研究人员开发出腈生产的生物催化工艺

如果家用清洁剂散发出类似柠檬的气味，这可能是由于一种名为香茅腈的腈所致。这些用途广泛的化学腈基还用于制造活性药物成分、强力胶和耐化学手套。迄今为止，普遍使用的生产工艺需要某些分子与剧氰化物发生化学反应。格拉茨技术大学分子生物技术研究所的 Margit Winkler 与捷克科学院微生物研究所的 Ludmila Martínková 合作，开发了一种不需要氰化物的生物催化工艺，该工艺在室温下进行，因此需要更少的能量并产生更少的有害废物。该项目由奥地利科学基金 FWF 和捷克科学基金会 (GACR) 资助。

两个酶引导步骤

为了取代氰化物，研究小组使用酶并将三个单独的反应组合成一个级联。起始材料是羧酸，例如来自植物油的脂肪酸或木质素，木质素是木材加工的副产品。在第一步中，通过添加糖、氧气和活细菌细胞中所含的酶羧酸还原酶，将羧酸转化为醛。然而，这种醛反应性很强，因此不稳定，在许多情况下也易挥发。为了捕获这种物质，让醛与羟胺反应，将其转化为稳定的肟。

肟是腈的“水合”形式，这就是为什么在最后一步中使用酶醛肟脱水酶的原因。这种酶也限制在细菌细胞中，负责从肟中提取水。一旦完成，级联就实现了其目标，并产生了所需的腈。

这种方法现在可用于制备少量腈。对于非常有效的香料来说，这已经是一种很有前途的技术，例如，只需少量即可达到效果。为了能够以合理的成本使用生物催化工艺，仍需要优化工作来生产大量腈。目前，在第一步工艺中使用高度稀释的溶液，并且需要大型反应器来生产大量腈，这还不经济。因此，Margit Winkler 已经开始研究如何使第一步更有效率。另一方面，单独脱水肟是非常有效的，并且目前已经达到了生产技术成熟度。

生物基工艺

“自从我写硕士论文以来，我就对氰化物化学产生了兴趣，而且从阿加莎·克里斯蒂的小说中我们得知，氰化物具有剧，”玛吉特·温克勒说。“因此，我们必须找到一种方法来避免在生产中使用这种危险物质。我们使用的脂肪酸来自植物油。因此，我们确实有一种基于生物的生产方法。我们现在想进一步改进它，以便它能够得到广泛应用。”

该研究领域属于“人类与生物技术”专业领域，是格拉茨工业大学的五大战略研究领域之一。