{"id":146734,"date":"2024-06-25T07:05:00","date_gmt":"2024-06-25T05:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=146734"},"modified":"2024-06-23T12:34:20","modified_gmt":"2024-06-23T10:34:20","slug":"enzyme-statt-zyanid-forschende-entwickeln-biokatalytisches-verfahren-fur-nitrilherstellung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/enzyme-statt-zyanid-forschende-entwickeln-biokatalytisches-verfahren-fur-nitrilherstellung\/","title":{"rendered":"Enzyme statt Zyanid: Forschende entwickeln biokatalytisches Verfahren f\u00fcr Nitrilherstellung"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Um bei der Produktion von Nitrilen auf das hochgiftige Zyanid verzichten zu k\u00f6nnen, hat ein Forschungsteam der TU Graz und der tschechischen Akademie der Wissenschaften auf zwei Enzyme zur\u00fcckgegriffen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"Eine
Eine zyanidfreie chemoenzymatische Kaskade f\u00fcr die Nitrilsynthese. \u00a9 IMBT – TU Graz<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wenn der Haushaltsreiniger einen zitronenartigen Duft verstr\u00f6mt, dann kann das an einem Nitril namens Citronellylnitril liegen. Auch bei der Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen, Sekundenklebern oder chemikalienresistenten Handschuhen kommen diese vielseitigen chemischen Nitril-Gruppen zum Einsatz. F\u00fcr das bisher g\u00e4ngige Herstellungsverfahren ben\u00f6tigte es eine chemische Reaktion bestimmter Molek\u00fcle mit hochgiftigem Zyanid. Margit Winkler vom Institut f\u00fcr Molekulare Biotechnologie der TU Graz hat nun gemeinsam mit Ludmila Mart\u00ednkov\u00e1 vom Institut f\u00fcr Mikrobiologie der tschechischen Akademie der Wissenschaften ein biokatalytisches Verfahren entwickelt, das ohne Zyanid auskommt, bei Raumtemperatur funktioniert und daher weniger Energie ben\u00f6tigt sowie weniger sch\u00e4dliche Abf\u00e4lle abwirft. Gef\u00f6rdert wurde das Projekt vom \u00d6sterreichischen Wissenschaftsfonds FWF und der Czech Science Foundation (GACR).<\/p>\n\n\n\n

Zwei enzymgeleitete Schritte<\/h3>\n\n\n\n

Um das Zyanid zu ersetzen, greift die Forschungsgruppe auf Enzyme zur\u00fcck und verbindet drei einzelne Reaktionen zu einer Kaskade. Ausgangsstoff sind Carbons\u00e4uren, etwa Fetts\u00e4uren aus \u00d6len oder Lignin, das als Reststoff in der Holzverarbeitung anf\u00e4llt. Im ersten Schritt wird die Carbons\u00e4ure durch Zugabe von Zucker, Sauerstoff und dem in lebenden Bakterienzellen enthaltenen Enzym Carbons\u00e4urereduktase zu einem Aldehyd gewandelt. Dieses Aldehyd ist allerdings hoch reaktiv und dadurch instabil, in vielen F\u00e4llen noch dazu fl\u00fcchtig. Um diesen Stoff abzufangen, l\u00e4sst man das Aldehyd mit Hydroxylamin reagieren, wodurch es zu stabilem Oxim umgesetzt wird.<\/p>\n\n\n\n

Oxim ist eine gew\u00e4sserte Form des Nitrils, weswegen im letzten Schritt das Enzym Aldoxim Dehydratase zum Einsatz kommt. Auch dieses befindet sich in Bakterienzellen und sorgt daf\u00fcr, dass dem Oxim das Wasser entzogen wird. Ist dies geschehen, hat die Kaskade ihr Ziel erreicht und das gew\u00fcnschte Nitril ist hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr kleine Mengen ist diese Methode bereits gut einsetzbar. Das w\u00e4re etwa bei sehr potenten Duftstoffen der Fall, von denen nur wenig ben\u00f6tigt wird, um einen Effekt zu erzielen. F\u00fcr die Herstellung gr\u00f6\u00dferer Nitrilmengen ist noch Optimierungsarbeit notwendig, um den biokatalytischen Prozess zu vertretbaren Kosten nutzen zu k\u00f6nnen. Aktuell kommen im ersten Prozessschritt stark verd\u00fcnnte L\u00f6sungen zum Einsatz und es ben\u00f6tigt einen gro\u00dfen Reaktor, um Gro\u00dfmengen zu produzieren. Das ist allerdings teuer. Daher forscht Margit Winkler bereits daran, den ersten Schritt effizienter zu gestalten. Die Dehydrierung des Oxims alleine ist hingegen ausgesprochen effizient und bereits heute technisch reif f\u00fcr die Produktion.<\/p>\n\n\n\n

Ein biobasiertes Verfahren<\/h3>\n\n\n\n
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\u201eZyanid besch\u00e4ftigt mich bereits seit meiner Diplomarbeit, und wie wir aus den Romanen von Agatha Christie wissen, ist es hochgiftig\u201c, sagt Margit Winkler<\/strong>. \u201eDaher war es uns wichtig, einen Weg zu finden, wie sich diese gef\u00e4hrliche Substanz in der Produktion vermeiden l\u00e4sst. Die Fetts\u00e4uren, die wir einsetzen, stammen aus Pflanzen\u00f6len. Wir haben hier also wirklich eine biobasierte Herstellungsmethode. Die m\u00f6chten wir jetzt noch verbessern, damit sie breit einsetzbar ist.\u201c<\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Um bei der Produktion von Nitrilen auf das hochgiftige Zyanid verzichten zu k\u00f6nnen, hat ein Forschungsteam der TU Graz und der tschechischen Akademie der Wissenschaften auf zwei Enzyme zur\u00fcckgegriffen. Wenn der Haushaltsreiniger einen zitronenartigen Duft verstr\u00f6mt, dann kann das an einem Nitril namens Citronellylnitril liegen. Auch bei der Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen, Sekundenklebern oder chemikalienresistenten […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":146737,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Das bisher g\u00e4ngige Herstellungsverfahren ben\u00f6tigte eine chemische Reaktion bestimmter Molek\u00fcle mit hochgiftigem Zyanid","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[13308,12477,12284,12858],"supplier":[24395,24393,1592,24392,14781,12484],"class_list":["post-146734","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bio-based","tag-biobasiert","tag-biochemikalien","tag-biokatalyse","tag-enzyme","supplier-czech-academy-of-sciences","supplier-czech-science-foundation-gacr","supplier-technische-universitaet-graz","supplier-https-mbucas-cz","supplier-oesterreichische-akademie-der-wissenschaften-oeaw","supplier-wissenschaftsfonds-fwf"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/146734","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=146734"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/146734\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/146737"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=146734"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=146734"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=146734"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=146734"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}