研究工作，1992-1994年師從華東師范大學楊利萍教授從事醫藥全合成研究工作，1994-1996年師從中國科學院上海有機化學研究所施國強研

28、究員從事金屬有機化學研究工作，1996-2000年師從中國科學院上海有機化學研究所姜標研究員從事金屬有機化學應用于合成低氟取代有機化合物合成研究工作。2000年進入中科院有機合成工程研究中心負責農藥以及農藥中間體開發技術工作，2001年兼上海愛默金山藥業有限公司總經理。2002年5月晉升上海有機化學研究所副研究員。2002年8月在寧波市科技局掛職，任局長助理，分管寧波市對外科技合作工作。2004年10月任上海威敵生化（南昌）有限公司副總經理兼工程技術中心主任。（五）有關本項目的現有工作基礎和支撐條件本項目的現有工作基礎：從2004年到2005年，我們對從豆甾醇合成28-高油菜甾醇內酯進行了研究

29、，我們合成出了28-表高油菜甾醇內酯，同時我們從麥角甾醇合成24-混表油菜甾醇內酯進行了研究，目前差不多完成了小試研究，正預備進一步改進反應為規模化生產作預備；我們現在在進一步研究24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯以及有關的產品，結合生測和大田實驗，對我們的系列產品進行細化深入。本項目的現有支撐條件：本工程中心現有研究技術人員20名（合成研究10人，制劑研究與生測10人），其中具有高級職稱人員5名，90%具有大專或以上學歷。本中心現有毛細柱氣相色譜兩臺、液相色譜兩臺和水分分析儀一臺。江西師范大學有400MHz核磁共振儀、元素分析儀和質譜可供檢測分析使用。本中心還有成套玻璃儀器和各種類型

30、攪拌器等供研究使用。二、項目實施方案（一）項目達到的目標及考核的要緊技術經濟指標（含知識產權、技術標準）項目達到的目標：（1）24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯進入產業化生產時期，兩年之內達到年產100公斤規模，保持3-5年的技術和市場優勢；（2）完成25-甲基油菜甾醇內酯的全合成小試研究工作。項目考核的要緊技術經濟指標（含知識產權、技術標準）（1）我們以達產后年產100公斤產品為目標：其中90公斤用于出口，平均價格200元/克，能夠制造1800萬元的銷售，毛利（含稅）900萬元，10公斤用于國內制劑銷售，能夠制造700萬元的銷售，毛利（含稅）100萬元；（2）本項目結束后能夠在國內外

31、期刊發表研究論文2-3篇，申請發明專利1項，有用新型專利2-3項。（二）項目的要緊研究（開發）內容一個好的產業化項目至少需要具備以下幾個特點：*低成本（包括低能耗）*少乃至無環境污染*安全性*操作性強（可能的話實現自動化連續化生產）鑒于目前合成油菜甾醇內酯及其類似物的成本較高，我們擬訂了兩方面的攻關打算：1改進24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯合成路線和方法，使得這兩個產品能夠進入工業化生產規模；2運用豆甾醇合成油菜甾醇內酯的高活性類似物25-甲基油菜甾醇內酯。（三）試驗（開發）規模及地點合成研究實驗室部分租用江西省輕工業研究所實驗室，中試生產放在進賢開發區主廠區內，部分反應工段租用上

32、虞市金騰醫藥化工有限公司中試車間，月產油菜甾醇內酯10-30公斤規模。（四）要緊技術關鍵及創新點技術關鍵：1對24-表油菜甾醇內酯合成路線重新優化，減少反應步驟，不再使用有污染的三氧化鉻，以及危險的金屬鋰；2研究對氯苯甲酸奎尼定（CLB-DHQD）的回收利用技術；3將豆甾醇側鏈氧化得到甾醛用于合成活性最好的25-甲基油菜甾醇內酯；4所有最后的甾醇內酯用過渡金屬配合物方式分離純化，幸免柱層析，能夠實現規模化生產；5雙羥化反應中R體與S體的比例操縱技術研究以及綜合使用成本效益核算；6不同結構的油菜甾醇內酯關于不同農作物的應用效果實驗以及綜合使用成本效益核算。（五）實施方案（含技術路線、工藝流程及技

