Biotechnologische Synthese funktioneller Silikone

Biokatalytische Funktionalisierung alkylsubstituierter Polysiloxane

Polysiloxane, die sogenannten Silikone, bestehen aus Sauerstoff- und Siliciumatomen, die zu Molek├╝lketten oder -netzen verkn├╝pft sind, wobei jeweils ein Sauerstoffatom als Br├╝ckenglied zwischen zwei Siliciumatomen liegt. Bei den organofunktionalisierten Polysiloxanen (= funktionelle Silikone) sind bestimmte chemische Gruppen an die Siliciumatome gebunden. Besonders die amino- und hydroxyfunktionalisierten Poly-siloxane sind als Bestandteile von Weichsp├╝lern und Haarsp├╝lungen, als r├╝ckfettende Ingredienzen von K├Ârperpflegemitteln, aber auch zur Behandlung von Textilien und als Vernetzer bei der Kunststoffproduktion von Bedeutung.

Organofunktionalisierte Polysiloxane (= funktionelle Silikone) sind Bestandteil vieler Alltagsprodukte wie Weichsp├╝ler und Haarwaschmittel.

Die klassischen Synthesewege f├╝r funktionelle Silikone sind technisch aufwendige chemische Verfahren, bei denen die Alkylseitenketten von Polysiloxanen im Anschluss an die Polymerisation chemisch ver├Ąndert werden. Da diese Verfahren einen relativ unselektiven Prozess darstellen, ist diese Funktionalisierung mit hohem Reinigungsaufwand und hohen Substanzverlusten behaftet.

So fallen pro Tonne Produkt 1,3 Tonnen Abfall an, der verbrannt oder deponiert werden muss. Gleichzeitig entstehen 1,1 m3 Abwasser mit hoher Salzfracht.

Biotechnologische Funktionalisierung von Silikonen im technischen Ma├čstab

In einem Kooperationsprojekt der Technischen Universit├Ąt Bergakademie Freiberg, der Technischen Universit├Ąt Dresden, der Julich Chiral Solutions GmbH (J├╝lich) sowie dem Consortium f├╝r elektrochemische Industrie GmbH (Wacker Chemie, M├╝nchen) gelang es, ein biotechnologisches Verfahren zu entwickeln, bei dem die Silikonherstellung durch den Einsatz von Enzymen mit erheblich verbesserter Energie- und Rohstoffeffizienz abl├Ąuft.

Die Vorteile des Verfahrens sind im Einzelnen:

Das enzymatische Verfahren produziert somit weniger als ein Zehntel der Abfall- und Abwassermenge des klassischen Verfahrens. Der Energiebedarf betr├Ągt dabei nur ca. 30ÔÇ»% im Vergleich zum klassischen Herstellungsweg.

Die biotechnologische Polysiloxan-Synthese spart Energie und Rohstoffe und vermindert Abfall- und Abwassermenge.

Projektthema:
Biokatalytische Funktionalisierung alkylsubstituierter Polysiloxane

Projektdurchf├╝hrung:
Technische Universit├Ąt Bergakademie Freiberg

Institut f├╝r Technische Chemie
Leipziger Stra├če 29
09599 Freiberg
Telefon    03731 39-3195
www.tu-freiberg.de/tch

Kooperationspartner:
Technische Universit├Ąt Dresden

http://tu-dresden.de

Julich Chiral Solutions GmbH, Codexis Inc., J├╝lich
www.codexis.com

Consortium f├╝r elektrochemische Industrie, Wacker Chemie AG
, M├╝nchen
www.wacker.com


AZ 13166