Bei Reparatur- und Dekorationsarbeiten darf auf spezielle Kompositionen nicht verzichtet werden. Bei der Behandlung von Oberflächen mit Lack und Farbe werden häufig Lösungsmittel eingesetzt. Eine reiche Auswahl an Formulierungen bietet eine große Auswahl. Unter den vielen Produkten ist das Lösungsmittel 647 weit verbreitet. Die technischen und betrieblichen Eigenschaften der Zusammensetzung haben sie zum Marktführer unter den reichhaltigen Produkten gemacht.

Beschreibung

Bisher ist das Lösungsmittel 647 in der Liste der beliebtesten und gebräuchlichsten Formulierungen enthalten. Seine Besonderheit liegt in der Tatsache, dass Ethylcellosolve und Aceton in der Zusammensetzung fehlen. Aus diesem Grund gilt die Lösung als schonender und kann bei der Reinigung von Kunststoffoberflächen eingesetzt werden. P-647 wird gewählt, wenn in erster Linie auf die zu behandelnde Oberfläche geachtet wird.

Das Lösungsmittel wird häufig beim Färben von Straßentransportmitteln verwendet, da es in Verbindung mit Nitrolak und Nitroenamel verwendet werden kann. Das Produkt ist in fast jedem Fachgeschäft für Reparaturen und Bauarbeiten erhältlich.

Wenn Lösungsmittel zusammen mit Nitrolack verwendet werden, sollte der gebildete Film beim Verdampfen der Zusammensetzung keine weiße Farbe annehmen. Alle geringfügigen Mängel wie Kratzer, Striche auf der Oberfläche des Emails werden ohne Kraftaufwand geglättet und ausgerichtet.

Inhalt

Die Lösungsmittel sind organische und anorganische flüchtige Zusammensetzungen, die es ermöglichen, verschiedene Substanzen aufzulösen. Sie werden auch verwendet, um die gewünschte Konsistenz zu erhalten und die Materialeigenschaften zu verbessern.

Spezifikationen

Lösungsmittel 647 weist die folgenden Spezifikationen auf. die durch den entsprechenden Beschluss von GOST 18188-72 bestätigt werden:

  • Aussehen - transparente Zusammensetzung, die eine leicht gelbliche Tönung haben kann,
  • Textur - homogen (keine Suspension),
  • Wasser - der Höchstsatz von 0,6%,
  • Flüchtigkeit (Ethylether) - von 8 bis 12,
  • Gerinnung - mindestens 60%,

  • Dichte - 0,87 Gramm pro Kubikzentimeter,
  • die maximale Säurezahl beträgt 0,06 mg KOH pro Gramm,
  • Dichte - 30,87 g / cm³,
  • brennbare Flüssigkeit,
  • Die Lagerdauer der Lösung beträgt genau ein Jahr ab Herstellungsdatum.
  • Selbstentzündung erfolgt bei einer Temperatur von +424 Grad Celsius, Blitz - 5 Grad Celsius.

Allgemeine Eigenschaften der Lösungsmittel

Lösungsmittel (Verdünnungsmittel) können sowohl auf der Basis einer Komponente als auch unter Verwendung mehrerer Komponenten erzeugt werden. Die Zusammensetzung kann sol> sein

Lösungsmittelzusammensetzungen werden hauptsächlich durch solche Eigenschaften bewertet, wie:

  • Aussehen,
  • prozentuales Verhältnis von Wasser,
  • Dichte,
  • Flüchtigkeit.

Qualität ihrer Zusammensetzung und Technologie aufgrund der Verwendung bestimmter besonderer Merkmale, nämlich:

  • chemische Zusätze enthalten,
  • Toxizität,
  • Säure,
  • brennbare und andere Indikatoren.

Lösungsmittel werden im Maschinen- und Gerätebau, in vielen Bereichen der chemischen Industrie, in der Schuh- und Lederindustrie, in der Medizintechnik, in Labors usw. eingesetzt.

