本发明提供一种制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactone)和源自生物的有机酸及由此衍生的物质(derivative)的方法。
背景技术：
：用于生成工业上有用的原料即γ-丁内酯、1,4-丁二醇、四氢呋喃等的反应物，例如有马来酸酐、无水琥珀酸、乙炔、丁二烯等，这些大部分为石油化学领域中生产的物质。因此，最近正在尝试利用环保的源自生物的物质而努力，以能够代替γ-丁内酯、1,4-丁二醇、四氢呋喃等的原料物质为源自石油化学的现有技术，同时能够解决污染物质的排放、自然资源枯竭等不环保的缺点，并能够持续生产，从而不会使自然资源枯竭。例如，利用1,4-丁二醇和琥珀酸进行酯化反应，以及通过由此产生的低聚物的酯交换反应而进行缩聚反应，从而能够制备具有生物降解性的聚丁二酸丁二醇酯(polybutylenesuccinate)，利用1,4-丁二醇通过与对苯二甲酸的酯化反应能够制备聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate)。最近，通过微生物的直接发酵由生物质(biomass)生产琥珀酸，并将其在商业上用于四氢呋喃、1,4-丁二醇、γ-丁内酯等的制备中(生物琥珀公司(Bio-AmberInc.))。美国专利公开公报第US2011/0159572号涉及具有1,4-丁二醇生物合成能力的转化微生物，其公开了包含1,4-丁二醇路径的微生物，其中导入了至少一种编码以充分的量表达的1,4-丁二醇路径(BDOpathway)的酶的外源性核酸(exogenousnucleicacid)，以能够生产1,4-丁二醇。但是，至今为止还没有关于将以源自微生物的O-酰基高丝氨酸(O-acylhomoserine)作为原料物质，通过化学转化方法获得的源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸利用在工业社会中非常有用的上述1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等的合成方面的报道。(专利文献1)US2011/0159572A技术实现要素：本发明要解决的技术问题本发明的目的在于，提供一种源自生物的O-酰基高丝氨酸的新的应用，其中使用源自微生物的O-酰基高丝氨酸作为制备有用的1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等的原料物质，以代替原料物质为源自石油化学的现有技术，能够解决污染物质的排放、自然资源的枯竭等不环保的缺点，并且能够持续再生产，不会使自然资源枯竭。更详细地，本发明的目的在于，提供一种合成工业社会上非常有用的上述1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等的制备方法，其中利用由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过化学转化方法来获得的源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸。解决技术问题的技术手段为了实现上述目的，本发明提供一种在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯和源自生物的有机酸的方法。并且，本发明提供一种利用源自生物的高丝氨酸内酯通过加氢脱氮反应或脱氨基化反应来制备γ-丁内酯的方法，其中在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯。并且，本发明提供一种制备能够从所述γ-丁内酯衍生的物质的方法，即，制备四氢呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等的方法。并且，本发明提供一种利用源自生物的高丝氨酸内酯和有机酸来制备可由此衍生的物质，即，乙醇、乙烯、聚乙烯、单乙二醇、1,4-丁二醇、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮等的方法，其中在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯及作为副产物的源自生物的有机酸。发明的效果本发明具有以下效果：本发明利用源自微生物的O-酰基高丝氨酸作为工业社会中非常有用的1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等的原料物质，以代替原料物质为源自石油化学的现有技术，能够解决污染物质的排放、自然资源的枯竭等不环保的缺点，并且能够持续再生产，不会使自然资源枯竭。并且，由于基于所述源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸，能够合成聚丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的聚酯，因此，本发明的由源自微生物的O-酰基高丝氨酸生产源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸的方法，从任何方面来看，具有非常高的工业实用性。具体实施方式本发明涉及一种在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来生产源自生物的高丝氨酸内酯和源自生物的有机酸的方法。本发明中源自微生物的O-酰基高丝氨酸是指由微生物生产的O-酰基高丝氨酸。所述O-酰基高丝氨酸包括O-乙酰基-L-高丝氨酸和O-琥珀酰基-L-高丝氨酸。本发明中所述微生物为生产O-酰基高丝氨酸的菌株，只要是可进行基因操作的微生物，则可以是任何种的微生物，可以利用属于埃希氏杆菌(Escherichia)属、欧文氏菌(Erwinia)属、沙雷氏菌(Serratia)属、普罗维登斯菌(Providencia)属、棒状杆菌(Corynebacteria)属、假单胞菌(Pseudomonas)属、钩端螺旋体(Leptospira)属、沙门氏菌(Salmonellar)属、短杆菌(Brevibacteria)属、海珀莫纳斯(Hypomononas)属、色素细菌(Chromobacterium)属及诺卡氏菌(Norcardia)属或真菌(fungi)或酵母类(yeast)的微生物。优选地，所述微生物优选为棒状杆菌微生物或埃希氏杆菌属菌株。更优选地，所述微生物优选为生产O-酰基高丝氨酸的大肠杆菌。并且，所述微生物优选为通过转化而使O-酰基高丝氨酸生产能力得到提高的菌株。所述O-酰基高丝氨酸生产能力得到提高的菌株优选为胱硫醚γ合成酶(cystathioninegammasynthase)或O-琥珀酰基高丝氨酸硫化氢解酶或O-乙酰基高丝氨酸硫化氢解酶的活性被去除或弱化的微生物。并且，所述O-酰基高丝氨酸生产能力得到提高的菌株可以是O-乙酰基-L-高丝氨酸的生产能力得到提高的菌株。所述O-乙酰基-L-高丝氨酸的生产能力得到提高的菌株进一步优选为高丝氨酸O-乙酰基转移酶(homoserineO-acetyltransferase)的活性得到强化的微生物。或者所述O-酰基高丝氨酸生产能力得到提高的菌株可以是O-琥珀酰基-L-高丝氨酸(O-succinyl-L-homoserine)的生产能力得到提高的菌株。所述O-琥珀酰基-L-高丝氨酸的生产能力得到高的菌株进一步优选为O-琥珀酰基转移酶(homoserineO-succinyltransferase，MetA)的活性得到提高的微生物。本发明的特征为，在酸催化剂下，由所述源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解来生成源自生物的高丝氨酸内酯。本发明中所述源自生物是指利用由微生物生产的O-酰基高丝氨酸作为原料物质，是为了与源自石油化学的原料物质区分开而使用的术语。优选使用浓盐酸(35％以上，约12M)或将其用水稀释的稀盐酸作为所述酸催化剂。O-酰基高丝氨酸与盐酸的使用量的摩尔比优选为1:1～15。反应条件优选为在40～60℃下，反应1～3小时，或者以回流反应的方式反应1～3小时。通过本发明的制备方法生成的高丝氨酸内酯，之后可以通过脱氨基化反应而制备γ-丁内酯，该γ-丁内酯之后可以用作制备四氢呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等工业上非常有用的各种物质的制备原料。并且，本发明的特征为，制备出所述高丝氨酸内酯与作为副产物的源自生物的有机酸。所述有机酸包括乙酸(aceticacid)和琥珀酸(succinicacid)。