Untersuchung von „lösungsmittel-freien“ 2 in 1 Deep Eutectic Solvents für die enzymatische Veresterung

Research topic/area

Enzymtechnik, Unkonventielle Medien, Reaktionstechnik, Analytik

Type of thesis

Master

Start time

-

Application deadline

31.12.2026

Duration of the thesis

-

Description

Hintergrund und Forschungsziel

Die Biokatalyse hat sich aufgrund ihrer hohen Substratselektivität und oft milden Reaktionsbedingungen zu einem führenden Ansatz für die umweltfreundliche Gestaltung chemischer Synthesen entwickelt. Typischerweise wird dieser Prozess in einer wässrigen Umgebung durchgeführt, was jedoch Einschränkungen wie geringe Substratbeladungen, Nebenreaktionen durch Wasser und die Entstehung von Abwasser mit sich bringt. Um diese Probleme zu lösen, wurden nichtwässrige Medien, darunter Deep Eutectic Solvents (DESs), entwickelt.
DESs können aus verschiedenen Wasserstoffbrückenakzeptoren und -donoren zusammengesetzt werden. In der Arbeit sollen DESs in einem 2 in 1 Konzept eingesetzt werden, so dass das DES zeitgleich als Reaktionsmedium und als Substratreservoir fungiert. In Vorabreiten wurde gezeigt, dass so beispielsweise eine umweltfreundlichere Veresterung von Menthol und Dodecansäure mit Hilfe der Candida rugosa Lipase durchgeführt werden kann.

Inhalt der Arbeit

Innerhalb der Arbeit sollen zum Zweck der Veresterung verschiedene DESs aus verschiedenen Komponeneten, wie weitere Terpenen und Fettsäuren, hergestellt und auf ihre Anwendbarkeit in der enzymkatalysierten Reaktion charakterisiert werden. Eine erfolgreiche Herstellung von DESs benötigt ein spezifisches molares Verhältnis, sowie eine entsprechende Reaktionstemperatur. Bei einem ersten Screening der erfolgreich produzierten DESs wird ihre Umsetzbarkeit durch die Candida rugosa Lipase untersucht. Anschließend sollen mit den geeignesten DESs Reaktionskinetiken aufgenommen werden. Dabei stellt ebenfalls die Analytik mit der Gaschromatographie (GC) eine zentrale Rolle da. Abschließend werden verschiedene Charakterisitiken der erfolgreich hergestellten DESs betrachtet. Werde Teil eines innovativen Forschungsprojekts im Bereich nachhaltiger Biokatalyse und arbeite an Lösungen, die chemische Prozesse umweltfreundlicher machen.

Requirement

Requirements for students

• Interesse am Thema
• Lernbereitschaft
• Grundlegende Kentnisse über Biokatalysatoren von Vorteil, aber nicht notwendig

Faculty departments

• Engineering sciences
  Biological engineering
  Chemical & process engineering
• Natural sciences and Technology
  Biology
  Chemistry
  Chemical biology

Supervision

Title, first name, last name

Estelle Schwarz

Organizational unit

Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik 2 - Elektrobiotechnologie

Email address

estelle.schwarz@kit.edu

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Website

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Application documents

• Cover letter
• Curriculum vitae
• Grade transcript

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