Zielsetzung:
Im Rahmen des DBU-geförderten Projekts „Moderne ökoeffiziente enzymatische Synthese von modifizierten 5‘-Nukleotidbausteinen für die Synthese von mRNA Vakzinen und Wirkstoffen“ soll eine Synthese von Nukleotidanaloga entwickelt und skaliert werden. Nukleotidanaloga werden nicht nur bei mRNA Vakzinen und Wirkstoffen zur Modulation der Immunantwort genutzt, sondern auch weltweit in der Entwicklung neuer RNA-basierter Medikamente verwendet, um die Zukunft der Medizin in Form personalisierter Therapien zu erforschen. Während des Projekts soll die Synthese zweier Modellverbindungen in einer enzymatischen Eintopfreaktion in einen industriellen Maßstab entwickelt werden. Es sollen Substratkonzentrationen von > 25 g/L im wässrigen Milieu erreicht werden und so eine aufwendige und langwierige 10-stufige chemische Synthese ersetzt werden. Diese innovative Plattformtechnologie wird die Anzahl an Zwischenschritten, Aufreinigungen und die Menge an Abfällen in besonders hohem Ausmaß reduzieren. Ferner hat der enzymatische Prozess eine hohe Selektivität, sodass das Auftreten von Nebenprodukten effizient vermieden wird. Der Materialeinsatz speziell an organischen Lösungsmitteln und toxischen Verbindungen ist deutlich geringer, sodass eine umweltschonende, kosteneffiziente Produktion ermöglicht werden kann. Des Weiteren wird durch den ausschließlichen Einsatz biogener Verbindungen eine besonders hohe Patientensicherheit erreicht und Herstellung, Transport, Verwendung und Entsorgung toxischer Verbindungen vermieden.
Ziel des Projektes ist es, die gebundenen Rückstände des Fungizids Cyprodinil, die in Weizenstroh bis zu 45 Prozent und in Körnern bis zu 30 Prozent des applizierten Wirkstoffs betragen können, bezüglich ihrer Struktur und der Art der Bindung zu charakterisieren. Die in den unlöslichen Pflanzenfraktionen festgelegten Rückstände sollen durch klassische Aufschlüsse und, als zu entwickelnde neue Methode, durch Silylierung freigesetzt, in organische Lösungsmittel überführt und mit hochauflösender NMR-Spektroskopie sowie mit chromatographischen Methoden untersucht werden. Weiterhin sind Festkörper-NMR-Untersuchungen der Rückstände in festen Pflanzenproben und -fraktionen vorgesehen. Cyprodinil wird für die geplanten NMR-Untersuchungen vom Hersteller, Novartis, an geeigneten Molekülpositionen mit 13C markiert. Für die Lokalisation und quantitative Erfassung der Rückstände wird zusätzlich 14C-markierter Wirkstoff eingesetzt. Um größere Mengen von Metaboliten und gebundenen Rückständen für die geplanten Charakterisierungen herzustellen, soll Cyprodinil auch in Weizen-Zellkulturen inkubiert werden. Zur Verminderung der NMR-Untergrundsignale der Pflanzenmatrix ist vorgesehen, die Inkubation in Pflanzen bzw. Zellkulturen durchzuführen, deren natürlicher 13C-Gehalt abgereichert wurde. Für spektroskopische Vergleichsmessungen ist die Kopplung des Fungizids an synthetische Ligninpolymere geplant.
Von der Europäischen Gemeinschaft wurde die Richtlinie 1999/13/EG vom 11.03.1999 über die Begrenzung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen, die bei bestimmten Tätigkeiten und in bestimmten Anlagen bei der Verwendung von organischen Lösemitteln entstehen (EU-VOC-RL), erlassen. Die EU-VOC-Richtlinie wurde als 31. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) in deutsches Recht umgesetzt.
Die Lösemittelrichtlinie 1999/13/EG wurde zwischenzeitlich inhaltlich in die Industrieemissionsrichtlinie (Richtlinie 2010/75/EU vom 24. November 2011 über Industrieemissionen) aufgenommen und das deutsche Recht entsprechend angepasst.
Zuständig für die immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftigen Anlagen sind die Betriebsreferate im Amt für Immissionsschutz und Abfallwirtschaft der BUKEA und für die nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen die Bezirksämter Hamburgs.