33、術關鍵的解決方案）1.24-表油菜甾醇內酯的改進生產工藝 SKIPIF 1 0 技術關鍵的解決方案(1)第一步磺酰化和第二步水解制備異麥角甾醇能夠合并簡化。我們選用兩步能夠共同使用的溶劑四氫呋喃，在第一步反應結束后直接在反應體系中加入三當量的碳酸氫鉀，反應后處理即能夠得到異麥角甾醇；（2）參照US 4891168提供的方法，我們用異丙醇鋁催化的Oppenauer氧化反應，氧化劑使用丙酮或環己酮外，我們對無專利愛護的溴酸鈉氧化做了研究并取得了良好的效果，如此幸免使用高毒性和環境污染嚴峻的金屬鉻類氧化劑；（3）關于,-不飽和酮的還原反應，原工藝需要在-78oC進行，需要用液氨作溶劑，高危險性的金屬

34、鋰作為還原劑才能得到較高的收率，我們參照文獻（Tetrahedron，1999，55，1793）的方法進行改進，使用廉價、安全且無嚴峻環境污染的保險粉作還原劑，在80oC即可得到較高收率的產品，然而由于原文獻使用的催化劑用量太大，而且價格昂貴，我們發明了價格低廉且用量專門少就能夠達到同等效果的組合催化劑；（4）雙羥化所使用的催化劑CLB-DHQD價格較為昂貴，我們采納先進的萃取技術能夠將催化劑的回收率提高到98%，而且操作簡單，回收成本較低。2.28-高油菜甾醇內酯的改進生產工藝 SKIPIF 1 0 技術關鍵的解決方案本產品比上一個產品少一個需要還原的共軛雙鍵，因此假如24-表油菜甾醇內酯的

35、技術關鍵得以解決的話，本產品沒有太大的問題，事實上我們發覺好幾步反應的收率比上面的反應還要高。3.25-甲基油菜甾醇內酯的合成技術 SKIPIF 1 0 技術關鍵的解決方案（1）中間體甾醛能夠用臭氧化專門方便得到，真正的關鍵是中間體（2S）-1-溴-2,3,3-三甲基丁烷的合成；（2）關于上述三個產品還有一個最重要的問題需要解決，那確實是中間體和產品的純化工藝，按照已有的生產工藝目前大部分中間體和產物都需要經柱層析分離純化，我們差不多通過重結晶技術解決了部分中間體的較為簡便的純化工藝。（六）技術風險分析有機合成這門科學盡管進展的歷史不短，但在專門大程度上還具有經驗科學的特點。同樣的反應，取代基

36、略微作點變化就會得到較大差異的結果，例如對,-不飽和酮的還原反應方法專門多，用過渡金屬催化氫化能夠，用三烷基硅氫能夠，用保險粉還原也能夠，然而底物不同，各種方法得到從0到96%的收率；即使比較簡單的反應假如用理論計算加上近似處理也需要相當長的時刻，至于每進行一個反應之前都去進行理論計算的話是不現實的，因此我們在進行技術改進時會遇到專門多意想不到的困難。幸運的是，我們差不多解決了合成工藝研究中的要緊困難，目前的工作確實是還需要細致深入反應的穩定性，操作工藝的穩定性和簡便性，因此我們能夠講對24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯的研究差不多沒有不可預見的風險因素。25-甲基油菜甾醇內酯是一個活