更详细地，本发明的特征为，利用O-乙酰基-L-高丝氨酸作为O-酰基高丝氨酸的情况下，制备出高丝氨酸内酯与作为副产物的乙酸，利用O-琥珀酰基-L-高丝氨酸作为O-酰基高丝氨酸的情况下，制备出高丝氨酸内酯与作为副产物的琥珀酸。通过本发明的制备方法生成的乙酸，之后可以用作工业上非常有用的各种物质的制备原料，其可以通过本领域已经公知的方法，通过氢化反应制备成乙醇，该乙醇经过脱水可以制备成乙烯、单乙二醇、乙酸乙酯、二乙基醚、氯仿、碘仿、乙酸、乙醛、氯乙烷、溴乙烷、丁二烯等。并且，乙烯可以通过本领域已知的聚合反应而制备成聚乙烯等高分子。并且，通过本发明的制备方法生成的琥珀酸在催化剂下通过氢化反应可以制备成1,4-丁二醇，该1,4-丁二醇可以用作工业上非常有用的各种物质的制备原料，可以制备成γ-丁内酯、四氢呋喃等。并且，通过本发明的制备方法生成的琥珀酸与1,4-丁二醇通过共聚可以制备成作为生物降解性高分子的聚丁二酸丁二醇酯。按照上述方法制备的源自生物的高丝氨酸内酯还可以通过脱氨基化反应而制备成γ-丁内酯，该γ-丁内酯之后还可以用作四氢呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等工业上非常有用的各种物质的制备原料。并且，本发明涉及一种γ-丁内酯的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸的步骤；以及通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应由所述高丝氨酸内酯制备γ-丁内酯的步骤。由源自微生物的O-酰基高丝氨酸来制备源自生物的高丝氨酸内酯及有机酸的方法与上述记载的内容相同，可以在酸催化剂下通过水解反应来制备高丝氨酸内酯。之后，高丝氨酸内酯首先可以通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应来制备成γ-丁内酯。所述金属催化剂可以将选自钯(Pd)、铂(Pt)、镍(Ni)、钴(Co)中的一种以上负载到碳(C)或二氧化硅上并加以使用。此时，反应条件优选为100～500℃，氢气的压力适合为10～100巴(bar)。反应后，回收金属催化剂用于下一反应，浓缩滤液，并通过精制过程而获得γ-丁内酯。上述制备的γ-丁内酯为具有204℃的高沸点的物质，不仅可以作为合成吡咯烷酮或N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮的中间体使用，上述制备的γ-丁内酯还是在农业、医药、染料、颜料、香料、化妆品、石油化学、电子工业领域中多样地使用的重要的原料之一，可以作为芳香化合物、除锈剂、二次电池的电解质溶剂、医药品或农药品的中间体使用。并且，本发明涉及一种四氢呋喃的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸的步骤；由所述高丝氨酸内酯通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应进行脱氨基化来制备γ-丁内酯的步骤；以及在溴化铟催化剂下，由所述γ-丁内酯通过硅烷化合物的醚化反应来制备四氢呋喃的步骤。由源自微生物的O-酰基高丝氨酸制备γ-丁内酯的方法为止与上述记载的方法相同。之后，将γ-丁内酯溶解于溶剂中后，在溴化铟催化剂下，使用硅烷化合物还原剂，在60～80℃下进行醚化反应，从而制备四氢呋喃。所述溶剂可以使用三氯甲烷(trichloromethane)、苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙腈(acetonitrile)等。所述硅烷化合物如下述化学式1所示，R1、R2或R3选自相同或不同的官能团或原子。<化学式1>优选的官能团或原子可以列举如氢原子、卤原子、氨基、烷基、环烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基氨基、芳基、芳基氨基、乙烯基、甲硅烷氧基、有机甲硅烷氧基、有机甲硅烷基、杂环基。在烷基、环烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基氨基、芳基、芳基氨基、乙烯基、甲硅烷氧基、有机甲硅烷氧基、有机甲硅烷基、杂环基本。对于烷基、环烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基氨基、芳基、芳基氨基、乙烯基、甲硅烷氧基、有机甲硅烷氧基、有机甲硅烷基，对碳原子数没有限制，但一般碳原子数为1～18。并且，其也可以是直链形、支链形或环形结构，但优选地，R1、R2或R3中的至少一个是碳原子数为1～4的烷基。并且，在所述化学式1中，R1、R2或R3优选为相同或不同的R或XR(R为碳原子数为1～4的烷基或芳基，X为杂原子)。对于所述γ-丁内酯，溴化铟催化剂的使用量为2～100质量％，优选使用5～10质量％，硅烷化合物的使用量为γ-丁内酯的3～5倍，优选使用3.4～4.0倍。并且，就溴化铟和硅烷的比例而言，对于100mol的硅烷使用1～2mol的溴化铟。反应温度优选为60～80℃。反应结束后，用二氯甲烷(15mL)提取水相，在无水Na2SO4中进行干燥，并在减压条件下蒸发。通过快速柱色谱法(SiO2/己烷：AcOEt＝99：1)对粗产物(crudeproduct)进行精制，从而获得四氢呋喃。并且，本发明涉及一种2-吡咯烷酮的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的有机酸的步骤；由所述高丝氨酸内酯通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应来制备γ-丁内酯的步骤；以及在氨水溶液的存在下，在高温高压下，由所述γ-丁内酯制备2-吡咯烷酮的步骤。由源自微生物的O-酰基高丝氨酸制备γ-丁内酯的方法与上述记载的方法相同。之后，将γ-丁内酯混合到氨水溶液中后，利用高温高压反应器在200～375℃下，40～100巴下反应1～2小时左右，从而制备2-吡咯烷酮。γ-丁内酯和氨的摩尔数比优选为为1：0.5～1：1.5。即使使用的γ-丁内酯的摩尔数为上述比例以上，2-吡咯烷酮的生成量也不会增加，反而会生成其它副产物，因此优选在上述比例范围内使用。所述γ-丁内酯可以以无水物的形态与氨水溶液混合，也可以将其溶于水而制成γ-丁内酯溶液后再进行使用。反应温度优选为200～375℃，当反应温度为200℃以下时，反应速度过慢，当反应温度为375℃以上时，生成的2-吡咯烷酮以外的不纯物的浓度会增加，因此优选在上述温度范围内。压力范围优选在40～100巴范围内，反应时间优选为10分钟至3小时，更有选为1～2小时。并且，为了降低以4-羟基丁酰胺(4-hydroxybutyamide)作为中间体的副产物的生成，在工序过程中，氨水溶液优选以逐渐添加的方式添加，因此，也可以通过分批(batch)方式制备，但也可以通过连续工序(continuousprocess)制备。反应结束后去除水，用氯仿提取，用硫酸镁干燥有机层。过滤出硫酸镁，对滤液进行浓缩，从而获得2-吡咯烷酮。并且，本发明提供一种N-甲基-2-吡咯烷酮的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的有机酸的步骤；由所述高丝氨酸内酯通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应来制备γ-丁内酯的步骤；以及在液相的甲基胺存在下，由所述γ-丁内酯来制备N-甲基-吡咯烷酮的步骤。由O-酰基高丝氨酸制备γ-丁内酯的方法与上述记载的方法相同。之后，通过将所述γ-丁内酯和液相的甲基胺混合，然后在高温下进行反应来可以制备N-甲基-2-吡咯烷酮。所述γ-丁内酯和甲基胺的摩尔比优选为1：1～3(γ-丁内酯：甲基胺)。在上述反应中，可以使用微波反应器、帕尔反应器、高温高压反应器等反应器。反应条件可以根据所使用的反应器而不同，在利用微波反应器的情况下，在180～220℃，常压下反应15分钟～1小时，优选反应约30分钟左右，在利用帕尔反应器的情况下，在200～240℃，10～20巴下反应3～5小时，优选反应约4小时左右，在利用高温高压反应器的情况下，在250～300℃，50～55巴下，反应30分钟～2小时，优选反应约1小时左右。反应结束后去除水，用氯仿提取，用硫酸镁干燥有机层。过滤出硫酸镁，对滤液进行浓缩，从而获得N-甲基-2-吡咯烷酮。