Zusammensetzung

Lösungsmittel 647 enthält die folgenden Elemente:

  • Toolol (41,3%),
  • Butylacetat (29,8%),
  • Butylalkohol (7,7%),
  • Ethylacetat (21,2%).

Lösungen und Solvatation

Wenn eine Substanz in einer anderen gelöst wird, entsteht eine Lösung. Dies steht im Gegensatz zu der Situation, wenn die Verbindungen wie Sand in Wasser unlöslich sind. In einer Lösung sind alle Inhaltsstoffe gleichmäßig auf molekularer Ebene verteilt und es verbleiben keine Rückstände. Ein Solvent-Solute-Gemisch besteht aus einer einzelnen Phase, in der alle gelösten Moleküle vorkommen als Solvate (lösungsmittelgelöste Komplexe), im Gegensatz zu getrennten kontinuierlichen Phasen wie in Suspensionen, Emulsionen und anderen Arten von Nichtlösungsmischungen. Die Fähigkeit einer Verbindung, sich in einer anderen aufzulösen, wird als Löslichkeit bezeichnet. Wenn diese in allen Verhältnissen auftritt, spricht man von Mischbarkeit.

Zusätzlich zum Mischen interagieren die Substanzen in einer Lösung auf molekularer Ebene miteinander. Wenn etwas aufgelöst ist, ordnen sich Moleküle des Lösungsmittels um Moleküle des gelösten Stoffes an. Die Wärmeübertragung ist beteiligt und die Entropie ist erhöht, wodurch die Lösung thermodynamisch stabiler ist als der gelöste Stoff und das Lösungsmittel getrennt. Diese Anordnung wird durch die jeweiligen chemischen Eigenschaften des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes wie Wasserstoffbrückenbindung, Dipolmoment und Polarisierbarkeit vermittelt. Die Lösung verursacht keine chemische Reaktion oder chemische Konfigurationsänderungen im gelösten Stoff. Die Solvatisierung ähnelt jedoch einer Bildungsreaktion eines Koordinationskomplexes, die häufig eine beträchtliche Energetik (Solvatisierungswärme und Solvatisierungsentropie) aufweist, und ist daher weit von einem neutralen Prozess entfernt.

Arten von Lösungsmitteln

Für jede Aktivität unter Verwendung einer bestimmten Art von Lösungsmittelzusammensetzung:

  • für Ölfarben (Benzin, Testbenzin, Terpentin),
  • für Bitumen- und Glyptalfarben und -lacke (Lösungsmittel, Xylol, Terpentin),
  • Perchlorvinyl für Farben (Aceton),
  • für wasserbasierte Klebstoffe und Tinten,
  • für den häuslichen Gebrauch.

Verwenden

Zusätzlich zu seinem beabsichtigten Zweck wird Produkt 647 verwendet, um die Viskosität von Materialien zu erhöhen, die Nitrocellulose enthalten. Im Vergleich zu einem ähnlichen Lösungsmittel mit der Bezeichnung 646 ist es weniger aktiv und beschädigt dadurch keine Kunststoffoberflächen. Es kann sicher verwendet werden, um die Basis sanft von Lack und Emaille zu reinigen. Bei Bedarf wird die Lösung zu verschiedenen Farben und Lacken gegeben. Dabei muss die Flüssigkeit für eine gleichmäßige Verteilung ständig und gründlich gemischt werden.

Die Proportionen ergeben sich aus der Anleitung. Sie unterscheiden sich je nach Zusammensetzung der Farbe oder der Emaille.

Lösungsmittelklassifikationen

Lösungsmittel können im Allgemeinen sein> Lösungsmittel mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als 15 sind im Allgemeinen Nachteile> Die Dielektrizitätskonstante misst die Tendenz des Lösungsmittels, die Feldstärke des elektrischen Feldes eines darin eingetauchten geladenen Teilchens teilweise aufzuheben. Diese Reduktion wird dann mit der Feldstärke des geladenen Teilchens im Vakuum verglichen. Heuristisch kann die Dielektrizitätskonstante eines Lösungsmittels als seine Fähigkeit angesehen werden, die effektive innere Ladung des gelösten Stoffs zu verringern. Im Allgemeinen ist die Dielektrizitätskonstante eines Lösungsmittels ein akzeptabler Prädiktor für die Fähigkeit des Lösungsmittels, übliche ionische Verbindungen wie Salze aufzulösen.

