Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundprojekt: Polymere Tenside aus nachwachsenden Rohstoffen mit optimierten Performance-Eigenschaften. Teilprojekt 5: Chemoenzymatische Synthesen

Anschrift
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Institut für Bioorganische Chemie
52428 Jülich
Wilhelm-Johnen-Str.
Kontakt
Prof. Dr. Jörg Pietruszka
Tel: +49 246161-4158
E-Mail: j.pietruszka@fz-juelich.de
FKZ
22012308
Anfang
01.10.2008
Ende
31.10.2011
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 Teilvorhabens sollen unterschiedliche biobasierte Tensidmuster synthetisiert werden und eine analytische Basis für enzymatische Untersuchungen geschaffen werden. Geplante Arbeiten sind dabei: a) Substratauswahl bzw. Beschaffung; b) Synthese einer potentiellen Disaccharid-basierten 'Tensidbibliothek'; c) Reinigung der Muster im semipräparativen Maßstab via HPLC; d) Entwicklung einer HPLC-basierten Tensidanalytik; e) nach Evaluierung der Tensidmuster: gezielte biokatalytische Derivatisierungen.
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. Im Rahmen des Teilvorhabens wurden unterschiedliche biobasierte Tensidmuster synthetisiert und eine analytische Basis für enzymatische Untersuchungen geschaffen. Arbeiten waren dabei die Erarbeitung einer potentiellen Disaccharid-basierten 'Tensidbibliothek' und die Entwicklung einer HPLC-basierten Tensidanalytik. Es wurden Mono- und Disaccharid-Standards auf Glucose-Basis in hoher Reinheit synthetisiert. Es wurden außerdem analytische Tools für die Evaluierung der biokatalytischen Derivatisierung auf HPLC-Basis bereitgestellt. Weiterhin wurden acylierte Saccharide (inkl. eines Cyclodextrinderivates) und diverse (modifizierte) Sophoroselipid-Muster (u.a. Sophorose-basiertes Lacton) synthetisiert und bereitgestellt. Alle Saccharide wurden auf ihre tensidischen Eigenschaften hin untersucht.

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