本发明提供一种N-乙烯基-2-吡咯烷酮的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的有机酸的步骤；由所述高丝氨酸内酯通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应来制备γ-丁内酯的步骤；前段反应即在液相的乙醇胺存在下，由所述γ-丁内酯通过脱水反应来制备N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮的；以及后段反应即在含有碱金属或碱土金属及硅的氧化物催化剂存在下，由所述N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮通过脱水反应来制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮的步骤。由源自微生物的O-酰基高丝氨酸制备γ-丁内酯的方法与上述记载的方法相同。之后，将所述γ-丁内酯与乙醇胺在液相中通过脱水反应(前段反应)来制备N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮，之后，利用含有碱金属或碱土金属及硅的氧化物催化剂在气相中通过脱水反应(后段反应)来制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮。对所述前段反应具体说明如下。所述前段反应是指，在容器内被氮气置换的高压釜(autoclave)中，在室温下加入乙醇胺和水并搅拌，同时添加γ-丁内酯，然后用氮气加压至25～35个大气压，然后升温至200～250℃，并约反应2小时。通过前段反应由γ-丁内酯制备N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮溶液。之后，对前段反应的反应液，即对含有N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮的溶液进行蒸馏精制，从而获得N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮。对所述后段反应具体说明如下。首先，将用于后段反应的催化剂碳酸铯溶于水中，在90℃下进行加热搅拌，同时加入氧化硅并进行加热浓缩，然后，在空气中，于120℃干燥20小时，然后将获得的固体破碎成9～16目，在空气中，于500℃下煅烧2小时，从而制备具有Cs1Si10的组成(除氧以外)的催化剂。之后，将所述催化剂填充到内经为15mm的不锈钢反应管中，并将该反应管放置于高温(约360℃)的反应管中。在该反应管中，供给将N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮用氮气稀释的原料气体，使其在常压下反应。其中N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮的空速为200hr-1。反应开始1小时后，将反应器出口的气体用甲醇捕集，并通过气相色谱获得N-乙烯基-2-吡咯烷酮。就所述催化剂而言，也可以选择性地使用下述化学式2所示的氧化物。<化学式2>MaSibXcOd在化学式2中，M为选自碱金属及碱土金属元素中的1种以上的元素，Si为硅，X为选自B、Al及P中的1种以上的元素，O表示氧。并且，就字母a、b和c而言，当a＝1时，b＝1～500，c＝0～1，并且d由a、b及c值及各种组成元素的结合状态所决定。相对于所述碱金属及/或碱土金属元素的硅的比例根据碱金属及/或碱土金属的种类而不同，在通常情况下，原子比为1～500倍的范围，优选为5～200倍的范围。并且，根据需要所添加的选自B、Al及P中的1种以上的元素X的对于碱金属及/碱土金属元素的比例根据碱金属及/碱土金属的种类而不同，但通常原子比优选为0～1。并且，本发明提供一种1,4-丁二醇的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-酰基高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的有机酸的步骤；由所述高丝氨酸内酯通过利用金属催化剂和氢气的加氢脱氮反应来制备γ-丁内酯的步骤；以及由所述γ-丁内酯制备1,4-丁二醇的步骤。由O-酰基高丝氨酸制备γ-丁内酯的方法与上述记载的方法相同。之后，利用0.25mol％的钌(Ru)催化剂和1mol％的咪唑配体，在四氢呋喃(THF)溶剂，100℃条件下，通过氢气(50巴)注入反应来由γ-丁内酯制备1,4-丁二醇。1,4-丁二醇为每年占有40亿美元的世界市场规模的高分子中间体及工业溶剂。其为氨纶的生产原料聚四亚甲基醚乙二醇的制备原料，与单体二异氰酸酯反应可以生成聚氨酯树脂，也用于制备作为工程塑料的制备原料的聚对苯二甲酸丁二醇酯，还可以作为用于制备γ-丁内酯及作为主要溶剂的四氢呋喃的中间体使用。并且，本发明提供一种乙醇的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步骤；以及在含有第一金属、硅质支撑体及一种以上的支撑体改性体的催化剂的存在下，由所述乙酸通过氢化反应来制备乙醇的步骤。由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸制备高丝氨酸内酯和源自生物的乙酸的步骤为止与上述记载的方法相同。之后，在催化剂下，由乙酸通过氢化反应来制备乙醇。所述催化剂包括第一金属、硅质支撑体及一种以上的支撑体改性体。所述第一金属可以选自铂、铜、铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂、钛、锌、铬、铼、钼和钨，以催化剂总重量为基准，其使用量优选为0.1～25重量％。所述硅质支撑体可以选自二氧化硅、硅铝、偏硅酸钙，以催化剂总重量为基准，其使用量优选为25重量％～99重量％。硅质支撑体的表面积优选为50m2/g～600m2/g。所述支撑体改性体可以选自钠、钾、镁、钙、钪，钇和锌的氧化物以及硅酸盐，优选为CaSiO3，以催化剂总重量为基准，其使用量可以为0.1重量％～50重量％。所述催化剂中可以进一步包含与第一金属不同的第二金属，第二金属可以选自铜，钼，锡，铬，铁，钴，钒，钨，钯，铂，镧，铈，锰，钌，铼，金及镍。当还包含第二金属时，以催化剂的总重量为基准，所述第一金属和第二金属的使用量分别优选为0.1～10重量％。氢化反应条件为在125℃～350℃，10KPa～3000KPa的压力下，将氢气和乙酸以气相每气体时间500hr-1以上的空速(GHSV)供给到反应器中。氢气和乙酸的供给比例优选为大于2：1。在如上所述的催化剂下，通过乙酸的氢化反应来制备乙醇。这样制备的乙醇可以通过公知的制备乙烯的方法来制备出乙烯，所述公知方法为用浓硫酸脱水或以活性氧化铝作为催化剂并利用气体相脱水等制备出乙烯，并且，还可以制备成单乙二醇、乙酸乙酯、二乙醚、氯仿、碘仿、乙酸、乙醛、氯乙烷、溴乙烷、丁二烯等。并且，可以通过本领域技术人员已知的聚合反应来制备成聚乙烯等高分子。并且，本发明提供一种乙烯的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步骤；在含有第一金属、硅质支撑体及一种以上的支撑体改性体的催化剂的存在下，由所述乙酸通过氢化反应来制备乙醇的步骤；在沸石(ZSM-5)催化剂的存在下，由所述乙醇通过脱水反应来制备乙烯的步骤。由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸制备乙醇的步骤为止与上述记载的方法相同。之后，在催化剂下，由乙醇通过脱水反应来制备乙烯。所述催化剂优选为沸石(ZSM-5)催化剂。在本发明的优选实施方式中，将乙醇放入固定床石英反应器中，于550℃条件下进行反应，从而制备乙烯气体。并且，本发明提供一种聚乙烯的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步骤；在含有第一金属、硅质支撑体及一种以上的支撑体改性体的催化剂的存在下，由所述乙酸通过氢化反应来制备乙醇的步骤；在沸石催化剂的存在下，由所述乙醇通过脱水反应来制备乙烯的步骤；在齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂的存在下，由所述乙烯通过聚合反应来制备聚乙烯的步骤。由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸制备乙烯的步骤为止与上述记载的方法相同。之后，在齐格勒-纳塔催化剂下，由乙烯制备聚乙烯。本发明优选的实施方式中，使所述乙烯气体在齐格勒-纳塔催化剂和100psi的氮气，50℃下反应20分钟，从而制备了聚乙烯。