37、性比油菜甾醇內酯還要高的化合物，目前市場上尚無大量商品化產品出售，但假如適當降低成本依舊專門有前途的，能研制出能夠商業化的產品是錦上添花，即使失敗對整個項目的經濟效益阻礙不大，沒有風險。（七）分年度的工作內容、目標2004-2005年，完成24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯的全合成技術小試改進工作；2006年，完成24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯的產業化設計與中試工作，達到年生產量30公斤規模，同時研究25-甲基油菜甾醇內酯的全合成小試技術；2007年，完善生產技術，爭取達到年產100公斤的水平。 SKIPIF 1 0 （八）申請單位、合作申請單位及要緊人員的分工要緊人員分工

38、安排：課題負責人及要緊研究人員分工安排序號姓名年齡學歷（學位）現專業技術職務投入本課題工作時刻（月）在本課題中承擔的要緊工作1張小兵35研究生（博士）副研究員25課題全面負責2趙加恩61本科高級工程師25工程技術設計3江民豐55本科高級工程師25分析測試研究4劉春鵑25本科（學士）助理研究員18合成技術研究5王錕22本科（學士）助理研究員20合成技術研究6周麗莉22本科（學士）助理研究員18.5合成技術研究7彭終英40大專工程師25分析測試與質量治理8劉長樂22大學專科實驗員18合成技術研究9杜耀武55本科高級工程師18農藥劑型研究10戈祖強34大專工程師20生測與田間實驗（九）組織及治理的運

39、行機制本工程研究中心采納主任領導下的課題負責制，主任直接向總經理匯報工作，下分兩個課題組，江民豐課題組負責產品小試技術開發，趙加恩課題組負責中試以及產業化的工程設計與技術指導。（十）相關依托工程（含技術）的落實情況工程技術中心租用了江西省輕工業研究所500M2實驗室，配備了較為先進的有機合成儀器和設備，包括無水無氧化學反應系統、柱層析分離設備、農藥制劑配方研究CAD系統和農藥生物測試工作站，工程技術中心還和國內外聞名的科研院所高校建立了廣泛的合作關系。工程技術中心和質檢中心都配備了國內一流的分析測試設備，包括毛細管氣相色譜分析儀、液相色譜和水分分析儀等等。在分析測試方面，公司還和江西師范大學、

40、南昌大學、江西省分析測試中心以及商檢中心建立了合作關系。進賢開發區廠區內建有設備設施齊全的中試生產車間，車間有25-500立升反應（不銹鋼和搪瓷）釜10個，兩噸鍋爐一套，五萬大卡冷凍設備一套。（十一）有關本項目的國內外知識產權狀況分析24-表油菜甾醇內酯和28-高油菜甾醇內酯是天然產物，因此這兩個化合物沒有化合物專利愛護，但在合成技術方面既有專利愛護的技術也有公開發表的文獻資料，由于專利愛護在合成技術方面的愛護方面相對較窄，只要有明顯改進的方法都能夠視為新方法。下面把我們的技術與專利技術作個對比：Thompson在1979年發表了從麥角甾醇動身的合成路線，文獻見J.Org.Chem. 1979

41、,44,5002，然后在1980年申請了專利US 4346226，1990年Sei-ichi Hayashi申請了專利US 4891168，不僅包括麥角甾醇還包括豆甾醇前四步的改進方法。因此同類專利還有幾篇，但都只是這兩個專利的范圍內的小修小改。1993年McMorris對以上方法進行了較大的改進，發表了公開文獻J.Org.Chem. 1993,58, 2338，將總收率提高了近一倍（26%），然而沒有申請專利，然而遺憾的是我們重復的結果只有15%。國內專利有云大科技的CN98105021.2確實是新近成果，但在前面文獻基礎上改進不大，對比我們的改進工藝（Scheme 3為前述文獻的方法，Sc

