# Биоакриловая кислота Возобновляемые маршруты получения акриловой кислоты — мономера C3 для суперабсорбирующих полимеров, лакокрасочных материалов, покрытий и клеёв — по двум различным цепочкам создания стоимости: биоэтанольные биобазированные акрилатные эфиры, уже выпускаемые в коммерческом масштабе компанией Arkema (Carling, Франция, биоэтилакрилат с 40% биоуглеродного содержания с октября 2024 года) и BASF (Лудвигсхафен, портфель переведён на биоэтилакрилат в августе 2024 года), и прямые ферментативные маршруты до акриловой кислоты через 3-гидроксипропионовую кислоту (платформа Issatchenkia orientalis SD108 компании Cargill) или прямую дрожжевую ферментацию (хозяин Saccharomyces cerevisiae от Genomatica с лабораторным титром около 30 мг/л), остающиеся на пилотной или исследовательской стадии — без подтверждённого китайского коммерческого производителя по состоянию на 2026 год. Source: https://bioecon.ru/technology/bio-acrylic-acid/ Updated: 2026-08-18 ## Обзор и цепочка создания стоимости Маркеры: [EC: REACH chemical registration (EC 1907/2006) | OECD: Industrial biotechnology | Регулятор: REACH (ЕС), EPA (США)] Акриловая кислота — ненасыщенная карбоновая кислота C3, производимая в мире в многомиллионнных годовых масштабах почти исключительно из ископаемого пропилена через двухстадийное каталитическое окисление через акролеин и используемая далее в суперабсорбирующих полимерах для гигиенических продуктов, полимерных дисперсиях для красок и покрытий, а также акрилатных эфирных мономерах для клеёв, текстиля и чувствительных к давлению плёнок. Два конкурирующих возобновляемых маршрута сейчас коммерциализуются параллельно. Arkema запустила биоэтилакрилат, полностью произведённый из биоэтанола, на своей acrylic monomer площадке в Carling (Франция) в октябре 2024 года, достигнув 40% биоуглеродного содержания и до 30% снижения углеродного следа продукта, а BASF перевела весь портфель этилакрилата на биобазированную марку в августе 2024 года, за которой в 2026 году последовало сотрудничество с Avery Dennison по возобновляемо-атрибутированному бутилакрилату и 2-этилгексилакрилату. Отдельная цепочка создания стоимости нацелена на саму молекулу, а не на её эфиры: давняя платформа 3-гидроксипропионовой кислоты (3-HPA) компании Cargill, продвинутая в январской статье Nature Communications 2026 года по кислототолерантным дрожжам Issatchenkia orientalis SD108, инженерным через β-аланиновый путь с включением до восьми копий гена PAND, позволила бы конвертировать ферментативно произведённую 3-HPA в акриловую кислоту каталитической дегидратацией; статья Genomatica от марта 2026 года в Microbial Cell Factories утвердила Saccharomyces cerevisiae как хозяина для прямой ферментации акриловой кислоты, идентифицировав β-аланиновый маршрут как наиболее перспективный и достигнув около 30 мг/л AA в периодических экспериментах в колбах после нокаута ACH1. Ни один китайский коммерческий производитель биоакриловой кислоты не получил подтверждения источников по состоянию на 2026 год. Ключевые направления биоакриловой кислоты: 1. **Ферментация 3-гидроксипропионовой кислоты (3-Hydroxypropionic Acid Fermentation):** микробное производство прямого предшественника AA — 3-HPA — через инженерные кислототолерантные дрожжи с последующей каталитической дегидратацией до акриловой кислоты — платформа β-аланинового пути I. orientalis SD108 компании Cargill. 2. **Прямая ферментация акриловой кислоты (Direct Acrylic Acid Fermentation):** инженерия дрожжей для секреции собственно акриловой кислоты, а не её предшественника, в обход химической стадии дегидратации — хозяин S. cerevisiae от Genomatica с механизмом толерантности через нокаут ACH1. 3. **Биоэтанольные эфиры акрилата (Bioethanol-to-Acrylate Route):** замена ископаемого пропилена биоэтанолом как upstream-сырьём для традиционного маршрута окисления через акролеин, производящая «бросковые» биобазированные акрилатные эфиры — Arkema (Carling) и BASF (Лудвигсхафен / Фрипорт). 4. **Масштабирование от пилота к коммерции (Bio-Acrylic Acid Scale-Up):** переход ферментативных AA-маршрутов от лабораторных титров в миллиграммах на литр к объёмам и экономике, требуемым для замещения пропиленовой акриловой кислоты — общее узкое место программ Cargill и Genomatica. ### Отраслевая цепочка создания стоимости ``` [сырьё сахара/биоэтанол/глицерин] ──> [микробная ферментация или конверсия биоэтанола в акролеин] │ (интермедиаты: 3-HPA, ацетальдегид, акролеин) │ ▼ [биоакрилатный эфир] <─── [этерификация] <─── [каталитическая дегидратация до акриловой кислоты] │ ▼ [суперабсорбенты, покрытия, клеи] ``` ### Уровни цепочки создания стоимости | Уровень | Описание | Ключевые входы/выходы | |:---|:---|:---| | **Источники сырья** | получение возобновляемого углеродного сырья — растительных сахаров для ферментации, биоэтанола для маршрута через акролеин или биоглицерина как побочного продукта производства биодизеля | **Вход:** сахара сахарного тростника / кукурузы / свёклы, биоэтанол, биоглицерин.
