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| 內容簡介： |
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本书是一部有关绿色生物制造的学术专著。本书基于原创性研究，系统阐述了生物合成技术的发展现状、技术挑战及未来方向；深入探讨了生物合成技术在生产生物基化学品和新材料中的变革作用及应用前景；详细介绍了大宗化学品、能源燃料等多种产品的生物合成路径，并特别强调了关键酶的合成生物学创制、细胞工厂构建等技术突破。此外，本书还展示了生物基高分子材料、生物油墨和生物合成电子化学品等前沿新材料的发展，以及基因编辑、人工酶设计等高新技术的实践应用。本书立足生物制造产业化需求，既可为政府公务人员、企业家、技术人员、产业化人才、投融资者提供科学参考，还可作为高等院校生物学、化学化工、绿色化学、生物工程及生物技术等专业高年级本科生、硕博研究生、教师的教学参考书。
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| 關於作者： |
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王丹 ，女，汉族，1982年生，四川大学化学工程与工艺学士，中国科学院过程工程研究所博士，美国莱斯大学（Rice University）化学工程系和生物工程系访问学者，博士后，2017年4月至2018年5月，任重庆市科学技术委员会高新技术发展及产业化处副处长（挂职）。2018年5月至2018年11月，美国麻省理工学院生物系，白头生物医学研究所，访问学者。2018年9月至2019月3月，任重庆市材料技术研究院有限公司科技发展部副部长（挂职）。2013年9月开始任重庆大学化学化工学院副教授。学术兼职：中国生物化学学会会员、中国功能材料学会会员、美国化学工程师学会会员、美国微生物学会会员、美国旅美专家协会会员、重庆人工智能学会会员。国家自然科学基金函评专家，国家期刊Enzyme and Microbial Technology， Bioresources等杂志审稿人。学术影响：合成生物学领域专家，获中国科学院院长优秀奖、第五届中美化工会议优秀论文奖、IUPAC（世界纯粹与应用化学联合会）青年科学家奖、应邀学术报告15次， 国家自然科学基金委函评专家，重庆市高新技术企业评审专家，重庆市化工新材料产业技术图谱编制专家。以一作或通讯作者发表SCI论文40余篇（影响因子5以上的6篇），申请发明专利20项，获授权发明专利6项。李汶蔚，重庆大学化学化工学院，博士。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 生物合成化学品和新材料的定义与分类001
1.1.1 生物合成化学品和新材料的定义001
1.1.2 生物合成化学品和新材料的分类002
1.2 生物合成化学品和新材料的形成与发展005
1.2.1 化工行业环境污染005
1.2.2 化学品和新材料的生物合成技术006
1.3 生物合成化学品和新材料的特点006
1.3.1 生物合成化学品和新材料的经济性006
1.3.2 生物合成化学品和新材料的环境可行性007
1.3.3 生物合成化学品和新材料的可持续性007
1.3.4 生物合成化学品和新材料产品性能更高007
1.4 生物合成化学品和新材料与国家战略的关系007
1.4.1 生物合成化学品和新材料产业发展的战略背景007
1.4.2 生物合成化学品和新材料产业发展的战略环境008
1.4.3 生物合成化学品和新材料产业发展的战略价值008
参考文献009
第2章 生物合成大宗化学品
2.1 1，3-丙二醇013
2.1.1 市场价值013
2.1.2 化学合成路径014
2.1.3 生物合成路径014
2.1.4 生物合成市场潜力与发展方向017
2.2 丙氨酸018
2.2.1 市场价值018
2.2.2 化学合成路径019
2.2.3 生物合成路径020
2.2.4 生物合成市场潜力与发展方向021
2.3 丙烯酰胺022
2.3.1 市场价值022
2.3.2 化学合成路径023
2.3.3 生物合成路径024
2.3.4 生物合成市场潜力与发展方向031
2.4 琥珀酸031
2.4.1 市场价值031