Lösungsmittel 646

Im letzten Jahrhundert begann die Herstellung und Verwendung von Lösungsmitteln, die hauptsächlich zum Verdünnen verschiedener Nitrolacke und Nitroenamels verwendet werden. Derzeit werden Verdünnungszusammensetzungen nicht nur zum Kultivieren von Farben, sondern auch zum Entfernen von Flecken, zum Reinigen von Werkzeugen, für eine Vielzahl von Oberflächen und für andere Zwecke verwendet. Lösungsmittel 646, dessen Zusammensetzung Aceton, Ethanol, Toluol und andere Komponenten sind, die bei fast allen Endbearbeitungsarbeiten verwendet werden.

Das Lösungsmittel 646, das mit Nitroenamellen und Nitrocelluloselack, Epoxidgrundierungen und Glyptal verwendet werden kann, verleiht dem Lack nach der vollständigen Verdunstung zusätzlichen Glanz. Diese verdünnende Zusammensetzung ist die aktivste unter ähnlichen Mitteln. Wenn Sie sie verwenden, müssen Sie sie sorgfältig beobachten, damit Sie die untere Farbschicht nicht versehentlich beschädigen.

Lager

Vor Verwendung des Lösungsmittels 647 Sie sollten sich unbedingt mit den Grundregeln für Betrieb und Lagerung vertraut machen.

  • Die Zusammensetzung muss in dicht geschlossenen Verpackungen aufbewahrt werden. Direkte Sonnenstrahlen dürfen nicht auf die Verpackung fallen. Der Raum muss einen hohen Brandschutz aufweisen. Bewahren Sie das Lösungsmittel außerhalb der Reichweite von Kindern und Tieren auf. Der ideale Ort ist ein dunkler und trockener Raum, in dem die Raumtemperatur aufrechterhalten wird.
  • Bei der Benutzung ist es notwendig, den Raum zu lüften. Wenn keine Fenster vorhanden sind und die Belüftung die Flüchtigkeit des Lösungsmittels nicht bewältigen kann, sollten Ventilatoren im Raum installiert werden.
  • Auf der Produktverpackung müssen Anweisungen zur Verwendung des Produkts angegeben werden.
  • Das Lösungsmittel 647 wird sowohl für gewerbliche als auch für private Zwecke verkauft. Pakete in der Größe von 0,5 bis 10 Litern sowie große Stahlfässer für Großeinkäufe werden nach Wahl des Käufers angeboten.

Lösungsmittel 647 ist eine entzündbare Flüssigkeit. Das Produkt P-647 gehört zur Klasse 3.1 entzündbarer Flüssigkeiten. Während der Arbeit sollten Funken, Rauchen und offenes Feuer vermieden werden. Luftgemische und Dämpfe sind ebenfalls explosionsgefährlich. Die Luftverschmutzung durch Lösungsmitteldämpfe geht bei einer Raumtemperatur von 20 Grad Celsius über Null schnell vorbei. Beim Versprühen von Lösungsmitteln geht die Luftverschmutzung noch schneller vorbei.

Experten weisen darauf hin Bei unvorsichtigem Umgang könnte die Komposition aus der Ferne entzündet werden. Ansammlungen von flüchtigen Stoffen sind schwerer als Luft und breiten sich deshalb am Boden aus. Die Wechselwirkung mit wirksamen Oxidationsmitteln (Wasserstoffperoxid, Essigsäure und Salpetersäure) kann zu einem explosiven Peroxid führen. Trotz der Tatsache, dass das Lösungsmittel der oben genannten Marke zur Reinigung von Kunststoffoberflächen verwendet werden kann, ist der Stoff gegenüber seinen einzelnen Sorten aggressiv.

Die Zusammensetzung geht eine gefährliche Reaktion mit Bromoform und Chloroform mit der Möglichkeit eines Feuers oder einer Explosion ein.

