Do., 02.11.2017

Bielefelder Wissenschaftler wollen Medikamente umweltschonend herstellen Auf dem Weg zur grünen Chemie

Prof. Dr. Harald Gröger will Chemie und Biologie verzahnen und das Beste aus beidem nutzen.

Prof. Dr. Harald Gröger will Chemie und Biologie verzahnen und das Beste aus beidem nutzen. Foto: Uni Bielefeld

Von Sabine Schulze

Bielefeld (WB). Den Wirkstoff für ein Medikament herzustellen, ist ein komplexes und langwieriges Unterfangen: Es braucht oftmals etwa ein Dutzend Produktionsschritte, Reaktionsstufen, bei denen das jeweilige Produkt immer wieder isoliert, abgetrennt und aufgereinigt werden muss. »Das sollte und kann umweltschonender funktionieren«, sagt Prof. Dr. Harald Gröger von der Univer­sität Bielefeld.

»Wie viel Kilo Abfall entstehen wohl in der Pharmaindustrie bei der Produktion von einem Kilo Produkt?«, fragt Gröger und liefert die Antwort gleich mit: »Es sind 25 bis 100 Kilo – und das ist schon gut. Man benötigt etwa zum Extrahieren des Produktes Stoffe und Lösungsmittel, die selbst keine andere Funktion haben, oder Hilfsstoffe, um eine Reaktion zu unterstützen«, erklärt Gröger, der den Lehrstuhl für Organische Chemie I innehat: Sie sind quasi das Mittel zum Zweck – und danach Abfall.

Gröger setzt auf grüne Chemie. Sein Ziel ist, die Produktion von komplexen Molekülen, wie sie in Arzneimitteln benötigt werden, durch Verknüpfung der einzelnen Schritte effizienter, umweltfreundlicher und ressourcenschonender – und damit auch wirtschaftlicher – durchzuführen und dabei die Prozess-Sicherheit zu gewährleisten.

Kaskade von Reaktionen

Dass das geht, beweist die Natur. »In jeder Zelle gibt es eine Kaskade von Reaktionen, die ununterbrochen und gleichzeitig ablaufen.« Enzyme sorgen dafür, dass Prozesse angestoßen und beschleunigt durchgeführt werden. Die Frage ist, ob das, was heute chemisch produziert wird, künftig biotechnologisch ablaufen kann oder die Werkzeuge der Natur mit den klassisch-chemischen Verfahren zu kombinieren sind. »Zwei bis drei Reaktionsschritte haben wir schon kombiniert«, erläutert Gröger.

Einen gewaltigen weiteren Fortschritt auf dem Weg zur grünen Chemie versprechen sich Gröger und seine Kollegen von der sogenannten Flow-Technik: Dabei werden die Zielsubstanzen nicht in großen Kesseln hergestellt, sondern in kleinen und kleinsten Röhrchen, die Mikro-Reaktoren sind. Gröger arbeitet dafür mit Kollegen im niederländischen Eindhoven und sechs weiteren Partnern zusammen.

Biologie und Chemie verzahnen

In diesen superkleinen Durchflussreaktoren wird das Konzept kopiert, das in Zellen abläuft. Dabei dürfen sich die einzelnen Reaktionen nicht gegenseitig stören, damit sie gleichzeitig ablaufen können. Zusätzlich zu den Enzymen arbeiten die Chemiker aber hierbei mit künstlichen Katalysatoren, die ebenfalls einen Prozess anstoßen, danach aber wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehren – und deshalb wiederverwendet werden können.

»Der Reiz liegt darin, dass wir Chemie und Biologie verzahnen und das Beste aus beiden Welten nutzen.« Und: In einem Mikro-Reaktor können zunächst kleine Mengen hergestellt werden. »Wenn man dann größere Stoffmengen will, muss man nicht hochskalieren und ein Rohr mit größerem Durchmesser einsetzen, sondern schaltet viele kleine Mikro-Reaktoren nebeneinander.« Die üblichen bei Maßstabsvergrößerungen auftretenden Probleme entfallen deshalb.

Mit vier Millionen Euro gefördert

Das One-Flow-Projekt wird von der Europäischen Union mit vier Millionen Euro aus dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation »Horizont 2020« gefördert. Projektbeginn war zu Beginn dieses Jahres, die Projektdauer beträgt vier Jahre. Mehr als 500 Forschungsanträge waren für »Horizont 2020« eingegangen, das One-Flow-Projekt wurde nach der Begutachtung auf Platz zwölf eingestuft. Insgesamt werden 23 von den mehr als 500 der Forschungsanträge finanziell unterstützt.

Außer Eindhoven und der Universität Bielefeld sind die Technischen Universitäten in Delft (Niederlande) und Graz (Österreich), das Centre National de la Recherche Scientifique in Paris, die Universitäten Cambridge und Hull (England) sowie die Firma Microinnova Engineering in Österreich mit im Boot.

Kommentare

Diese Diskussion ist geschlossen. Kommentieren ist nicht mehr möglich.

Google-Anzeigen

© WESTFALEN-BLATT
Vereinigte Zeitungsverlage GmbH

Alle Inhalte dieses Internetangebotes, insbesondere Texte, Fotografien und Grafiken, sind urheberrechtlich geschützt. Verwendung nur gemäß der Nutzungsbedingungen.

Anzeige


http://event.yoochoose.net/news/705/consume/10/2/5260398?categorypath=%2F2%2F2158585%2F2158590%2F2198306%2F2509831%2F2198344%2F