Etablierung von enzymatischen Mehrkomponentenreaktionen für die kontinuierliche Synthese in einem Enzym-Membran-Reaktor

Hintergrund:
Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Herstellung von komplexen chemischen Verbindungen ermöglichen Enzyme als hochselektive und unter milden Bedingungen aktive Katalysatoren die Nutzung effizienterer und umweltfreundlicherer Reaktionswege.
Um bei solchen Prozessen hohe Umsatzraten und hohe Raum-Zeit-Ausbeuten zu erzielen, können Enzyme immobilisiert und in einem zweiten Schritt in Durchflussreaktoren eingesetzt werden. Unter den verschiedenen Arten von Durchflussreaktoren bieten Enzym-Membran-Reaktoren (EMR) die Möglichkeit durch die Wahl geeigneter Membranen sowohl Immobilisat als auch Substrat und Produkt zurückzuhalten, während inhibierende Nebenprodukte in-situ abgeführt werden. In dieser Arbeit sollen von einer Lipase katalysierte Mehrkomponentenreaktionen aus der Literatur im „Batch-Verfahren“ (Eppendorf-Gefäße) etabliert werden und in einem zweiten Schritt kontinuierlich im Flussreaktor umgesetzt werden.
Aufgabenstellung:
Im Rahmen der Bachelorarbeit sollen Mehrkomponentenreaktionen für die Anwendung in einem kontinuierlichen EMR etabliert werden. Die Arbeitspakete umfassen:

-    Auswahl geeigneter Reaktionen aus der Literatur
-    Synthese und Aufreinigung von Produktstandards für die Etablierung einer schnellen Analytik
-    Etablierung einer quantitativen Analytik mittels HPLC, GC-MS oder ESI-MS/MS

Im Fall einer Masterarbeit zusätzlich:

-    Modellierung und Vorhersage des Reaktorverhaltens mittels COMSOL
-    Kontinuierliche Synthese im Flussreaktor

Betreuung:
Neben der wissenschaftlichen Betreuung durch Herrn Prof. Dr.-Ing. Matthias Franzreb wird Herr./Frau. xx in der praktischen Durchführung der Arbeit durch Herrn M. Sc. Ulrich Thiele unterstützt.  
Kontakt:
Ulrich.thiele@kit.edu