Mit textilgeträgerten Enzymen zu neuen Syntheseprozessen für chirale Intermediate der pharmazeutischen Industrie

Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Technologie zur chemo-enzymatischen Synthese von Feinchemikalien im Durchflussreaktor, welche auf der Immobilisierung von Enzymen auf Textilien basiert. Hierbei soll das außerordentliche Potenzial von Enzymen zur Synthese von enantiomerenreinen Molekülen einer breiteren kommerziellen Nutzung zugänglich gemacht werden. Enantiomere sind nahezu identische chemische Verbindungen, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten. In lebenden Organismen können sie jedoch unterschiedliche Wirkung entfalten. Daher unterliegen pharmazeutische Wirkstoffe hohen Reinheitsanforderungen. Trotz der Vielzahl der möglichen biokatalytischen Synthesen scheitert die industrielle Anwendung häufig an den im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren höheren Prozesskosten. Im Sinne einer Wirtschaftlichkeit müssen die teuren Spezialenzyme wiederholt eingesetzt werden. Dies ist bisher nur begrenzt möglich. Weitere Schwierigkeiten sind die Inkompatibilität von Enzymen mit den Reaktionsbedingungen der industriellen organischen Chemie und geringe Raum-Zeit-Ausbeuten.

Das DTNW hat in mehrjährigen Forschungsarbeiten einen Baukasten an Verfahren entwickelt, um Enzyme auf verschiedenen textilen Trägermaterialien kovalent durch variable Ankergruppen zu immobilisieren. Textile Trägermaterialien sind im Vergleich zu den bisher üblichen Trägermaterialien für Enzyme relativ kostengünstig und können somit die Wirtschaftlichkeit enzymatischer Prozesse grundsätzlich erhöhen. In diesem Projekt stehen jedoch die neuen Möglichkeiten der Prozessführung bei der technischen Synthese im Zentrum, die sich durch Verwendung eines flexiblen, filterartigen Materials als Träger ergeben. Ziel ist es, die Raum-Zeit-Ausbeute der Prozesse zu erhöhen und die Anwenderfreundlichkeit der Reaktoren durch Verwendung eines „einfachen“ Materials zu erhöhen.

Das Projektziel gliedert sich daher in drei Teilziele:

  1. Immobilisierung von Spezialenzymen auf Textilien für den Einsatz in organischen Lösungsmitteln
  2. Neuartige kontinuierliche verfahrenstechnische Realisierung für gewebefixierte Biokatalysatoren zur Erreichung von hohen Raum-Zeit-Ausbeuten und ausgezeichneter Enzymproduktivität
  3. Eröffnung neuer Synthesewege und Entwicklung der zugehörigen wirtschaftlichen Prozesse zu chiralen Spezialchemikalien hoher Reinheit für die pharmazeutische Chemie

Angaben zum Forschungsvorhaben

Titel: EnzyFlowTex - Mit textilgeträgerten Enzymen zu neuen Syntheseprozessen für chirale
Intermediate der   pharmazeutischen Industrie

Kennwort:                                EnzyFlowTex
Förderkennzeichen:                  ZIM-Vorhaben ZF 4139702AJ6
Laufzeit:                                  01.10.2016 - 31.03.2018
Projektpartner:                      
Enzymicals AG, Greifswald
Chiracon GmbH, Luckenwalde
Hochschule Niederrhein, Krefeld

Ansprechpartner: Dr. Klaus Opwis, Tel.: +49-2151-843-2014, e-Mail: opwis@dtnw.de