2.4.2 化学合成路径032
2.4.3 生物合成路径033
2.4.4 生物合成市场潜力与发展方向036
2.5 赖氨酸036
2.5.1 市场价值036
2.5.2 化学合成路径037
2.5.3 生物合成路径040
2.5.4 生物合成市场潜力与发展方向042
2.6 丙酮042
2.6.1 市场价值042
2.6.2 化学合成路径043
2.6.3 生物合成路径 044
2.6.4 生物合成市场潜力与发展方向047
2.7 生物乙烯047
2.7.1 市场价值047
2.7.2 化学合成路径048
2.7.3 生物合成路径049
2.7.4 生物合成市场潜力与发展方向053
参考文献054
第3章 生物合成生物基精细化学品
3.1 功能糖063
3.1.1 阿拉伯糖063
3.1.2 低聚木糖065
3.1.3 甘露寡糖068
3.1.4 阿洛酮糖071
3.2 生物基增塑剂075
3.2.1 柠檬酸酯076
3.2.2 聚酯077
3.3 表面活性剂078
3.3.1 鼠李糖脂080
3.3.2 槐糖脂084
3.3.3 烷基多糖苷090
3.4 食品添加剂093
3.4.1 谷氨酸钠094
3.4.2 柠檬酸096
3.4.3 β-胡萝卜素103
3.4.4 芳樟醇108
3.4.5 叶黄素110
参考文献113
第4章 生物合成生物基医药化学品
4.1 小分子原料药126
4.1.1 青蒿素126
4.1.2 酪醇128
4.1.3 人参皂苷132
4.1.4 红景天苷137
4.1.5 哌啶甲酸140
4.1.6 大麻素143
4.2 植物天然产物146
4.2.1 番茄红素146
4.2.2 甘草次酸149
4.2.3 西红花苷151
4.2.4 鬼臼毒素153
4.2.5 紫杉醇155
4.3 胰岛素159
4.3.1 市场价值159
4.3.2 化学合成路径161
4.3.3 生物合成路径161
4.3.4 生物合成市场潜力与发展方向164
参考文献164
第5章 生物合成生物基能源燃料
5.1 生物柴油178
5.1.1 市场价值178
5.1.2 化学合成路径179
5.1.3 生物合成路径180
5.1.4 生物合成市场潜力与发展方向183
5.2 燃料乙醇184
5.2.1 市场价值184
5.2.2 化学合成路径184
5.2.3 生物合成路径187
5.2.4 生物合成市场潜力与发展方向192
5.3 生物甲醇192
5.3.1 市场价值192
5.3.2 化学合成路径193
5.3.3 生物合成路径194
5.3.4 生物合成市场潜力与发展方向196
5.4 生物航空燃料196
5.4.1 市场价值196
5.4.2 化学合成路径197
5.4.3 生物合成路径199
5.4.4 生物合成市场潜力与发展方向200
5.5 沼气201
5.5.1 市场价值201
5.5.2 化学合成路径201
5.5.3 生物合成路径203
5.5.4 生物合成市场潜力与发展方向205
5.6 生物氢206
5.6.1 市场价值206
5.6.2 化学合成路径206
5.6.3 生物合成路径208
5.6.4 生物合成市场潜力与发展方向212
参考文献213
第6章 生物合成生物基高分子材料
6.1 生物基聚酰胺230
6.1.1 市场价值231
6.1.2 化学合成路径232
6.1.3 生物合成路径236
6.1.4 生物合成市场潜力与发展方向240
6.2 生物基聚酯240
6.2.1 PLA 241
6.2.2 PBS 245
6.2.3 PHA 247
6.3 生物橡胶251
6.3.1 生物基异戊橡胶251
6.3.2 生物基三元乙丙橡胶254
6.3.3 生物基衣康酸酯橡胶255
6.3.4 蒲公英橡胶258
参考文献259
第7章 生物合成前沿新材料
7.1 生物油墨267
7.1.1 市场价值267
7.1.2 生物合成路径267
7.1.3 生物合成市场潜力与发展方向269
7.2 电子化学品269
7.2.1 市场价值269
7.2.2 化学合成路径270
7.2.3 生物合成路径273
7.2.4 生物合成市场潜力与发展方向274
7.3 活体功能材料275
7.3.1 市场价值275
7.3.2 生物合成路径275
7.3.3 生物合成市场潜力与发展方向278
7.4 生物合成纳米材料278