42、heme 5為我們的改進方法），我們的創新內容如下：（1）我們把第一和第二步反應合并為“One-pot-reaction”，總收率略有提高而且節約了溶劑和簡化了操作，我們使用四氫呋喃做溶劑還未見于公開文獻；（2）關于羥基的氧化反應，我們不在使用極具環境污染性的三氧化鉻，改用溴酸鈉氧化方法，反應收率從80%提高到了90%，而且沒有明顯的污染物產生，反應條件和氣，后處理極為方便（用三氧化鉻時會產生大量瀝青狀廢物，大量吡啶在車間使用會產生惡心的氣味）；（3）關于,-不飽和酮的還原反應，原工藝需要在-78oC進行，需要用液氨作溶劑，高危險性的金屬鋰作為還原劑才能得到較高的收率，我們參照文獻（Tetra

43、hedron，1999，55，1793）的方法進行改進，使用廉價、安全且無嚴峻環境污染的保險粉作還原劑，在80oC反應即可得到80%收率的產品，然而由于原文獻使用的催化劑用量太大，而且價格昂貴，我們發明了價格低廉且用量專門少就能夠達到同等效果的組合催化劑；（4）雙羥化所使用的催化劑CLB-DHQD價格較為昂貴，我們采納先進的萃取技術能夠將催化劑的回收率提高到98%，而且操作簡單，回收成本較低。（5）由于以上工藝的改進，收率提高，雜質減少，只需要重結晶純化（原技術中大部分反應粗產物需要柱層析分離純化）就能夠直接往下反應，大大降低了成本，整個合成路線總收率大于30%。以上這幾個改進是以往文獻所沒有

44、由我們創新的方法，另外雙羥化和內酯化反應到目前為止還沒有更好的解決方法。雙羥化反應需要的時刻太長（15天）且催化劑昂貴，內酯化反應（Baeyer-Villiger氧化）還存在區域選擇性問題（周維善等用烯醇硅醚環氧化開環，再內酯化的方法成本高，拖沓，不適合工業化生產，參見文獻：化學學報,1989,47,182和J.Chem.Soc.Chem.Commun.1988,791）和三氟醋酐用量太大的問題，這些問題都在我們的研究打算中。三、市場分析（一）市場預測（含同類項目的國內外市場情況）油菜甾醇內酯，又名油菜素內酯或蕓苔素內酯，是一種優良的植物生長調節劑，它具有促根壯苗，保花保果，解除藥害，降低農藥

45、殘留，提高植物抗病、抗寒、抗旱、抗澇、抗鹽堿能力，大幅增產并改善品質等功效。同時，它又是防治病毒病的特效良藥。被中國微生物學會作為唯一向全國推舉的既能防又能治病毒病的植物生長調節劑。目前在國內登記的有云南省云大科技股份有限公司（LS20021837）、成都新朝陽生物化學有限公司（LS20031878）、廣西安泰化工有限公司（LS20042061）、廣東江門市大光明農化有限公司（原廣東江門農藥廠）（LS20031964）、四川省蘭月科技開發有限公司（LS20031906）和日本衛材食品化學株式會社（LS20031595，LS20031698）等逾十家公司，我們曾在2001年登記過，但由于當時正值

46、市場惡性競爭初露端倪的時候，我們沒有貿然進入市場，而是潛心在技術上尋求突破。目前全世界每年的農藥市場總額在320億美元左右，要緊包括除草劑、殺蟲劑、殺菌劑和植物生長調節劑四大類，然而植物生長調節劑所占的市場份額不足5%，尤其是象油菜素內酯如此的高價位品種更少。究其緣故要緊是油菜素內酯的價格昂貴（一般農藥原藥在國內的價格集中在2-30萬元/噸，而油菜素內酯的價格至少在50萬元/公斤以上，相差逾千倍），縱然油菜素內酯在使用時需要大量稀釋“云大-120”每袋濃度0.004%，重量10克，單價一元人民幣，使用前再稀釋1000倍（浸種）或2000-3000倍（噴施）；“天豐素”每袋5克，含量0.01%，