并且，本发明提供一种单乙二醇的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的乙酸的步骤；在含有第一金属、硅质支撑体及一种以上的支撑体改性体的催化剂的存在下，由所述乙酸通过氢化反应来制备乙醇的步骤；在Na2PtCl4、Na2PtCl6催化剂的存在下，由所述乙醇制备单乙二醇的步骤。由源自微生物的O-乙酰基-L-高丝氨酸制备乙烯的步骤为止与上述记载的方法相同。之后，在催化剂下由乙醇制备单乙二醇。所述催化剂优选使用Na2PtCl4、Na2PtCl6催化剂。本发明的优选实施方式中，使乙醇与Na2PtCl4或Na2PtCl6催化剂反应来制备单乙二醇。并且，本发明涉及一种1,4-丁二醇的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的琥珀酸的步骤；在碳载体上的金属催化剂存在下，由所述琥珀酸通过氢化反应来制备1,4-丁二醇的步骤。由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸制备高丝氨酸内酯和源自生物的琥珀酸的步骤为止与上述记载的方法相同。之后，将所述制备的琥珀酸利用碳支撑体上的包含钯、银及铼金属的催化剂通过氢化反应来制备1,4-丁二醇。就所述催化剂而言，在铂(Pt)、钯(Pd)及钌(Ru)的供给源中浸渍碳支撑体，然后在150℃以下进行干燥，然后从浸渍的碳支撑体去除溶剂，然后将上述干燥的浸渍的碳支撑体在还原条件(reducingcondition)下加热到100℃～350℃，则在催化剂内会存在具有平均10nm以下的粒径大小的结晶化形态的钯。钯化合物、银化合物、铼的供给源中的至少一种为溶液。所述碳支撑体具有至少200m2/g的BET表面积，优选具有500～1500m2/g的BET表面积。所述催化剂的组成包含0.1～20重量％的钯，优选为2～8重量％；0.1～20重量％的银，优选为1～8重量％；0.1～20重量％的铼，优选为1～10重量％。对于银的钯的比例为10:1-1:10。所述钯化合物溶液是指包含适当量的钯化合物的液相溶液，其中所述钯化合物用于制备包含所需量的钯的催化剂。所述钯化合物可以为诸如硝酸钯或氯化物、碳酸酯、羧酸酯、乙酸酯、乙酰丙酮化物或胺等钯化合物。所述银化合物溶液是指包含适当量的银化合物的液相溶液，其中所述银化合物用于制备包含所需量的银的催化剂。由于所述钯化合物和银化合物会因热而分解，因此应为能够被金属还原。所述铼化合物溶液是指包含适当量的铼化合物的液相溶液，其中所述铼化合物用于制备包含所需量的铼的催化剂。所述铼化合物包括高铼酸(perrhenicacid)、高铼酸铵(ammoniumperrhenate)或碱金属高铼酸盐(alkalimetalperrhenate)。为了所述还原条件，可以使用使催化剂接触氢气或氢气和氮气的混合物的方法，以使催化剂容易还原。在如上所述的方法制备的催化剂的存在下，使琥珀酸和包含氢气的气体进行氢化反应，然后通过蒸馏进行精制来制备1,4-丁二醇。所述氢化反应通过以下方式来完成：在50℃～350℃下，以2～400atm的氢气压力，并使氢气和琥珀酸以5：1～1000：1的比例接触0.1分钟～20小时左右。通过所述氢化反应除了可以制备1,4-丁二醇之外，还可以制备四氢呋喃、γ-丁内酯、正丁醇、正丁酸、正丙醇等及它们的混合物，1,4-丁二醇和四氢呋喃以外的副产物的量非常少。所述混合物中分离1,4-丁二醇可以通过分馏(fractionaldistillation)的方式实施，被分离的1,4-丁二醇的最大的选择率为73.6％。并且，在碳支撑体上包含钯(Pd)、银(Ag)、铼(Re)金属的催化剂的存在下，由所述琥珀酸通过氢化反应(hydrogenation)制备1,4-丁二醇的步骤中，同时能够制备作为副产物的四氢呋喃。并且，本发明涉及一种γ-丁内酯和四氢呋喃的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的琥珀酸的步骤；在商用MCM-41支撑体上包含铂、钯、钌金属的催化剂下，由所述琥珀酸通过氢化反应来制备γ-丁内酯和四氢呋喃的步骤。由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸制备高丝氨酸内酯和源自生物的琥珀酸的步骤为止与上述记载的方法相同。之后，在商用MCM-41支撑体上包含铂、钯、钌金属的各个催化剂下，由所述制备的琥珀酸通过氢化反应来制备γ-丁内酯和四氢呋喃。所述催化剂通过以下方法来制备，即将商用MCM-41支撑体分别以湿式浸渍法分别浸渍到铂(Pt)、钯(Pd)或钌的前体中后，在100℃下干燥24小时而制备。在还原条件下，将上述干燥的浸渍的催化剂于450℃下使氢气流入后进行反应。所述碳支撑体至少具有700m2/g的BET表面积，优选具有700～1000m2/g的BET表面积。所述催化剂的组成包含15重量％。所述各个贵金属前体使用了四氨合硝酸铂(Tetraammineplatinum(II)nitrate)、硝酸钯溶液(Palladium(II)nitrate)、水合三氯化钌(Ruthenium(III)chloridehydrate)。并且，本发明涉及一种γ-丁内酯的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的琥珀酸的步骤；在碳支撑体上包含金属的催化剂下，由所述琥珀酸通过氢化反应来制备1,4-丁二醇的步骤；在铜-锌类催化剂存在下，由所述1,4-丁二醇通过脱氢反应来制备γ-丁内酯的步骤。由所述O-琥珀酰基-L-高丝氨酸制备1,4-丁二醇的工序为止与实施例9相同。之后，在铜-锌类催化剂下，由按照上述方法制备的1,4-丁二醇通过脱水反应而制备成γ-丁内酯。所述铜-锌类催化剂具体为，对由硝酸锌、硝酸铝、硝酸锆及乙酸铜的混合水溶液和碱金属氢氧化物获得沉淀物的塑性体(催化剂前体)经过氢气还原形成的Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3。在所述Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3催化剂下，以气相接触1,4-丁二醇，并通过脱氢反应制备γ-丁内酯。脱氢反应的反应温度为1,4-丁二醇能够以气相存在的温度范围，即为150～400℃为宜。脱氢反应的反应器为上部具备填充有陶瓷环的气化层，下部具有催化剂层的反应器，其上端具有运载气体的导入口和原料流入口，下端具备具有气体排出口的反应槽液捕集容器(冷却)，但并不仅限定于此。通过上述制备方法制备的γ-丁内酯的收率为97.9％。此外，本发明涉及一种四氢呋喃的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)及源自生物的琥珀酸的步骤；在碳支撑体上包含金属的催化剂下，由所述琥珀酸通过氢化反应来制备1,4-丁二醇的步骤；在选自无机酸、负载于氧化铝上的钨氧化物、铁磷酸盐中的一种催化剂下，由1,4-丁二醇通过脱水反应来制备四氢呋喃的步骤。由所述O-琥珀酰基-L-高丝氨酸制备1,4-丁二醇的工序为止与上述记载的方法相同。在选自无机酸、负载于氧化铝上的钨氧化物、铁磷酸盐中的一种催化剂下，由通过上述方法制备的1,4-丁二醇通过脱水反应来制备四氢呋喃。所述无机酸催化剂为诸如硫酸或阳离子交换树脂的酸催化剂。在利用无机酸催化剂的情况下，由1,4-丁二醇制备四氢呋喃的方法如下所述：在包含诸如硫酸或阳离子交换树脂的催化剂的反应柱中加入1,4-丁二醇，并在100～200℃的温度及1～10kg/cm2的压力下进行脱水反应，然后获得包含水和四氢呋喃的混合物的反应生成物，并将该反应生成物放入提取蒸馏柱，于40～200℃的温度及0.1～10kg/cm2的压力下进一步加入作为提取溶剂的1,4-丁二醇，实施连续提取蒸馏，从而制备四氢呋喃。所述负载于氧化铝上的钨氧化物催化剂可以通过以下方式制备：在液相改性法(liquidphasemodification)中，活性催化剂可以通过在1,4-丁二醇的存在下，选择性地在氢气大气下，与诸如钨氧化物、钨酸(H2WO4)或氧化铝、二氧化硅的支撑体一起化合的这些物质中的任一种进行加热，并直接在该位置上制备。在钨氧化物催化剂固定在氧化铝或二氧化硅等上的情况下，由于实现上升的活化效果，因此，以10％钨氧化物及90％的铝氧化物的组合物制备的催化剂实际上比源自钨氧化物本身的活性更高。在利用负载于氧化铝上的钨氧化物催化剂的情况下，在管形反应器中，填充由10％的WO3及90％的Al2O3构成的1/8英寸的162g(70ml)小球的哈肖(Harshaw)钨催化剂WO0801，然后以每分钟70ml的氢气流下在250℃下加热反应床，然后使1,4-丁二醇以每小时36ml的速度流入锅炉内，待到达正常状态时，由仅以1：1的比例包含水和四氢呋喃的浓缩的溶出液制备四氢呋喃。