**Выход:** готовый к переработке ферментационный бульон или биоэтанольный поток. | | **Микробная ферментация / конверсия биоэтанола** | инженерные дрожжи (I. orientalis Cargill, S. cerevisiae Genomatica) производят 3-HPA или AA из сахаров; либо биоэтанол дегидрируется до ацетальдегида и окисляется до акролеина по традиционному маршруту | **Вход:** сахара или биоэтанол, продукционный штамм или катализатор.
**Выход:** бульон 3-HPA / AA, или поток акролеина-интермедиата. | | **Каталитическая дегидратация** | 3-HPA каталитически дегидратируется до акриловой кислоты, либо акролеин окисляется до акриловой кислоты над гетерогенным катализатором | **Вход:** бульон 3-HPA или поток акролеина, катализатор дегидратации.
**Выход:** черновая акриловая кислота. | | **Очистка** | черновая акриловая кислота очищается до ледяной акриловой кислоты полимерного качества | **Вход:** черновая акриловая кислота.
**Выход:** ледяная акриловая кислота полимерного качества. | | **Этерификация** | акриловая кислота этерифицируется соответствующим спиртом (этанол, бутанол, 2-этилгексанол) с получением мономеров этилакрилата, бутилакрилата или 2-этилгексилакрилата | **Вход:** AA полимерного качества, спирт.
**Выход:** мономер акрилатного эфира (био-EA от Arkema, био-EA и RE-акрилаты от BASF). | | **Полимеризация downstream** | акрилатные мономеры полимеризуются в суперабсорбирующие полимеры, полимерные дисперсии для покрытий и чувствительные к давлению клеи | **Вход:** мономеры акрилатных эфиров, инициатор полимеризации.
**Выход:** SAP, связующие для красок, адгезивные плёнки. | Сквозные технологии сектора: - **β-аланиновый биосинтетический путь (3-Hydroxypropionic Acid Fermentation):** метаболический маршрут, идентифицированный как оптимальный и для 3-HPA, и для прямого производства AA, конвертирующий аспартат через PAND (аспартатдекарбоксилазу), BAPAT и YDFG в целевую C3-кислоту. - **Инженерия кислототолерантного дрожжевого хозяина (Direct Acrylic Acid Fermentation):** использование низко-pH-толерантных дрожжей (I. orientalis SD108, ACH1-нокаутированный S. cerevisiae) для аккумуляции продукта в кислотной форме, а не в виде нейтрализованной соли. - **Бросковая химия биоэтанол-в-акрилат (Bioethanol-to-Acrylate Route):** интеграция биоэтанольного сырья в традиционный процесс окисления через акролеин для производства молекулярно идентичных «бросковых» биобазированных акрилатных эфиров. --- ## США США являются площадкой как программы ферментации предшественника, так и программы прямой ферментации, нацеленных на саму акриловую кислоту, базирующихся в Миннесоте и Калифорнии. ### Платформа 3-HPA Cargill, прямая ферментация Genomatica, EPA - **Cargill (Миннетонка, Миннесота):** развивает давнюю платформу 3-гидроксипропионовой кислоты, чья январская статья Nature Communications 2026 года инженерила кислототолерантные дрожжи Issatchenkia orientalis SD108 через β-аланиновый путь, балансируя PAND (аспартатдекарбоксилаза, до восьми интегрированных копий), пирваткарбоксилазу (PYC) и аспартатаминотрансферазу (AAT) для направления углеродного потока в 3-HPA при низком pH; 3-HPA — прямой предшественник, дегидратируемый до акриловой кислоты, что позиционирует Cargill как американский якорь цепочки создания стоимости маршрута через предшественник. - **Genomatica (Сан-Диего, Калифорния):** утвердила Saccharomyces cerevisiae как хозяина для прямой ферментации акриловой кислоты в мартовской статье Microbial Cell Factories 2026 года, идентифицировав β-аланиновый маршрут как наиболее перспективный, связав толерантность к AA с митохондриальными генами ACH1 и ETR1 и достигнув около 30 мг/л AA в периодических экспериментах в колбах после работы по нокауту ACH1, снизившего деградацию AA — ранняя, фундаментальная платформа для возобновляемого производства AA. - **Регуляторная рамка EPA:** биобазированная акриловая кислота и её эфиры, произведённые или размещённые на рынке США, подпадают под стандартный промышленно-химический контроль EPA (TSCA) наряду с учётом возобновляемо-топливного сырья, где задействован биоэтанол; коммерческие акрилатные эфиры, уже присутствующие на рынке (био-EA от Arkema/BASF), проходят через обычные каналы