Aceton und Methanol sind zwei wichtige Ausgangsstoffe, die zur Herstellung von Chemikalien verwendet werden – darunter auch Lösungsmittel. Sie bestehen vielfach noch aus fossilen Rohstoffen wie Erdöl. Ein internationales Forschungsteam unter Mitwirkung der Universität Magdeburg forscht im Projekt DESMOL2PRO nun an neuen Ansätzen zur Herstellung nachhaltiger Chemikalien.

Biochemische Prozesse kreislauffähig machen

Ziel des Projektes DESMOL2PRO ist die Entwicklung biologisch abbaubarer Lösungsmittel, die gezielt in der chemischen Industrie eingesetzt werden können – etwa zur Herstellung von Biokunststoffen und Medikamenten, aber auch, um biochemische Prozesse sauberer, effizienter und kreislauffähiger zu gestalten. Dabei setzt das Team nicht nur auf nachwachsende Rohstoffe als Ausgangsstoff, sondern auch auf Enzyme, um die biokatalytischen Prozesse gezielt zu steuern. Doch diese Enzyme sind sehr empfindlich.

„In vielen herkömmlichen Lösungsmitteln arbeiten Enzyme nur schlecht oder gar nicht“, erklärt Jan von Langermann, Co-Sprecher des Projekts und Chemiker am Institut für Chemie der Universität Magdeburg. Die Wirksamkeit dieser Eiweißmoleküle hängt demnach entscheidend vom richtigen Lösungsmittel ab.

Mit DES enzymatische Prozesse steuern

Im Projekt sollen daher sogenannte Deep Eutectic Solvents (DES) zum Einsatz kommen, um enzymatische Prozesse zu verbessern. DES sind Stoffgemische, die meist aus mindestens einer festen Substanz bestehen und bei Raumtemperatur flüssig werden. Auch lassen sie sich vorwiegend aus natürlichen Rohstoffen und organischen Verbindungen herstellen.

„DES können häufig die Struktur und Stabilität von Enzymen erhalten, sogar die Aktivität der Katalysatoren gezielt beeinflussen und gleichzeitig eine auf spezifische Anwendungen zugeschnittene Weiterverarbeitung ermöglichen“, erklärt von Langermann. „Wir wollen verstehen, wie DES Enzyme beeinflussen, welches System zu welchem Enzym passt und wie wir diese Erkenntnisse für industrielle Prozesse nutzen können.“ Die Forschenden sind überzeugt, dass ihr Ansatz helfen könnte, die Abhängigkeit von Erdöl zu verringern und grüne Wertschöpfungsketten aufzubauen.

DFG fördert Projekt mit 3,2 Mio. Euro

Das Vorhaben mit dem Titel „Maßgeschneiderte Deep Eutectic Solvents für die Biokatalyse – DESMOL2PRO“ wird von der Leibniz-Universität Hannover koordiniert und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 3,2 Mio. Euro gefördert. Daran beteiligt sind insgesamt sieben Partner – darunter auch aus Deutschland, Österreich und Kroatien.

bb