47、單價一元五角，使用方法一樣， 然而相對價格仍然不菲。就在2004年11月25日于武漢進行的全國植保會上從經銷商了解到的情況，“云大-120”以及“朝陽-481”差不多上差不多被市場否定。由于云大科技是上市公司，我們專門容易從它的網站: http:/www.eunida. com上看到，公司2004年上半年所有農化產品銷售不到6000萬元，同比去年同期下降65.8%，而2003年度報告中農化產品又繳2002年下降41.85%，鼎盛期農化半年銷售超過1.6億元，其中“云大-120”超過9000萬元，假如算上原料出口和新產品銷售，那就意味著蕓苔素內酯項目在國內的市場幾近滅頂之災。我們曾作過大田實驗，

48、把含量0.004%重量10克的一包“云大-120”稀釋分不100、300、500、1000和3000倍，結果發覺500倍效果最好，而不是他們講的2000-3000倍，無疑是生產商之間的惡性競爭砸了自己的牌子。目前全球原料藥生產量可能在一噸左右，要緊生產國為中國（日本衛材食品化學株式會社的生物提取法產量在一百公斤左右），國際上許多出售油菜素內酯的公司（如Agriseek）其原料藥大多來自中國，這是由于生產過程中要用到含鉻氧化劑等環境污染的試劑，而且精細化學品大多采納間歇反應釜，熟練操作工人需求量大，勞動力成本高，發達國家都把這種產品的生產轉到進展中國家生產。云大科技有一條年產兩百五十公斤的生產線

49、，國內要緊生產廠家還有浙江皇嘉生化有限公司、成都新朝陽生物化學有限公司、廣東江門市翔盛化工材料有限公司、山東京蓬生物藥業股份有限公司、華通（常州）生化有限公司和浙江醫藥股份有限公司控股子公司浙江來益生物技術有限公司等等。其中浙江皇嘉生化有限公司和成都新朝陽生物化學有限公司都自稱為天然提取物，其余大多為化學合成品，且合成技術大同小異，成本差不不大。假如我們能夠運用高效催化和定向合成技術進展一些低污染（乃至無污染）、低能耗且易簡便操作的反應來降低成本到目前價格的1/5，這類產品具有特不行的市場前景。依照全球糧食產量預測，油菜素內酯的市場份額能夠達到一億美元，年需求量能夠達到八噸，中國市場至少需要其

50、中的一噸。（二）本項目的市場競爭優勢、風險及市場策略本項目的市場競爭優勢：運用我們的具有自主知識產權的先進合成技術生產的低成本產品無疑具有特不大的市場競爭優勢本項目的風險（及規避）與市場策略：經營風險及規避（1）要原材料供應風險：要緊生產原料豆甾醇和麥角甾醇需從國外進口,具有一定的供應風險,同時還存在匯率風險，所幸的是我們差不多掌握了豆甾醇的分離技術，能夠在國內自己提取豆甾醇，而麥角甾醇在國內也差不多有批量產品生產。(2)對要緊客戶的依靠：由于本產品在國內制劑銷售要緊通過農業部全國農技推廣服務中心和其各地的有關機構營銷,對其有一定的依靠性,但本公司差不多建立了遍布全國的成熟銷售網絡。另外通過上

51、海總公司我們也建立了比較廣泛的國際關系，能夠順利出口。(3)產品價格的限制：本公司產品要緊運用于農作物,由于農產品價格偏低,受制于農產品價格和農民收入的制約,本公司產品銷售價格會受到一定阻礙。我們的低成本應該能夠使我們的產品具有較強的市場抗風險能力。(4)產品的技術及替代產品的風險：本產品是一種植物生長調節劑,其工藝在國內外處于領先地位,但生物科技的進展特不迅速,促進植物生長的機理也有許多種,其他公司一但獵取同類技術,生產同類或替代產品將會對本公司造成市場沖擊。本公司不斷加強與國內高等院校和科研院所的合作，了解相關領域的前沿進展技術與產品，每年投入利潤的15%以上從事新產品和新技術的開發。2市

