Verbindungen schaffen: gemeinsam transformative Chemie voranbringen
Fraunhofer, Max-Planck und Boehringer Ingelheim setzen Zukunftscluster Elektrifizierung Technischer Organischer Synthesen (ETOS) fort
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Mit der Fortführung des ETOS Clusters setzen das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM, das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und Boehringer Ingelheim ein Zeichen für Deutschland als Innovationsstandort für Verfahrenschemie. Das Ziel ist die Elektrifizierung chemischer und biokatalytischer Prozesse als Schlüsseltechnologie für eine moderne und zukunftsfähige Industrie.
Weniger Aufwand in der Wirkstoffherstellung
Komplexe organische Moleküle sind von großer gesellschaftlicher Bedeutung. Sie finden sich beispielsweise oft als Medikamente in der Apotheke wieder. Ihre Herstellung ist häufig sehr aufwendig und benötigt viele Ressourcen. Die Elektrosynthese als aufkommende Technologie könnte hierbei Abhilfe schaffen. Sie hat das Potenzial, bei entsprechender industrieller Anwendbarkeit eine Schlüsseltechnologie für die chemisch-pharmazeutische Industrie zu werden und nachhaltigere Produktionsprozesse zu ermöglichen.
Jedoch stellt die Elektrosynthese für die Herstellung von chemischen Arzneistoffen im industriellen Maßstab noch eine Herausforderung dar. Genau hier wollen Fraunhofer, Max-Planck und Boehringer Ingelheim gemeinsam anpacken: „Mit der zweiten Förderphase des ETOS Clusters schaffen wir die Grundlage, um elektrochemische Technologie in die pharmazeutische Entwicklung zu integrieren. Wir wollen gemeinsam und langfristig Prozesse wirtschaftlicher gestalten. Wir freuen uns, mit Fraunhofer IMM und dem MPI CEC zwei konkrete Forschungsprojekte voranzubringen“, erklärt Dr. Rong Zhao, Prozesschemikerin bei Boehringer Ingelheim.
Wichtig für die Herstellung von Medikamenten
Ein zentrales Vorhaben ist das gemeinsame Verbundprojekt BECBI, das die elektrochemische Regenerierung des Cofaktors NADPH für biokatalytische Prozesse erforscht. Durch den Einsatz neuartiger Elektrodenarchitekturen und kontinuierlicher Reaktortechnologie soll am Fraunhofer IMM innerhalb von 36 Monaten ein skalierbarer, effizienter und ressourcenschonender Prozess entstehen. „Die Kombination aus elektrochemischen Verfahren und kontinuierlicher Prozessführung bietet großes Potenzial für nachhaltige Synthesewege“, sagt Dr. Thomas H. Rehm, Gruppenleiter am Fraunhofer IMM.
Die Kooperation mit dem Max-Planck-Institut fokussiert sich auf die elektrochemische Darstellung von wichtigen Bausteinen organischer Moleküle, den sogenannten Heterozyklen, wie Pyrazolen und Triazolen. Hierbei wird die elektrochemische Bildung von Stickstoff-Stickstoff-Bindungen untersucht und die Eigenschaften stickstoffhaltiger funktioneller Gruppen genutzt, um pharmakologisch relevante Heterozyklen zu synthetisieren. „Der Verbund ESYN4HET entwickelt in einem Zeitraum von 36 Monaten elektrosynthetische Methoden, die sowohl prozesstechnisch anwendbar sind als auch den hohen Anforderungen der Pharmaindustrie nach Produktqualität und Verfahrensrobustheit entsprechen“, erklärt Prof. Dr. Siegfried Waldvogel vom Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion.
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