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Hinweise auf Veranstaltungen, Symposien, Vorträge |
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Biokatalyse als Wegbereiter für mehr Nachhaltigkeit in der Chemieproduktion
Christian Wandrey |
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Eine spezifische Wirkung wird oft erst durch eine spezifische (Bio-)Katalyse bei der Herstellung erreicht. Die Produktmoleküle enthalten meist chirale Zentren. Dies bedeutet, dass bei der klassischen Katalyse Produktgemische erhalten werden, die sich wie rechte und linke Hand zueinander verhalten. Die Biokatalyse liefert dagegen "reinrassige¿ linke Hand Moleküle oder rechte Hand Moleküle. Die jeweils andere Orientierung wäre dabei nur Abfall oder kann sogar toxisch wirken.
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Biokatalytische Verfahren setzen sich durch |
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Aber auch in der mehr klassischen organischen Synthese beginnen sich biokatalytische Verfahren durchzusetzen. Berühmt geworden ist die biokatalytische Herstellung eines Ausgangsstoffes für Polymere (Acrylamid). Diese Bioproduktion wird im Jahr 2001 der Maßstab von 100.000 Tonnen überschreiten.
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"Technische Evolution"
Heute können Biokatalysatoren nicht nur aus der Natur gewonnen werden, sondern auch im Zuge einer technischen Evolution sehr rasch verändert werden. Dabei macht man sich im Labor die Methoden der Evolution bei der sexuellen Vererbung zunutze, die in der Natur bei Mikroorganismen gar nicht vorkommen. Auf Grund der hohen Generationsfolge bei Mikroorganismen lassen sich so gewaltige Evolutionsgeschwindigkeiten erzielen. Die molekularbiologisch veränderten Biokatalysatoren können dann auch in Syntheseketten in ganzen Mikroorganismen genutzt werden (Designer-Mikroorganismen für die Chemieproduktion).
Zumindest für Feinchemikalien werden viele Chemierohstoffe inzwischen zunehmend durch nachwachsende Rohstoffe (Zucker, Fette) ersetzt. Zucker ist eine wasserstoffhaltige Verbindung. Daher werden auch Biohydrierungen mit Zucker als Wasserstoffquelle durchgeführt. |
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Synergien zwischen Chemieproduktion und Bioproduktion |
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Auf der anderen Seite können Biokatalysatoren auch den mehr klassisch-chemischen Produktionsmethoden in organischen Lösungsmitteln oder bei höheren Temperaturen angepasst werden. Auch Biohydrierungen mit molekularem Wasserstoff sind kürzlich zugänglich geworden.
Schließlich ist eine Synergie zwischen klassischer Chemieproduktion und Bioproduktionen denkbar. Dabei wird man z.B. klassische Polymermaterialien mit Biokatalysatoren gezielt für bestimmte Anwendungsfälle verändern (Chemo-Bio-Polymere).
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