所述铁磷酸盐催化剂通过以下方法制备：在1M的硝酸铁溶液中添加磷酸或磷酸铵，以使Fe：P的比例为1～1.5，并在90℃下搅拌2小时后，在干燥器中进行干燥24小时而制备。铁磷酸盐可以单独使用，也可以负载到氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、沸石及活性炭等载体上后使用。优选地，在使用铁磷酸盐催化剂之前，可以通过在氢气或氮气、氦气、氩气等不活泼气体下用200～400℃的温度进行预处理来增加催化剂活性。在使用铁磷酸盐催化剂的情况下，四氢呋喃的制备方法如下所述：将铁磷酸盐催化剂填充到管形反应器中，然后以相对于1,4-丁二醇的重量为0.1～20重量％的铁磷酸盐催化剂和1,4-丁二醇填充到液相反应器中后，以150～300℃的反应温度反应约1小时左右，从而制备四氢呋喃。并且，本发明提供一种N-甲基-2-吡咯烷酮的制备方法，所述制备方法包括：在酸催化剂下，由源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸通过水解反应来制备源自生物的高丝氨酸内酯及源自生物的琥珀酸的步骤；在碳支撑体上包含金属的催化剂存在下，由所述琥珀酸通过氢化反应制备1,4-丁二醇的步骤；在铜-锌类催化剂存在下，由所述1,4-丁二醇通过脱氢反应来制备γ-丁内酯的步骤；添加液态的甲胺由所述γ-丁内酯通过脱水反应来制备N-甲基-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolione)的步骤。所述O-酰基高丝氨酸的特征为，其为O-琥珀酰基-L-高丝氨酸。由所述源自微生物的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸制备γ-丁内酯的步骤为止，与上述记载的方法相同。由所述制备的γ-丁内酯制备N-甲基-2-吡咯烷酮的工序与上述第5实施例的方法相同，因此，可以将γ-丁内酯和液相的甲基胺混合后，在高温下进行反应来制备N-甲基-2-吡咯烷酮。下面，将通过具体实施例来更加详细地说明本发明，但下述实施例仅是为了例示本发明而提出的，本发明并不限定于下述实施例。实施例1：O-酰基高丝氨酸生产菌株的制备1-1)metB的缺损为了使大肠杆菌(E.coli)中编码胱硫醚合成酶的基因metB缺损，使用了FRT-一步骤PCR缺失(FRT-one-stepPCRdeletion)方法(PNAS(2000)vol97:P6640-6645)，其中所述胱硫醚合成酶具有将O-琥珀酰基-L-高丝氨酸或O-乙酰基-L-高丝氨酸转换为胱硫醚或高半胱氨酸的活性。利用包含与源自大肠杆菌的metB的一部分及pKD3(PNAS(2000)vol97：P6640-6645)的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：1和SEQIDNO：2的引物，以包含氯霉素标记的pKD3载体作为模版，进行聚合酶链(PCR)反应，从而制备metB缺失盒(deletioncassette)pKD3-△metB。此时，PCR反应的变性(denaturation)步骤在94℃下实施30秒，退火(annealing)步骤在55℃下实施30秒，延伸(extension)步骤在72℃下实施1分钟，并重复上述过程30次。在1.0％的琼脂糖胶中对获得的PCR产物进行电泳后，由1.2kbp大小的条带(band)纯化DNA。将回收的DNA片段以2500V电穿孔转染到事先由pKD46载体转化的大肠杆菌(K12)W3110菌株上。此时，就事先用pKD46转化的W3110菌株而言，利用包含有100μg/L的青霉素(ampicilin)和5mM的阿拉伯糖(l-arabinose)的LB培养基，于30℃下培养至OD600＝0.6之后，利用灭菌蒸馏水清洗2次，利用10％的甘油(glycerol)清洗1次并加以使用。将经过电穿孔转染的菌株涂抹到包含25μg/L的氯霉素的LB平板培养基上，并于37℃下培养一晚后，筛选出显示出耐性的菌株。对于筛选出的菌株，以菌株为模版，利用相同的引物在相同的条件下进行PCR处理后，观察到在1.0％的琼脂糖胶上的基因大小为1.2Kb，由此确认了metB的缺损。将得到确认的菌株再次用pCP20载体(PNAS(2000)vol97：P6640-6645)进行转化并在LB培养基中培养，再次通过相同条件的PCR在1.0％的琼脂糖胶上制作了基因大小减小为150bp的最终metB缺损菌株，并确认了氯霉素标记被去除，并将制作的菌株命名为W3-B。1.2)thrB的缺损希望通过使编码高丝氨酸激酶的thrB基因缺损来增加高丝氨酸到O-琥珀酰基高丝氨酸的合成量，其中所述高丝氨酸激酶具有将高丝氨酸转换为O-磷酸高丝氨酸(O-phosphohomoserine)的活性。为了在上述制备的W3-B菌株中使thrB缺损，使用了与缺损metB时相同的FRT-一步骤PCR缺失方法。为了制备thrB缺失盒，以包含卡那霉素标记的pKD4载体(PNAS(2000)vol97：P6640-6645)作为模版，利用包含与源自大肠杆菌的thrB的一部分及pKD4的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：3和SEQIDNO：4的引物，采用与实施例1-1类似的方法进行PCR反应。将获得的PCR产物在1.0％的琼脂糖胶中进行电泳后，由1.6kbp大小的条带(band)纯化DNA。将回收的DNA片段电穿孔转染到事先用pKD46载体转化的W3-B菌株上。将回收的菌株涂抹到包含50μg/L的卡那霉素的LB平板培养基上，并于37℃下培养一晚后，筛选出显示出耐性的菌株。以筛选出的菌株为模版，利用SEQIDNO：3和SEQIDNO：4的引物在相同的条件下进行PCR处理后，通过在1.0％的琼脂糖胶上筛选出基因大小被确认为1.6Kb的菌株，由此确认了thrB的缺损。将得到确认的菌株再次用pCP20载体进行转化并在LB培养基中培养，再次通过相同条件的PCR在1.0％的琼脂糖胶上制作了基因大小减小为150bp的最终thrB缺损菌株，并确认了卡那霉素标记被去除，并将制作的菌株命名为W3-BT。1-3)metJ的缺损为了使用于调节metA的metJ基因缺损，采用了与缺损metB时相同的FRT-一步骤PCR缺失方法。所述metA参与O-酰基高丝氨酸的合成。为了制作metJ基因缺失盒，利用包含与源自大肠杆菌的metJ的一部分及pKD3的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：5和SEQIDNO：6的引物，采用与实施例1-1类似的方法进行PCR反应。将获得的PCR产物在1.0％的琼脂糖胶中进行电泳后，由1.2kbp大小的条带纯化DNA。将回收的DNA片段电穿孔转染到事先用pKD46载体转化的W3-BT菌株上。将回收的菌株涂抹到包含氯霉素的LB平板培养基上，并于37℃下培养一晚后，筛选出显示出耐性的菌株。直接以筛选出的菌株为模版，利用SEQIDNO：7和SEQIDNO：8的引物在相同的条件下进行PCR处理后，通过在1.0％的琼脂糖胶上确认基因大小变化为1.6Kb，由此确认了metJ的缺损。将得到确认的菌株再次用pCP20载体进行转化并在LB培养基中培养，再次通过相同条件的PCR在1.0％的琼脂糖胶上制作出基因大小减小为600bp的最终metJ基因缺损菌株，并确认氯霉素标记被去除。将制得的菌株命名为W3-BTJ。1-4-1)metA的过表达为了合成更多的O-酰基高丝氨酸，想要使编码高丝氨酸O-琥珀酰基转移酶的metA过表达，其中高丝氨酸O-琥珀酰基转移酶参与由高丝氨酸合成O-琥珀酰基高丝氨酸。为此，以大肠杆菌W3110的染色体作为模版，利用SEQIDNO：9和SEQIDNO：10的引物实施PCR反应，其中变性步骤在94℃下实施30秒，退火步骤在55℃下实施30秒，延伸步骤在72℃下实施2分钟，并重复上述过程25次。将获得的PCR产物在1.0％的琼脂糖胶中进行电泳后，由1.2kbp大小的条带纯化DNA。将回收的DNA片段与用SmaI切断PCL1920载体而获得的DNA片段相连接。将连接的载体转化到大肠杆菌菌株上，并在包含50μg/L的壮观霉素(spectinomycin)的LB平板培养基中培养后进行筛选。将由此制备的载体命名为pMetA-CL。将上述载体转化到W3-BTJ菌株中而制备的菌株命名为W3-BTJ/pMetA-CL，并观察O-琥珀酰基高丝氨酸的增加。作为用于进一步增加metA的表达的其它方法，将所述metA与PCL1920载体上的CJ1启动子(韩国，CJ公司，韩国授权专利第10-0620092号)连接。