52、場風險與策略(1)目前最大的風險來自惡性市場競爭留下的后遺癥。為了樹立我們的產品形象，我們將在品牌上下功夫，作好資金儲備，采納先使用后付款的方式進行市場推廣。(2)商業周期的阻礙：新型高效植物生長調節劑廣泛應用于各種作物,要緊用戶為寬敞農民,其購買力受收入狀況、收成豐欠、自然災難等條件變化阻礙。而我國農業年收成的豐欠差不多是周期性的,每一年的生產也存在著春播秋收的規律性周期，這給本公司的生產和銷售帶來了一定的阻礙。本公司將開發其他新產品,這些產品的生產周期將與植物生長調節劑互補,以抵消對商業周期的阻礙。(3)市場不夠發達的風險：本產品國內銷售要緊銷往農村,但我國農村地域寬闊,地形復雜,交通不便

53、,給本公司的銷售帶來專門大的困難。由于信息的不暢和農民使用高科技產品觀念滯后等因素,使本公司產品迅速占據全國市場需要一定的時刻和較大的促銷費用。本公司將充分利用全國農技推廣服務中心的力量,采納“培訓+試用”等方法,向農民宣傳科學種田并以先試用后付款的的方法來進行產品的推銷，從而增加產量和市場的容量，加快建立完善獨立的銷售網絡。(4)緊密相關行業的制約因素：本公司產品對農業有著專門大的依靠,假如農業豐欠或耕地增減,或農作物種植品種、方法的改變,將會阻礙對本公司產品的使用,從而阻礙本公司的生產和銷售。本公司通過生產品種的多元化和目標消費者的多元化來減少對農業的依靠；同時,本公司還擬采納加強治理、降

54、低成本和擴大銷售的方法來加強公司在行業中的競爭地位,增強抗風險的能力。3政策性風險本公司屬于農業高科技產業,其產品以生化產品為中心,假如我國對農業及高科技產品及大學興辦科技產業的扶持政策有所變化,則會使本公司享受的一些優惠政策如研究經費補貼、政府推廣和稅收優惠等受到阻礙。4其他風險政治風險:本公司不排除因國內外政治、經濟及自然災難等因素對本公司生產經營帶來意外阻礙的可能性。（三）經濟社會效益分析本項目經濟效益分析年份銷售量（公斤）平均價(元/克)銷售額利稅(萬元)國內國外國內(萬元)創匯(萬美元)2006102030090020071090200700220100020082013020014

55、003101500本項目社會效益分析農作物增產分析：我們以國內年銷售由20公斤原藥生產的制劑40噸（含量0.05%）計算，能夠使1000萬畝農作物受益，以水稻為例，目前平均畝產500公斤計算，平均增產20%，增收100萬噸。農民增收節支：以目前水稻平均價格1000元/噸，每戶農民種10畝地計算，增產1000公斤，增收1000元，10畝地投入10元左右。投資與就業：本項目投產后，能夠在原料藥（以100公斤計算）和制劑生產環節新增投入固定資產500萬元，流淌資金800萬元，新增就業崗位50人；銷售環節新增就業崗位100人。（四）推廣應用及產業化分析隨著都市化進程加快和沙漠化等因素，耕地不斷減少，而世界人口又在不斷增加，人類的生存意識不斷增強，人口、糧食、環境成為二十一世紀的重要問題。通過提高農業生產技術和復種指數，加強優質高產作物雜交品種的育種栽培（尤其是轉基因技術），使用殺蟲、抗病和除草藥物，世界農作物產量在本世紀中葉必須在目前的基礎上再提高3倍才夠消費。倘若離開農用化學品，作物損失將高達70。農用化學品要緊有四大類：除草劑、殺蟲劑、殺菌劑和植物生長調節劑。專家指出，二十一世紀的農業離不開新農藥。所謂新農藥，是與環境相容的農藥或生物調控劑，它們具有阻礙生物的生長、發育和生殖過程的作用，在保障人類健康前提下，使有益生物得到愛護