инвентаря химикатов TSCA. --- ## КНР Ни одна китайская компания не получила подтверждения источников как выделенный коммерческий производитель биоакриловой кислоты по состоянию на 2026 год; два ведущих запрошенных китайских кандидата (Jilin Boda Biochemistry, фирма биобазированных химикатов, и Zhejiang Realsun Chemical) показали только общие рыночные отчёты по био-ABS и не связанные с темой списки поставщиков — никакого компанийно-специфичного покрытия продукта биоакриловой кислоты или биоакрилата подтверждено не было. ### пробел в исследованиях, политика NDRC/MIIT в нефтехимии - **Пробел в исследованиях:** китайская отчётность по промышленной биотехнологии в этот период делает акцент на ферментационных длинноцепочечных дикарбоновых кислотах, молочной кислоте и биобазированном полиамиде (пентандиаминовый проект Taijin компании Cathay Biotech), а не на выделенном производителе биоакриловой кислоты; традиционное производство акриловой кислоты окислением пропилена остаётся подтверждённым внутренним маршрутом. - **Регуляторный путь:** если бы продукт на основе биоакриловой кислоты или акрилата вышел на китайский рынок, регистрация промышленного химиката проходила бы через стандартные каналы нефтехимического сектора MIIT/NDRC, а не по выделенному биотехнологическому пути, в соответствии с более широким нефтехимическим кластером. --- ## ЕС Европа является площадкой единственного коммерческого производства биобазированных акрилатов в промышленном масштабе, базирующегося во Франции и Германии, где «бросковой» биоэтанольный этилакрилат уже замещает свой ископаемый аналог на двух крупных химических площадках. ### Arkema, BASF, REACH - **Arkema (Коломб, Франция; производство в Carling):** запустила биоэтилакрилат, полностью произведённый из биоэтанола, на своей acrylic monomer площадке в Carling в октябре 2024 года, достигнув 40% биоуглеродного содержания (BCC) и до 30% снижения углеродного следа продукта (PCF) по предположениям IPCC 2021 GWP100; запуск строится на инвестиции 2023 года по сокращению выбросов Scope 1 и 2 на площадке Carling примерно на 20%. - **BASF (Лудвигсхафен, Германия):** перевела весь портфель этилакрилата на биобазированную марку в августе 2024 года, за которой последовало мартовское сотрудничество 2026 года с Avery Dennison по запуску возобновляемо-атрибутированных Butyl Acrylate RE и 2-Ethylhexyl Acrylate RE, производимых на площадке BASF во Фрипорте (Техас) с использованием возобновляемой электроэнергии, а также июльское расширение портфеля сертифицированных biomass-balanced добавок для архитектурных покрытий. - **Регуляторная рамка REACH:** биобазированная акриловая кислота и акрилатные эфиры, произведённые или размещённые на рынке ЕС, подпадают под регистрацию, оценку и авторизацию химикатов REACH — тот же режим, что регулирует их ископаемые аналоги. --- ## Ведущие компании и исследовательские институты | Компания / Институт | Страна | Ключевые продукты / платформы | Технологические особенности | Статус 2026 | |:---|:---|:---|:---|:---| | **Cargill** | 🇺🇸 США | *3-HPA через I. orientalis SD108 (предшественник AA)* | β-аланиновый путь, мультикопийная интеграция PAND, низко-pH кислототолерантные дрожжи | pilot | | **Genomatica** | 🇺🇸 США | *Прямая AA-ферментация в S. cerevisiae* | Толерант-инженерия ACH1/ETR1, β-аланиновый маршрут, периодический титр ~30 мг/л | pilot | | **Arkema** | 🇫🇷 Франция | *Биоэтилакрилат (Carling)* | Бросковая химия биоэтанол-в-акрилат, 40% биоуглеродного содержания, 30% снижение PCF | commercial | | **BASF** | 🇩🇪 Германия | *Портфель биоэтилакрилата + biomass-balanced добавки* | Общепортфельный переход на био-EA (август 2024), возобновляемо-атрибутированные акрилаты с Avery Dennison | commercial | --- ## Технологический стек и инновации Стек охватывает две различные цепочки создания стоимости возобновляемого AA: микробную ферментацию в направлении самой молекулы (пока докоммерческая) и бросковое производство акрилатных эфиров на биоэтаноле (уже коммерческое). 