Andere Polaritätsskalen

Dielektrizitätskonstanten sind nicht das einzige Maß für die Polarität. Da Lösungsmittel von Chemikern zur Durchführung chemischer Reaktionen oder zur Beobachtung chemischer und biologischer Phänomene verwendet werden, sind spezifischere Polaritätsmessungen erforderlich. Die meisten dieser Maßnahmen sind empfindlich gegenüber der chemischen Struktur.

Das Grünwald – Winstein mY. Rahmen Misst die Polarität in Bezug auf den Einfluss des Lösungsmittels auf den Aufbau einer positiven Ladung eines gelösten Stoffes während einer chemischen Reaktion.

Kosower's Z Rahmen Misst die Polarität in Bezug auf den Einfluss des Lösungsmittels auf die UV-Absorptionsmaxima eines Salzes, üblicherweise pyr>

Spendernummer und Spenderakzeptorskala Misst die Polarität in Bezug auf die Wechselwirkung eines Lösungsmittels mit bestimmten Substanzen, z. B. einem starken Lewis-Wechselstrom

Das Hildebrand-Parameter ist die Quadratwurzel von kohäsive Energiedichte. Es kann mit unpolaren Verbindungen verwendet werden, kann jedoch keine komplexe Chemie aufnehmen.

Reichardts Farbstoff, ein solvatochromer Farbstoff, der in Abhängigkeit von der Polarität seine Farbe ändert, ergibt eine Skala von ET(30) Werte. ET ist die Übergangsenergie zwischen dem Grundzustand und dem niedrigsten angeregten Zustand in kcal / mol und (30) identifiziert den Farbstoff. Eine weitere, grob korrelierte Skala (ET(33)) kann mit Nilrot definiert werden.

Die Polarität, das Dipolmoment, die Polarisierbarkeit und die Wasserstoffbindung eines Lösungsmittels bestimmen, welche Art von Verbindungen es lösen kann und mit welchen anderen Lösungsmitteln oder flüssigen Verbindungen es mischbar ist. Im Allgemeinen lösen polare Lösungsmittel polare Verbindungen am besten und unpolare Lösungsmittel lösen unpolare Verbindungen am besten: "Gleiches löst Gleiches". Stark polare Verbindungen wie Zucker (zB Saccharose) oder ionische Verbindungen wie anorganische Salze (zB Tafelsalz) lösen sich nur in sehr polaren Lösungsmitteln wie Wasser, während sich stark unpolare Verbindungen wie Öle oder Wachse nur in sehr unpolaren organischen Lösungsmitteln wie lösen Hexan. In ähnlicher Weise sind Wasser und Hexan (oder Essig und Pflanzenöl) nicht miteinander mischbar und lösen sich auch nach gutem Schütteln schnell in zwei Schichten.

Die Polarität kann auf verschiedene Beiträge aufgeteilt werden. Zum Beispiel die Kamlet-Taft-Parameter Dipolarität / Polarisierbarkeit (π*), wasserstoffbindende Säure (α) und wasserstoffbindende Basizität (β). Diese können aus den Wellenlängenverschiebungen von 3–6 verschiedenen solvatochromen Farbstoffen im Lösungsmittel berechnet werden, zu denen üblicherweise Reichardt-Farbstoffe, Nitroanilin und Diethylnitroanilin gehören. Eine andere Option, Hansens Parameter, unterteilt die kohäsive Energiedichte in Beiträge zur Dispersion, zur polaren Bindung und zur Wasserstoffbindung.

Grundlegende Sicherheitsmaßnahmen

Die Verwendung eines Lösungsmittels sorgt für die strikte Einhaltung der einschlägigen Hygienestandards und Sicherheitsvorschriften. Alle im Handel erhältlichen Verbindungen reizen Augen, Haut und Atemwege.

Wenn Sie nicht gründlich lüften, verursacht das Lösungsmittel einen starken Husten, und diese negativen Auswirkungen sind auch möglich:

  • Verlust der Schöpfung,
  • Kopfschmerzen,
  • Schwindel,
  • verschwommener Geist:

  • Lebensmittelvergiftung,
  • Rausch,
  • die Schwäche,
  • Reizung,
  • Übelkeit.

