Otrzymywanie wartościowych związków chemicznych fine chemicals z wykorzystaniem metod biotechnologicznych

Nazwa technologii

Otrzymywanie wartościowych związków chemicznych fine chemicals z wykorzystaniem metod biotechnologicznych

Abstrakt (krótki opis oferowanej technologii)

Przedmiotem oferty jest metoda otrzymania związków chemicznych określanych jako fine chemicals przy wykorzystaniu sinic w procesie przekształcenia substratu (związku fosfonowego) do produktu o konkretnej konfiguracji oraz strukturze chemicznej. Wynikiem reakcji biokonwersji jest otrzymanie produktu o wysokiej klasie czystości optycznej z bardzo dobrą wydajnością.

Szczegóły technologiczne i opis oferowanej technologii

W opozycji do tradycyjnych metod syntezy organicznej, będąca przedmiotem wynalazków reakcja biokatalizy chiralnych fosfonianów, opiera się na wykorzystaniu dwóch, 3-tygodniowych hodowli cyjanobakterii z gatunków Nodularia sphaerocarpa CCALA 114 albo Nostoc cf-muscorum CCALA 129, które w odpowiednich warunkach procesu biotransformacji przekształcają substrat z grupą fosfonową do produktu o konkretnej stereoizomerii. Ten biokatalityczny sposób otrzymywania związku z motywem fosfonowym polega na dodaniu substratu do hodowli jednego ze szczepów cyjanobakterii, który jest inkubowany przez kolejne 7 dni w warunkach stacjonarnych przy ciągłym naświetlaniu. Po odseparowaniu biomasy i izolacji produktu, oczyszcza się go metodami chromatograficznymi. Czystość optyczną produktu potwierdza się metodą spektroskopową, na podstawie widm 31PNMR.

Wynalazek został przetestowany w skali laboratoryjnej w:

• kolbie Erlenmayera
• w uproszczonym modelu reaktora okresowego
• w uproszczonym modelu bioreaktora przepływowego

Na technologię składają się: wynalazek chroniony patentem 225058 oraz wynalazek zgłoszony do ochrony P.410414.

Docelowe branże dla oferowanej technologii

Pozyskiwanie wartościowych związków chemicznych z zastosowaniem metod biotechnologicznych z racji na szerokie spektrum zalet znajduje zastosowanie m.in. w branżach:

• biotechnologicznej
• farmaceutycznej

Metoda może znaleźć zastosowanie w pozyskaniu wartościowych związków chemicznych wykorzystywanych do produkcji leków, pestycydów, herbicydów zaś otrzymany drogą biotransformacji produkt, w tym przypadku związek fosfonowy, może zostać wykorzystany jako chiralny blok budulcowy do dalszych reakcji chemicznych

Innowacyjność i korzyści z zastosowania technologii

W opozycji do tradycyjnych metod syntezy organicznej, wykorzystanie sinic w reakcji biotransformacji wykazuje następujące zalety:

• uzyskanie związku chemicznego o konkretnej stereoizomerii decydującej o jego właściwościach
• uzyskanie związku chemicznego o wysokiej klasie czystości optycznej - nadmiar enancjomeryczny ee≥88%
• wysoka wydajność reakcji biotransformacji na poziomie 91% w skali laboratoryjnej, podczas gdy wydajność wieloetapowej syntezy wynosi 60%
• ekologiczny charakter reakcji - zredukowanie lub wyeliminowanie „agresywnych związków chemicznych”
• zmniejszenie kosztu wytworzenia/procesu technologicznego poprzez możliwość zredukowania procesów chemicznych lub możliwość naświetlania fotobiokatalizatora światłem słonecznym do 20%
• wykorzystanie fotobiokatalizatora zamiast katalizatora chiralnego (mały wybór komercyjnie dostępnych katalizatorów, wysoka cena, często konieczność syntezy, toksyczność),
• wykorzystanie fotobiokatalizatorów wiąże się z redukcją poziomu emitowanego CO²

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii

TRL 4 – Przeprowadzono walidację technologii w warunkach laboratoryjnych

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii (old)

Testy w warunkach laboratoryjnych

Oferta technologiczna do pobrania

Imię i nazwisko konsultanta

Anna Szczypka

Numer telefonu stacjonarnego

+48 71 320 43 51

Adres e-mail

anna.szczypka@pwr.edu.pl

Adres do korespondencji

ul. Smoluchowskiego 48, 50-372 Wrocław

Wydział PWr – autor technologii

Wydział Chemiczny

Słowa kluczowe (opcjonalnie)

biała biotechnologia, fine chemicals, biotransformacje