7.4.1 市场价值278
7.4.2 生物合成路径279
7.4.3 生物合成市场潜力与发展方向281
7.5 高强高模的生物基仿生复合材料282
7.5.1 市场价值282
7.5.2 生物合成路径282
7.5.3 生物合成市场潜力与发展方向285
参考文献285
第8章 合成生物学领域的高新技术
8.1 基因编辑技术289
8.1.1 基因编辑技术的原理289
8.1.2 基因编辑技术的类别290
8.1.3 基因编辑技术的应用291
8.2 人工酶的设计及构建292
8.2.1 人工酶概述292
8.2.2 人工酶的分类293
8.2.3 人工酶的设计及构建策略294
8.2.4 人工酶的应用296
8.3 细胞工厂的设计及构建296
8.3.1 细胞工厂的设计及构建原理297
8.3.2 细胞工厂构建的技术类别297
8.3.3 细胞工厂的应用298
8.4 反应分离耦合技术299
8.4.1 反应分离耦合技术的原理299
8.4.2 反应分离耦合技术的分类300
8.4.3 反应分离耦合技术的应用301
8.5 智能传感技术301
8.5.1 智能传感技术的原理301
8.5.2 智能传感技术的类别及发展过程302
8.5.3 智能传感技术的应用303
8.6 生物微胶囊技术304
8.6.1 生物微胶囊技术的原理304
8.6.2 生物微胶囊制备技术的类别304
8.6.3 生物微胶囊技术的应用306
参考文献307
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| 內容試閱：
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化石能源储量有限，且其燃烧会排放二氧化碳等温室气体，加剧全球变暖进程，此为当前人类所面临的两大难题。以构建细胞工厂为生产方式、以生物质为生产原料的绿色生物制造技术已成为全世界科学家关注的焦点。细胞工厂高效环保，生物质原料生生不息，这使得绿色生物制造技术在能源领域和环保领域脱颖而出。医药保健品、环保塑料、车用能源…… 诸多产品背后都有绿色生物制造技术的身影，生物合成化学品和新材料逐渐进入人们的生活。绿色生物制造技术的发展体现了多学科之间的相互渗透和融合，在各方面都展示出了良好的发展势头和巨大的发展潜力。
《生物合成化学品与新材料》是一本详细介绍生物合成化学品及新材料的学术专著。该书根据近年来绿色生物制造技术工业化发展进程及研发趋势，系统梳理了生物合成化学品和新材料在不同领域的应用现状及发展前景。全书共分8章，第1章概述了生物合成化学品和新材料的发展过程，强调了绿色生物制造技术的战略重要性。第2章至第6章，详细介绍了生物合成大宗化学品、生物合成生物基精细化学品、生物合成生物基医药化学品、生物合成生物基能源燃料以及生物合成生物基高分子材料的产品市场现状、化工合成技术、生物合成技术以及其应用潜力与方向。第7章重点关注了生物合成前沿新材料，帮助读者掌握最新研究动态，促进灵感迸发。第8章梳理了合成生物学领域的一些主流新技术资料，以供读者参考。该书可作为从事生物化工领域的科研人员、工程技术人员等参考，也可供高等学校合成生物学基础研究和工业过程开发的本科生、研究生前沿研讨课的教材。
绿色生物制造领域相关的基础研究已经取得长足进展，但其工业化应用还很有限，如何把这些基础研究成果转化为工业化应用的产品，需要绿色生物制造领域的研究人员与化学工程与技术领域的研究者加强合作交流，进一步提高生物合成化学品和新材料过程的稳定性、经济性，创制更高效的细胞工厂。这也正是撰写本书的初衷，希望可以促进交叉领域合作，实现生物加工过程和生物基化学品和新材料的工业转化应用，推动绿色生物制造技术影响社会、造福人类。
在成书之际，笔者对多年给予支持的国家自然科学基金委、科技部和重庆市科技局表示由衷的感谢；对参与本书各章编写工作的博士生罗若诗、秦钊、李汶蔚、肖开兴、韩维航、方霞、宗继锴，硕士生林凡祯、李廷兰、刘雪梅、夏雪、周小洁、余艳婷、李佳宁、朱泽洋、李旭阳等表示由衷的感谢；对关心、支持和帮助本书编著及出版的所有人员表示由衷的感谢！
限于编著者水平和经验，书中难免存在不足和疏漏之处，敬请读者批评指正。
王丹
2025年10月于重庆大学
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