Schützen Sie sich vor den oben genannten und anderen negativen Folgen, die spezielle Arbeitskleidung und Accessoires unterstützen. Verzichten Sie nicht auf Schutzbrillen, Handschuhe und Masken, die das Eindringen giftiger Substanzen in die Atemwege verhindern.

Das Lösungsmittel kann sogar das Knochenmark und das Blut angreifen. Bei Kontakt des Lösungsmittels mit der exponierten Haut muss der betroffene Bereich sofort mit Seife oder einer anderen schäumenden Verbindung abgespült werden. Andernfalls kann direkter Kontakt zu Dermatitis führen.

Der durch flüchtige Bestandteile in der Zusammensetzung gebildete Dampf reizt die Atemwege und die Augen stark. Es besteht die Möglichkeit einer Vergiftung durch unsachgemäßen Umgang und Nichtbeachtung der Sicherheitsvorschriften.

Einzelne Elemente wirken sich negativ auf die inneren Organe (Magen, Darm, Leber) und das Nervensystem aus. Die Bestandteile des Lösungsmittels gelangen über die Haut oder beim Einatmen in den Körper.

Polar protisch und polar aprotisch

Lösungsmittel mit einer Dielektrizitätskonstante (genauer gesagt einer relativen statischen Permittivität) von mehr als 15 (d. H. Polar oder polarisierbar) können ferner in chemischen Reaktionen bevorzugt werden, wenn polare protische Lösungsmittel verwendet werdenN1 Reaktionsmechanismus, während polare aprotische Lösungsmittel den S begünstigenN2 Reaktionsmechanismus. Diese polaren Lösungsmittel können Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasser eingehen, um sich in Wasser aufzulösen, wohingegen unpolare Lösungsmittel keine starken Wasserstoffbrückenbindungen eingehen können.

Lösungsmittel 646: Eigenschaften und Spezifikationen

Das Lösungsmittel 646 ist aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung vielseitig und sehr effektiv. Entflockungsmittel besteht aus Toluol (50%), Ethanol (15%), Butylacetat (10%), Butanol (10%), Ethylcellosolve (8%) und Aceton (7%). Spezifikationen 646 Lösungsmittel in den meisten Fällen abhängig von den Datenanteilen.

Diese Mischung, die eine Verbindung flüchtiger organischer Verbindungen einführt, weist folgende Eigenschaften auf:

  • Die Siedetemperatur beträgt +59 ° C.
  • Selbstentzündungstemperatur von +403 C ?,
  • friert nicht ein und gewinnt an Kraft,
  • Die Lösemitteldichte von 646 beträgt 0,87 g / cm³.

Darüber hinaus ist es erforderlich, einen Reisepass zu sehenSolvent 646, obwohl viele der Zahlen für die durchschnittliche Person keinen Wert haben, aber die Produktionstechnologie auf ihrer Basis in der Lage sein wird, die Verwendung dieser Zusammensetzung zu empfehlen oder zu verbieten. Der Reisepass enthält auch die folgenden Parameter:

    Ac> Wichtig! Bei der Arbeit mit Verdünnungsmitteln, sei es zu Hause oder in der Produktion, ist auf die Einhaltung von Sicherheit und Vorsicht zu achten!

Verpackung und Transport

Lösungsmittelformulierungen werden in Metall- oder Glasverpackungen verkauft. Die Produkte werden mit speziellen Straßentransporten transportiert. Für den Transport industrieller Gütermengen werden Eisenbahntanks eingesetzt.

Aufgrund der erhöhten Brandgefahr und der leichten Entflammbarkeit sind besondere Transportmaßnahmen erforderlich. Der zum Transport des Lösungsmittels verwendete Behälter muss die Lösung vollständig vor Feuchtigkeit und direkter Sonneneinstrahlung schützen.

Was ist der Unterschied zwischen dem Lösungsmittel 646 und 647?

