Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundprojekt: Polymere Tenside aus nachwachsenden Rohstoffen mit optimierten Performance-Eigenschaften; Teilprojekt 3: Chemische Tensidsynthese und Eduktsynthese

Anschrift
Taros Chemicals GmbH & Co. KG
44227 Dortmund
Emil-Figge-Str. 76 a
Kontakt
Dr. Alexander Piechot
Tel: +49 23197427210
E-Mail: apiechot@taros.de
FKZ
22012108
Anfang
01.10.2008
Ende
30.09.2011
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung neuer biobasierter Tensidsysteme, die möglichst zu 100 % auf Basis nachwachsender Rohstoffe und über grüne Reaktionstechnik hergestellt werden sollen. Dazu ist geplant, pflanzliche Lipide intelligent mit Proteinen und Kohlenhydraten zu neuen polymeren Biotensiden zu verknüpfen. Die Nutzung einer Kombination von Nachhaltiger Chemie, Enzymkatalyse und Fermentation in enger Kopplung mit modernen Aufarbeitungstechnologien soll eine schnelle Umsetzung der Projektideen hin zu Produktmustern und Herstellprozessen gewährleisten. Die Zielprodukte sollen in hoher Qualität und Reinheit hergestellt werden, die auch kosmetischen Anforderungen genügen. Neben positiven Anwendungs- und Formulierungseigenschaften steht auch die gute biologische Abbaubarkeit der Zielprodukte im Fokus. Die Umweltverträglichkeit der Produkte soll über Life Cycle Assessment Studien verifiziert werden. Im Rahmen des Teilprojektes sollen chemische Kopplungsreaktion mit polymeren Substraten zur nachhaltigen chemischen Tensid-Synthese untersucht werden. Im Fokus steht die Entwicklung von Synthesemethoden, die ein Minimum an Lösungsmitteln benötigen und die ohne Schutzgruppenchemie arbeiten. Ein weiterer Fokus wird die chemische Darstellung von Edukten zur weiteren biotechnologischen Transformation darstellen.
Ergebnisdarstellung
Im Verbundvorhaben wurden biobasierte Tenside wie Oligosaccharid-basierte Tenside, Alkylpolyglykoside, Sophoroselipid-Derivate, Peptid-basierte Tenside und Glukose- sowie Ethylglukose-basierte Acyl- und Acrylderivate untersucht und weiterentwickelt. Für die Herstellung der möglichst vollständig auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellten Tenside wurden heimische Pflanzenöle (insbesondere Rapsöl), Di- und Polysaccharide (insbesondere Zuckerrüben und Mais) sowie Proteine (insbesondere Weizen und Mais) eingesetzt und zu deren Konversion vorrangig enzymatische bzw. mikrobielle Methoden angewendet. Taros hat eine Synthese zur selektiven enzymatischen Veresterung von Glucose mit immobilisierter Lipase entwickelt. Der Glucoseboronsäureester wurde durch einfache Umsetzung von Glucose mit Phenylboronsäure in quantitativer Rohausbeute erhalten und konnte ohne weitere Reinigung in die nächste Stufe eingesetzt werden. Von diesem Glucoseboronsäureester hat Taros 1.1 kg für enzymatische Prozesse hergestellt. Daraus ließen sich gezielt 6-Ester der Glucose herstellen, insbesondere Glucose-6-methacrylat. Die Anstrengungen, Glucose-6-methacrylat enzymatisch in einem wirtschaftlich tragfähigen Prozeß mit der für weitere Anwendungen notwendigen Reinheit >99% herzustellen, führten nicht zum Ziel. Es waren zu große Mengen des immobilisierten Enzyms notwendig, das sich nur eingeschränkt wiederverwenden ließ. Nicht zuletzt erwies sich das Monomer als nicht ausreichend lagerstabil. Von c-Lecta wurden im Teilvorhaben 2 Ethylglucose und 6-O-Ester als Ausgangssubstrat und Mustersubstanzen für Vergleichszwecke benötigt. Taros hat eine eigene Methode zur Synthese von Ethylglucose entwickelt, die bestehende Patente umgeht und auf größere Maßstäbe übertragbar ist. 6-Ester der Ethylglucose wurden durch enzymatische Veresterung mit Acrylsäure und Methacrylsäure erhalten.

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