将连接的载体转化到大肠杆菌菌株上，并在包含50μg/L的壮观霉素的LB平板培养基中培养后进行筛选。将由此制备的载体命名为pCJ-MetA-CL。将上述载体转化到W3-BTJ菌株上而制备的菌株命名为W3-BTJ/pCJ-MetA-CL，并观察O-琥珀酰基高丝氨酸的增加。作为用于进一步增加metA的表达的其它方法,将所述metA与PCL1920载体上的CJl启动子(韩国，CJ公司，韩国授权专利第10-0620092号)连接。将连接的载体转化到大肠杆菌菌株上，并在包含50μg/L的壮观霉素的LB平板培养基中培养后进行筛选。将由此制备的载体命名为pCL-MetA-CL。将上述载体转化到W3-BTJ菌株上而制备的菌株命名为W3-BTJ/pCJ-MetA-CL，并观察O-琥珀酰基高丝氨酸的增加。1-4-2)metX的过表达为了合成O-乙酰基高丝氨酸，想要使编码高丝氨酸O-乙酰基转移酶的metX过表达，其中高丝氨酸O-乙酰基转移酶参与由高丝氨酸合成O-乙酰基高丝氨酸。为此，以麦氏钩端螺旋体(Leptospirameyeri)的染色体作为模版，利用SEQIDNO：11和SEQIDNO：12的引物采用与实施例1-4-1类似的方法实施PCR反应。将获得的PCR产物在1.0％的琼脂糖胶中进行电泳后，由1.1kbp大小的条带纯化DNA。将回收的DNA片段与PCL1920载体上的CJ1启动子相连接。将连接的载体转化到大肠杆菌(E.coli)上，并在包含50μg/L的壮观霉素的LB平板培养基中培养后进行筛选。将由此制备的载体命名为pCJ1-MetX1me-CL。将上述载体转化到W3-BTJ菌株中而制备的菌株命名为W3-BTJ/pCJ-MetXlme-CL，并观察O-乙酰基高丝氨酸的增加。作为用于过表达metX的其它方法，以棒状杆菌染色体为模版，并利用SEQIDNO：13和SEQIDNO：14的引物，采用与实施例1-4-1类似的方法实施PCR反应。将获得的PCR产物在1.0％的琼脂糖胶中进行电泳后，纯化DNA。将回收的DNA片段与PCL1920载体上的CJ1启动子相连接。将连接的载体转化到大肠杆菌上，并在包含50μg/L的壮观霉素的LB平板培养基中培养后进行筛选。将由此制备的载体命名为pCJMetXcgl-CL。将上述载体转化到W3-BTJ菌株中而制备的菌株命名为W3-BTJ/pCJ-MetXcgl-CL，并观察O-乙酰基高丝氨酸的增加。1-4-3)metA的缺损为了增加O-乙酰基高丝氨酸的生产量，使W3-BTJ菌株中编码高丝氨酸O-琥珀酰基转移酶的基因metA缺损。由于在仅导入metX的情况下，观察到蓄积了一定量的O-琥珀酰基高丝氨酸，因此，推测在使metA缺损的情况下，能够蓄积更多量的O-乙酰基高丝氨酸(参见表3)。为了使metA缺损，使用了FRT-一步骤PCR缺失法。为了制备metA缺失盒，利用包含与源自大肠杆菌的metA的一部分及pKD3的一部分具有同源性的序列的SEQIDNO：15和SEQIDNO：16的引物，采用与实施例1-1类似的方法实施了PCR反应。将获得的PCR产物在1.0％的琼脂糖胶中进行电泳后，由1.2kbp大小的条带纯化DNA。将回收的DNA片段电穿孔转染到事先用pKD46载体转化的W3-BTJ菌株上。将回收的菌株涂抹到包含50μg/L的氯霉素的LB平板培养基上，并于37℃下培养一晚后，筛选出显示出耐性的菌株。直接以筛选出的菌株为模版，利用SEQIDNO：15和SEQIDNO：16的引物在相同的条件下进行PCR处理后，通过在1.0％的琼脂糖胶上确认基因的大小变为1.1Kb，由此确认了metA的缺损。将得到确认的菌株再次用pCP20载体进行转化并在LB培养基中培养，再次通过相同条件的PCR在1.0％的琼脂糖胶上制作了基因大小减小为100bp的最终metA缺损菌株，并确认了氯霉素标记被去除，并将制作的菌株命名为W3-BTJA。将W3-BTJA菌株用上述PCJMetXlme-CL载体转化而制备的菌株命名为W3-BTJA/pCJ-MetX-CL。用相同的方法培养上述菌株，结果为未观察到O-琥珀酰基高丝氨酸的蓄积，并且确认了O-乙酰基高丝氨酸的生产量相对于W3-BTJ显著地增加即增加了20％。1-5)L-苏氨酸生产菌株的转化利用解除了蛋氨酸需求性的L-苏氨酸生产菌株大肠杆菌CJM002(保藏编号：KCCM-10568)，采用与上述1-1)至1-3)相同的方法制备了O-酰基高丝氨酸生产菌株。制备的菌株为CJM-BTJ。进一步地，采用与1-4-1)相同的方法，制备了CJM-BTJ/pMetA-CL(保藏编号：KCCM-10767P)及CJM-BTJ/pCJ-MetA-CL(保藏编号：KCCM10872P)。上述CJM-BTJ/pMetA-CL菌株及CJM-BTJ(pCJ-MetA-CL)菌株为O-琥珀酰基高丝氨酸生产菌株大肠杆菌，是进行了转化的菌株，以使得metB缺损、thrB缺损、metJ缺损、metA过表达。而为了使metA过表达，CJM-BTJ(pCJ-MetA-CL)为通过与制备CJM-BTJ/pMetA-CL(保藏编号：KCCM-10767P)菌株的方法不同的其它方法即使用CJl启动子的菌株。并且，使用所述CJM-BTJ菌株通过所述1-4-2)及1-4-3)的方法制备了使metX过表达且使metA缺损的菌株，并将制备的菌株命名为CJM-BTJA(pCJ-MetX-CL)(保藏编号：KCCM10873P)。该菌株为以metB缺损、thrB缺损、metJ缺损、metX过表达、metA缺损的方式转化的菌株，是O-乙酰基-L-高丝氨酸生产能力得到提高的大肠杆菌。实施例2：用于生产O-酰基高丝氨酸的发酵为了对实施例1中制备的菌株的O-酰基高丝氨酸生成量进行实验，在三角烧瓶中进行了培养。生产培养基组成如下述表1所示。在含有抗生剂壮观霉素的平板LB培养基中接种W3-BTJ和CJM-BTJ及用metA、metX表达载体转化的W3-BTJ和CJM-BTJ，并于31℃下培养一晚后，将单一的菌落接种到包含壮观霉素的3ml的LB培养基中，然后于31℃下培养5小时，然后在含有25ml的蛋氨酸前体生产培养基的250ml的三角烧瓶中稀释200倍，并于31℃下，以200rpm培养64小时，并通过高效液相色谱法(HPLC)分析来比较了O-酰基高丝氨酸的生产量(表2及表3)。其结果为，可以知道在使用解除了蛋氨酸需求性的苏氨酸生产菌株而制备的生产菌株的生产量显著增加。表1O-酰基高丝氨酸生产烧瓶培养基的组成组成浓度(每公升)葡萄糖40g硫酸铵17gKH2PO41.0gMgSO4·7H2O0.5gFeSO4·7H2O5mgMnSO4·8H2O5mgZnSO45mg碳酸钙30g酵母提取物2g蛋氨酸0.15g苏氨酸0.15g表2通过烧瓶培养的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸的生产表3通过烧瓶培养的O-乙酰基-L-高丝氨酸的生产为了大量生产上述O-酰基高丝氨酸，在5L发酵槽中实施了培养。生产发酵槽培养基组成如下述表4所示。在含有抗生剂壮观霉素的平板LB培养基中接种上述O-琥珀酰基-L高丝氨酸生产菌株CJM-BTJ/pCJ-MetA-CL(保藏编号：KCCM10872P)或O-乙酰基-L-高丝氨酸生产菌株CJM-BTJA/pCJ-MetX-CL(保藏编号：KCCM10873P)，并于31℃下培养一夜。之后，将单一菌落接种到包含壮观霉素的10ml的LB培养基中，并于31℃下培养5小时，再次在包含200ml的O-酰基高丝氨酸种子(Seed)培养基的1000ml的三角烧瓶中稀释100倍，并于31℃，200rpm下培养3～10小时后，接种到5L的发酵槽中，通过分批培养(Fedbatch)式培养发酵法培养50～100小时。用HPLC来分析这样培养的发酵液中的O-酰基高丝氨酸的结果如表5所示。表4O-酰基高丝氨酸生产发酵槽培养基的组成表5发酵槽中的O-酰基高丝氨酸的生产实施例3：由O-酰基高丝氨酸合成高丝氨酸内酯(homoserinelactonehydrochloride)和有机酸利用实施例2中的通过微生物生产的O-酰基高丝氨酸，具体利用O-乙酰基-L-高丝氨酸和O-琥珀酰基-L-高丝氨酸来进行以下实验。3-1)由O-乙酰基-L-高丝氨酸合成高丝氨酸内酯(homoserinelactone)和乙酸①将2g(12.4mmol)的O-乙酰基-L-高丝氨酸完全溶解到10ml(120mmol，9.7当量(equiv).)的浓盐酸，然后在50℃下反应2小时，然后去除盐酸，由此获得纯度为99％的1.7g(12.3mmol)高丝氨酸内酯盐酸盐。