Bei der Auswahl einer Lösungsmittelzusammensetzung ist es manchmal schwierig, die konkrete Form zu bestimmen, da derzeit auf dem Markt viele Arten von Verdünnungsmitteln angeboten werden - 646, 647, 648 und so weiter. Um die richtige Art von Personal zu wählen, sollte man sich seiner Eigenschaften und Auswirkungen auf bestimmte Materialien bewusst sein. Die häufigsten Verbindungen sind Nachteile

Es kann in jedem lösungsmittelhaltigen 647 Markenspeicher für Baustoffe auf dem Markt oder in beliebigen Mengen erworben werden. Diese Verdünner erwerben nicht nur spezialisierte Unternehmen, sondern auch normale Verbraucher für den Bedarf der Haushalte. Die Mischung wird als 0,5-Liter-Flasche mit großem Fassungsvermögen für Produktionszwecke verpackt.

Der Hauptunterschied zwischen der Marke und dem Lösungsmittel ist die chemische Zusammensetzung. Enthält die Marke 646 Ethanol, Butanol, Toluol, Aceton, Ethylcellosolve, dann 647 - Butylacetat, Toluol, Ethylacetat und Butanol. Trotz der Ähnlichkeit der Zusammensetzungen enthält das Lösungsmittel 647 Aceton, wodurch es weniger aggressiv gegenüber empfindlichen Oberflächen ist. Gleichzeitig ist beim Arbeiten mit dem Lösemittel 646 äußerste Vorsicht geboten und darauf zu achten, dass die Lackschicht nicht beschädigt wird. Dies liegt daran, dass diese Verbindung zu den hochaktiven Lösungen gehört.

Die Marke 647 wird für Züchtungs- und Nitrocellulosefarben verwendet und verleiht ihnen die erforderliche Festigkeit. Durch das Lösungsmittel 647 kann qualitativ eine Vielzahl von Strichen ganz von der Oberfläche entfernt werden.

Organische lösungsmittelverträgliche Lipasen und Anwendungen

Institut für Biotechnologie, Himachal Pradesh University, Summer Hill, Shimla 171 005, Indien

Eingegangen am 30. August 2013, angenommen am 31. Oktober 2013, veröffentlicht am 2. Februar 2014

Akademische Herausgeber: D. Fan, H. Noritomi und B. Tian

Lösungsmittel

NameZusammensetzung
Lösungsmittel 645Toluol 50%, Butylacetat 18%, Ethylacetat 12%, Butanol 10%, Ethanol 10%.
Lösungsmittel 646Toluol 50%, Ethanol 15%, Butanol 10%, Butyl- oder Amylacetat 10%, Ethylcellosolve 8%, Aceton 7%
Lösungsmittel 647Butyl- oder Amylacetat 29,8%, Ethylacetat 21,2%, Butanol 7,7%, Toluol oder Pyrobenzol 41,3%
Lösungsmittel 648Butylacetat 50%, Ethanol 10%, Butanol 20%, Toluol 20%
Lösungsmittel 649Ethylcellosolve 30%, Butanol 20%, Xylol 50%
Lösungsmittel 650Ethylcellosolve 20%, Butanol 30%, Xylol 50%
Lösungsmittel 651Testbenzin 90%, Butanol 10%
Lösungsmittel KR-36Butylacetat 20%, Butanol 80%
Lösungsmittel P-4Toluol 62%, Aceton 26%, Butylacetat 12%.
Lösungsmittel P-10Xylol 85%, Aceton 15%.
Lösungsmittel P-12Toluol 60%, Butylacetat 30%, Xylol 10%.
Lösungsmittel P-14Cyclohexanon 50%, Toluol 50%.
Lösungsmittel P-24Lösungsmittel 50%, Xylol 35%, Aceton 15%.
Lösungsmittel P-40Toluol 50%, Ethylcellosolve 30%, Aceton 20%.
Lösungsmittel P-219Toluol 34%, Cyclohexanon 33%, Aceton 33%.
Lösungsmittel P-3160Butanol 60%, Ethanol 40%.
Lösungsmittel RCCXylol 90%, Butylacetat 10%.
Lösungsmittel RMLEthanol 64%, Ethylcellosolve 16%, Toluol 10%, Butanol 10%.
Lösungsmittel PML-315Toluol 25%, Xylol 25%, Butylacetat 18%, Ethylcellosolve 17%, Butanol 15%.
Lösungsmittel PC-1Toluol 60%, Butylacetat 30%, Xylol 10%.
Lösungsmittel PC-2Testbenzin 70%, Xylol 30%.
Lösungsmittel RFGEthanol 75%, Butanol 25%.
Lösungsmittel RE-1Xylol 50%, Aceton 20%, Butanol 15%, Ethanol 15%.
Lösungsmittel RE-2Lösungsmittel 70%, Ethanol 20%, Aceton 10%.
Lösungsmittel RE-3Lösungsmittel 50%, Ethanol 20%, Aceton 20%, Ethylcellosolve 10%.
Lösungsmittel RE-4Lösungsmittel 50%, Aceton 30%, Ethanol 20%.
Lösungsmittel FK-1 (?)absoluter Alkohol (99,8%) 95%, Ethylacetat 5%