1. **β-аланиново-путная ферментация 3-HPA (3-Hydroxypropionic Acid Fermentation):** - Январская статья Nature Communications 2026 года Cargill инженерила Issatchenkia orientalis SD108 с генетическим тулбоксом (эписомальные плазмиды, библиотека промоторов/терминаторов, мультиплексное CRISPR-делецию, лендинг-пэд мультикопийной интеграции) и идентифицировала β-аланиновый путь как оптимальный, при этом PAND (аспартатдекарбоксилаза) лимитирует скорость до восьми интегрированных копий, а сбалансированные PYC (пирваткарбоксилаза) и AAT (аспартатаминотрансфераза) направляют поток в 3-HPA при низком pH. 2. **Прямая дрожжевая ферментация акриловой кислоты (Direct Acrylic Acid Fermentation):** - Мартовская статья Microbial Cell Factories 2026 года Genomatica утвердила Saccharomyces cerevisiae как хозяина для прямого производства AA, идентифицировав β-аланиновый маршрут как наиболее перспективный, связав толерантность к AA с митохондриальными генами ACH1 и ETR1 и достигнув около 30 мг/л AA в периодических экспериментах в колбах после нокаута ACH1, снизившего аккумуляцию AA-CoA и деградацию AA. 3. **Бросковые биоэтанольные акрилаты (Bioethanol-to-Acrylate Route):** - Октябрьский запуск Carling Arkema 2024 года и общепортфельный переход BASF августа 2024 года оба производят «бросковой» биоэтилакрилат замещением ископаемого пропилена биоэтанолом, давая молекулярно идентичный эфир с проверяемым биоуглеродным содержанием (40% BCC у Arkema) и квантифицированным снижением углеродного следа (до 30% PCF). 4. **Масштабирование от пилота к коммерции (Bio-Acrylic Acid Scale-Up):** - Общей технической проблемой Cargill и Genomatica остаётся переход от лабораторных титров в миллиграммах на литр к тоннажным производственным объёмам и себестоимости, требуемым для замещения ископаемого пропилена на рынке товарной акриловой кислоты — разрыв, который коммерческие производители «бросковых» акрилатов (Arkema, BASF) уже преодолели через биоэтанольный маршрут. --- ## Цепочки создания стоимости и производственные конвейеры ### Промышленный конвейер биоакриловой кислоты (REACH / EPA) ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. Источники сырья │ ───> │ 2. Ферментация / │ │ (сахара, биоэтанол) │ │ конверсия биоэтанола │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. Очистка │ <─── │ 3. Каталитическая │ │ │ │ дегидратация │ │ │ │ (3-HPA → AA) │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. Этерификация │ ───> │ 6. Полимеризация │ │ (AA → акрилатный эфир) │ │ downstream │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### Этап 1: Источники сырья Растительные сахара (сахарный тростник, кукуруза, свёкла), биоэтанол или биоглицерин как побочный продукт производства биодизеля служат возобновляемым углеродным сырьём, замещая ископаемый пропилен в традиционной цепочке создания акриловой кислоты. #### Этап 2: Ферментация / конверсия биоэтанола Инженерные кислототолерантные дрожжи (Issatchenkia orientalis SD108 через β-аланиновый путь у Cargill, ACH1-нокаутированный Saccharomyces cerevisiae у Genomatica) конвертируют сахара в 3-HPA или напрямую в AA; либо биоэтанол дегидрируется до ацетальдегида и окисляется до акролеина по традиционному двухстадийному маршруту (Arkema, BASF). #### Этап 3: Каталитическая дегидратация Бульон 3-HPA каталитически дегидратируется до акриловой кислоты над гетерогенным катализатором дегидратации, либо акролеин окисляется до акриловой кислоты — этап, на котором маршрут через предшественник (Cargill) и маршрут прямой ферментации (Genomatica) сходятся к одной целевой молекуле. #### Этап 4: Очистка Черновая акриловая кислота очищается до ледяной акриловой кислоты полимерного качества, пригодной для downstream-этерификации или прямой полимеризации в суперабсорбирующие полимеры. #### Этап 5: Этерификация Акриловая кислота полимерного качества этерифицируется этанолом (био-EA Arkema Carling, био-EA BASF), бутанолом или 2-этилгексанолом для получения соответствующих мономеров акрилатных эфиров для рынков покрытий и клеёв. #### Этап 6: Полимеризация downstream Акрилатные мономеры полимеризуются в суперабсорбирующие полимеры для гигиенических продуктов, полимерные дисперсии для красок и покрытий и чувствительные к давлению клеи — конечная точка цепочки создания стоимости, где коммерческие биобазированные акрилаты Arkema и BASF уже находят downstream-заказчиков.