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61～2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)②此外，将2g(12.4mmol)的O-乙酰基-L-高丝氨酸完全溶解于与10ml的水混合的1.13ml(13.6mmol，9.7当量(equiv).)(1.24M)的浓盐酸中，然后通过回流反应进行反应2小时，然后去除盐酸，由此获得纯度为99％的1.7g(12.3mmol)的高丝氨酸内酯盐酸盐。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61～2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)③将10g(62.1mmol)的O-乙酰基-L-高丝氨酸完全溶解于50ml(1.24M)的水和5.7ml(68.3mmol，1.1当量(equiv).)的浓盐酸中，然后以回流反应进行反应2小时，然后去除溶剂，由此能够获得纯度为99％的8.5g(61.8mmol)的高丝氨酸内酯盐酸盐。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61-2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)3-2)由O-琥珀酰基-L-高丝氨酸合成高丝氨酸内酯和琥珀酸将2g(9.12mmol)的O-琥珀酰基-L-高丝氨酸完全溶解于10ml(120mmol，13.2当量(equiv).)的浓盐酸中，然后在50℃下反应2小时后，在室温下冷却3小时。过滤沉淀的固体，由此能够获得纯度为65％的0.7g(5.9mmol)的琥珀酸(succinicacid，SA)结晶。对过滤的滤液浓缩，并用无水乙醇结晶化后能够获得纯度为95％的1.2g(8.72mmol)的高丝氨酸内酯盐酸盐(homoserinelactonehydrochloride)。1HNMR(300MHz，DMSO)δ8.83(2H，brs)，4.46(1H，t，J＝8.8Hz)，4.36～4.24(2H，m)，2.61～2.51(1H，m)，2.30(1H，t，J＝10.3Hz)：高丝氨酸内酯盐酸盐1HNMR(300MHz，D2O)δ4.36(1H，t，J＝9.0Hz)，4.29(2H，q，J＝9.0Hz)，2.69～2.60(1H，m)，2.36～2.21(1H，m)：高丝氨酸内酯盐酸盐1HNMR(300MHz，D2O)δ2.47(4H，s)：琥珀酸实施例4：由高丝氨酸内酯合成γ-丁内酯将通过实施例3获得的高丝氨酸内酯放入反应器中，利用将用C或二氧化硅等来负载Pd、Pt、Ni、Co金属的催化剂和10～100巴的氢气以100℃～500℃实施加氢脱氮反应，从而获得γ-丁内酯。实施例5：由γ-丁内酯合成四氢呋喃利用实施例4中获得γ-丁内酯，将其溶解到溶剂中，然后在溴化铟催化剂下，使用硅烷化合物还原剂，并于60℃～80℃下进行醚化反应，从而制备四氢呋喃。就1HNMR光谱而言，通过内部标准即使用四甲基硅烷，在500MHz下进行测定。就NMR光谱而言，通过内部标准即使用氯仿(77.0ppm)的中心峰，并于125MHz下进行测定。高分辨率质谱分析是以NBA(3-硝基苄醇)作为基质进行了测定。在氮气氛围下，在0.6ml的装在带有螺旋盖的小瓶容器中的蒸馏氯仿溶液中连续添加γ-丁内酯(0.6mmol)、InBr3(10.6mg，0.0300mmol)及三乙基硅烷(380μl，2.40mmol)，并用具有聚四氟乙烯(PTFE)膜的盖子密封小瓶容器。在60℃下对反应混合物继续搅拌时，溶液由无色变为黄色，并从黄色变为橙色。作为起始物质的γ-丁内酯消耗完为止，通过气象色谱分析来监视反应。反应结束后，加入3ml的水，连续搅拌，直至橙色的悬浮液的颜色消失。用二氯甲烷(15mL)提取水相，在无水Na2SO4中进行干燥，并在减压调节下进行蒸发。粗产物用快速柱色谱法(SiO2/己烷：AcOEt＝99:1)进行精制，从而合成四氢呋喃。实施例6：由γ-丁内酯合成2-吡咯烷酮利用通过实施例4获得的γ-丁内酯，并利用高温高压反应器来合成2-吡咯烷酮。在高温高压反应器容器中加入6.45g(75mmol)的γ-丁内酯和10.9g(1.1当量(equiv)，82.5mmol，12ml)的26.5％水溶液相的当量(equiv)NH4OH，并填满250ml(0.3M)的水后，在270℃下反应1小时。反应时的压力为53巴。反应后在TLC上未观察到作为起始物质的γ-丁内酯，确认到生成了新的斑点(spot)。去除水，并用CHCl3进行提取后，用MgSO4来干燥有机层。过滤MgSO4后，对滤液进行浓缩并加以进行NMR确认，结果为可知生成了6g(70.5mmol，94％)的2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ6.61(1H，brs)，3.39(2H，t，J＝4.2Hz)，2.28(2H，t，J＝5.6Hz)，2.15～2.02(2H，m)实施例7：由γ-丁内酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮利用实施例4中获得的γ-丁内酯在多种反应条件下合成N-甲基-2-吡咯烷酮。7.1)利用微波反应器由γ-丁内酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮在微波反应器中，在水溶剂下，使γ-丁内酯和甲基胺于高温下进行反应，从而能够得到N-甲基-2-吡咯烷酮。在5ml的微波反应器容器中，加入0.2g(2.23mmol)的γ-丁内酯和0.36g(2.0当量(equiv)，4.64mmol)40％水溶液相当量(equiv)甲基胺，装满5ml(0.46M)的水后，用微波反应器在200℃下反应30分钟。反应后，在TLC上未观察到作为起始物质的γ-丁内酯，确认到生成了新的斑点。粗(Crude)NMR确认结果可知，以80％的收率生成了N-甲基-2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)7.2)利用帕尔反应器由γ-丁内酯来合成N-甲基-2-吡咯烷酮A在帕尔反应器容器中加入3.18g(36.9mmol)的γ-丁内酯和6.44g(2.0当量(equiv)，73.88mmol，7.23ml)的40％水溶液相当量(equiv)甲基胺，装满100ml(0.37M)的水后，用帕尔反应器于220℃，15巴下反应4小时。反应之后，在TLC上未观察到作为起始物质的γ-丁内酯，已知生成了新的斑点。粗NMR确认结果可知，未发现γ-丁内酯，以50％的收率生成了N-甲基-2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)7-3)利用帕尔反应器由γ-丁内酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮B在帕尔反应器容器中加入3.22g(37.4mmol)的γ-丁内酯和2.9g(1.0当量(equiv)，37.4mmol，3.3ml)的40％水溶液相当量(equiv)甲基胺，装满100ml(0.37M)的水后，用帕尔反应器于220℃，15巴下反应4小时。反应之后，在TLC上未观察到作为起始物质的γ-丁内酯(GBL)，已知生成了新的斑点。粗NMR确认结果可知，未发现γ-丁内酯，以60％的收率生成了N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)7-4)利用高温反应器由γ-丁内酯合成N-甲基-2-吡咯烷酮在高温反应器容器中加入6.45g(75mmol)γ-丁内酯和6.4g(1.1当量(equiv)，82.5mmol，7.1ml)的40％水溶液相甲基胺，装满250ml(0.3M)的水后，于270℃下反应1小时。反应时的压力为53.3巴。反应之后，在TLC上未观察到作为起始物质的γ-丁内酯，已知生成了新的斑点。去除水，并用CHCl3进行提取后，用MgSO4来干燥有机层。过滤MgSO4后，对滤液进行浓缩并加以进行NMR确认，结果为可知生成了6.92g(69.8mmol，93％)的N-甲基-2-吡咯烷酮。1HNMR(300MHz，CDCl3)δ3.32(2H，t，J＝5.3Hz)，2.77(3H，s)，2.30(2H，t，J＝6.2Hz)，1.99～1.91(2H，m)实施例8：由γ-丁内酯制备N-甲基-2-吡咯烷酮利用上述实施例4中获得的γ-丁内酯通过前段反应及后段反应来制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮。8.1)前段反应：由γ-丁内酯制备N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮将容器内用氮气置换的1L的高压釜(autoclave)中，在室温下加入356g乙醇胺和100g水并进行搅拌，同时添加518g的γ-丁内酯。之后，用氮气加压至30个大气压，并升温至250℃后反应2小时。之后，进行冷却，然后将反应液用气相色谱法分析后的结果为，N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮的收率为94摩尔％。对反应液进行蒸馏精制，从而获得了N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮。8-2)后段反应：由N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮首先，将欲在后段反应中使用的7.76g的催化剂碳酸铯溶解于250g的水中，在90℃下进行加热，同时加入30g的氧化硅进行加热浓缩，然后在空气中于120℃下干燥20小时。将获得的固体破碎成9～16目，并在空气中于500℃下煅烧，制备了以除了氧之外的原子比为Cs1Si10的组成的催化剂。将30ml的上述催化剂填充到内径为15mm的不锈钢制反应管中，并将该反应管浸渍到360℃的反应管中。向该反应管中以N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮的空速200h1供给用氮气稀释的原料气体，以使N-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮的分压为76mmHg，并进行反应。用甲醇捕集反应开始1个小时后的反应器出口气体，通过气相色谱法进行分析的结果为，N-乙烯基-2-吡咯烷酮的收率为87mol％。实施例9：由γ-丁内酯制备1,4-丁二醇。利用0.25mol％的钌(Ru)催化剂和1mol％的咪唑配体，在THF溶剂，100℃条件下，由上述实施例4中获得的γ-丁内酯通过氢气(50巴)注入反应来制备1,4-丁二醇(Chem.Eur.J.2012.18，9011-9018)。实施例10：由乙酸制备乙醇利用在上述实施例3-1)中生成的副产物乙酸，在包含第一金属、第二金属、硅质支撑体及一种以上的支撑体改性体的催化剂的存在下，通过氢化反应来制备乙醇。使用了通过使用pt及Sn作为第一金属及第二金属，使用SiO2支撑体及CaSiO2作为支撑体改性体来制备的SiO2-CaSiO3-Pt-Sn催化剂。氢化反应条件为250℃、100KPa的压力下，向反应器以气体每小时500hr-1以上的空速(GHSV)供给氢气和乙酸以气相。氢气和乙酸的供给摩尔比为11:1。通过如上所述的氢化反应，以每kg催化剂计，生产出600g以上的乙醇。实施例11：由乙醇制备乙烯将在上述实施例10中获得的乙醇放入固定床石英反应器中，并使用沸石(ZSM-5)催化剂在550℃的条件下进行反应，从而制备乙烯(Catalysis，A:General，2012，162-167)。实施例12：由乙烯制备聚乙烯使在上述实施例11中获得的乙烯气体在齐格勒-纳塔催化剂和100psi的氮气，50℃温度下反应20分钟，从而制备聚乙烯(GBpatent1,406,282,27Jan1972)。实施例13：由乙醇制备单乙二醇使在上述实施例10中获得的乙醇与Na2PtCl4和Na2PtCl6催化剂进行反应，从而能够获得单乙二醇(J.Am.Chem.Soc.，1994，116，998-1003)。实施例14：由琥珀酸制备1,4-丁二醇利用在上述实施例3-2)中制备的琥珀酸，在碳支撑体上包含有钯、银及铼金属的催化剂下，通过氢化反应来制备1,4-丁二醇。14-1)催化剂的制备用于氢化反应的催化剂的制备方法如下。将130.25g(7.7％Pd)的硝酸钯溶液(palladiumnitratesolution)、16.5g的硝酸银(silvernitrate)、41.5g(52.6％，Re)的过铼酸放入250cc的烧瓶中，然后添加乙腈(acetonitrile)，并摇晃使上述混合物很好地溶解。该溶液的质量为296.2g。之后，在286.4g的上述Pd/Ag/Re溶液中浸渍276.5g的作为碳支撑体的1.5mm的ACL40(制备公司：法国的CECAS.A.公司，销售公司：美国的阿托化学北美公司(AtochemNorthAmericaInc.))，并放置5.75小时，然后在约120℃的烘箱中干燥一晚，从而制备在碳支撑体(ACL40)上包含有3.3重量％的Pd、3.2重量％的Ag、6.6重量％的催化剂。14-2)1,4-丁二醇的制备在碳支撑体上包含钯、银和铼金属的催化剂的存在下，由琥珀酸通过在水的存在下进行的氢化反应，于2500psig压力，160℃的反应温度，氢气GHSV＝2760hr-1，LHSV＝0.55hr-1下进行反应，从而制备1,4-丁二醇。实施例15：由琥珀酸制备γ-丁内酯和四氢呋喃利用在上述实施例3-2)中制备的琥珀酸，用商用MCM-41进行预处理后，在作为贵金属的铂、钯、钌金属催化剂下，通过氢化反应来制备γ-丁内酯和四氢呋喃。15-1)催化剂的制备用于氢化反应的催化剂均用湿式浸渍法制备。使用四氨合硝酸铂(Tetraammineplatinum(II)nitrate)、硝酸钯溶液(Palladium(II)nitrate)或水合三氯化钌(Ruthenium(III)chloridehydrate)作为贵金属前体，并将相当于15wt％的它们的各个前体与1g的经过预处理的商用MCM-41(销售公司：西格玛奥德里奇)加入到250ml的圆底烧瓶中，然后过量添加水或丙酮溶剂，并利用旋转式真空泵制备催化剂。将制备的催化剂在120℃的烘箱中干燥过夜，在反应之前均在450度下用氢气还原5小时后进行催化剂反应。15-2)γ-丁内酯和四氢呋喃的制备在分批式反应器中添加通过在上述实施例3-2)中制备的5g的琥珀酸、通过N-1)的方法制备的3g的催化剂和50ml的1,4-二氧六环溶剂，从而制备γ-丁内酯和四氢呋喃。反应条件为，添加氢气以使得成为1467psi的反应压力，然后反应10小时，从而制备γ-丁内酯和四氢呋喃，反应结果如下。表6由琥珀酸来制备γ-丁内酯和四氢呋喃实施例16：由1,4-丁二醇制备γ-丁内酯在铜-锌类催化剂存在下，利用在上述实施例14中制备的1,4-丁二醇，通过脱氢反应制备了γ-丁内酯。16-1)催化剂的制备在烧瓶内加入195g的乙酸铜、20g的硝酸银、101g的硝酸铝、36g的硝酸氧锆，并加入5L的水而使它们溶解。在该溶液中加入将124g的氢氧化钠溶于1L水中的水溶液，通过共沉淀法来生成沉淀物。对该沉淀物进行水洗、干燥后，在500℃下煅烧，从而获得催化剂前体。将25g的该催化剂前体填充到固定床常压气相流通反应装置的催化剂层(内径17mm，长度约为100mm)中，以用氮气稀释的氢气作为还原剂，于200℃以下还原8小时，从而在该反应装置内设定了用于制备γ-丁内酯的Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3催化剂层。16-2)γ-丁内酯的制备从上述的设定有Cu-ZnO-Al2O3-ZrO3催化剂层的固定床常压气相流通反应装置的上部，使作为载体气体的氮气的供给量一律以30ml/min的速度流逝。与该氮气气体一起熔融供应1,4-丁二醇，在气化层中使1,4-丁二醇气化并供给到催化剂层并进行反应。并且，气化层和催化剂层的温度为240℃。根据对1,4-丁二醇的LHSV(液时空速，Liquidhourlyspacevelocity)的变化率，对γ-丁内酯的选择率的γ-丁内酯的最大收率为97.9％。实施例17：由1,4-丁二醇制备四氢呋喃在负载于氧化铝上的钨氧化物催化剂下，利用在上述实施例14中制备的1,4-丁二醇通过脱水反应来制备四氢呋喃。在高压釜中填充150g的1,4-丁二醇和15.0g的钨酸(H2WO4)后，以1000rpm搅拌2小时，同时在1000psi的氢气及200℃下进行加热，从而获得112g的四氢呋喃。保藏编号保藏机构名称：韩国微生物保藏中心(国外)保藏编号：KCCM-10568保藏日期：20040409保藏机构名称：韩国微生物保藏中心(国外)保藏编号：KCCM10872P保藏日期：20070705保藏机构名称：韩国微生物保藏中心(国外)保藏编号：KCCM-10767P保藏日期：20060721保藏机构名称：韩国微生物保藏中心(国外)保藏编号：KCCM10873P保藏日期：20070705当前第1页1 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