View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

10.3. Vergleich zwischen einphasiger und zweiphasiger Reaktionsführung
die organische Phase kontinuierlich geführt wird. Die wässrige Phase und der darin
immobilisierte Katalysator kann stationär gehalten werden. Interessant ist diese Vorgehensweise
für mehrstufige enzymatische Synthesen, bei denen die organische Phase
als „kontinuierliches Band” nacheinander mit wässrigen Phasen in Kontakt gebracht
wird, in denen die für den jeweiligen Syntheseschritt nötigen Enzyme immobilisiert
sind. Ein interessantes Beispiel für eine solche Synthese im Zweiphasensystem ist die
BAL-katalysierte Carboligation in Kombination mit ADH katalysierten Reduktion
der gebildeten Ketone. Der zweite Schritt dieser Synthese wurde von Villela im Rahmen
seiner Dissertation untersucht. Abbildung 10.4 zeigt schematisch den Ablauf der
zweistufigen Diolsynthese im Zweiphasensystem.
organische Phase
O
H
O
H
BAL
ThDP
O
OH
LBADH
NADPH
wässrige Phase wässrige Phase
Abbildung 10.4.: Zweistufige, kontinuierliche Synthese von Diolen ausgehend von
Benzaldehyd und Acetaldehyd im Zweiphasensystem.
Tabelle 10.2 auf der nächsten Seite zeigt die Stabilitäten der BAL in den untersuchten
Reaktionsmedien. Interessant ist ein Vergleich der Prozesstabilität im Reaktionsmedium
Puffer/MTBE (homogen) und im Zweiphasensystem. In beiden Systemen
ist die Wasserphase bis zur Sättigung mit MTBE angereichert. Die Stabilitäten unterscheiden
sich aber um annähernd Faktor drei. Es muss also im Zweiphasensystem
ein zusätzlicher Parameter existieren, der die stärkere Enzymdesaktivierung bewirkt.
Für weiterführende Arbeiten sind daher Untersuchungen in diese Richtung zu empfehlen.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass ein membranunterstützter
Phasenkontakt viele Probleme, die im Emulsionsreaktor entstehen, minimiert, was als
Hinweis für nachfolgende Arbeiten dienen kann.
In Teil 2 dieser Arbeit wurden für die HPP-Synthese ausgehend von Benzaldehyd
und Acetaldehyd im homogenen Reaktionssystem Enzym-Membran-Reaktoren mit 3
und 10 mL Reaktorvolumen verwendet. Ein Einfluss des verwendeten Reaktorvolumens
auf das Enzym oder das Reaktionssystem wurde nicht beobachtet. Daher sollte
ein weiteres scale up durch Vergrößerung des Reaktorraums im homogenen System
möglich sein. Im Zweiphasensystem bewirkte eine Maßstabsvergrößerung im Emul-
OH
OH
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