Unterschiede der Zusammensetzungen 646 und 647

Um die richtige Wahl unter den Lösungsmittelverbindungen zu treffen, müssen die technischen Eigenschaften des Produkts bekannt sein. Lösungsmittel mit 646 und 647 sind derzeit führend in der Beliebtheit. Der Hauptunterschied zwischen den obigen Lösungsmitteln liegt in der Zusammensetzung. Bei der Herstellung des Produkts verwenden 646 Hersteller Aceton und Ethylcellosolve, die nicht in Lösung P-647 enthalten sind.

Aceton macht die Zusammensetzung aggressiver, wobei bei der Bearbeitung empfindlicher Oberflächen die Marke 646 nicht gewählt wird.Dies ist eine hochaktive Verbindung, die vorsichtig verwendet werden muss, um die Lackschicht nicht zu beschädigen. Die in beiden Lösungsmitteln verfügbaren Komponenten sind Toluol und Butanol.

Im folgenden Video sehen Sie den Unterschied zwischen dünner und dünner.

Eigenschaften:

  • Sorgfältig für professionelle Handwerker konzipiert
  • Gebildet, um hohen Standards für Qualität zu entsprechen
  • Entwickelt mit den neuesten Innovationen

  • Mittelkörpermischung für überlegene Spaltfülleigenschaften und reduzierten Produktabfluss
  • UPC (IAPMO) gelistet
  • LEED-konform
  • Übertrifft die ASTM D 2235-Spezifikationen
  • Die schwarze Farbe verleiht dem schwarzen ABS-Kunststoffrohr ein hervorragendes professionelles Aussehen

  • John ™ 647L ist für die Verwendung in allen ABS-Kunststoffrohranwendungen wie Druckrohren, Gasen, Leitungen, Abwasserkanälen und Abflüssen, Abfällen und Entlüftungen (DWV) konzipiert.
  • Es ist für alle ABS-Kunststoffrohre und -klassen bis 6 "geeignet.

RectorSeal®, ein 70 Jahre altes Unternehmen aus dem Maschinenbau, sucht nach neuen Erfindungen. Seit der Gründung im Jahr 1937 ist RectorSeal® für die Entwicklung neuer Produkte und Werkzeuge bekannt, die das Arbeiten für das professionelle Handwerk einfacher, schneller und sicherer machen. Sie interessieren sich für Produkte, die in den folgenden Bereichen hergestellt und vertrieben werden können: Klempnerarbeiten, Klimatisierung, Luftaufbereitung, Heizung, Kühlung, Elektrotechnik und Bauwesen.

Verdünner

NameZusammensetzung
Verdünner RKB-1Butanol 50%, Xylol 50%
Verdünner RKB-2Butanol 95%, Xylol 5%
Verdünner RKB-3Xylol 90%, Butanol 10%
Verdünner MEthanol 65%, Butylacetat 30%, Ethylacetat 5%.
Verdünner P-7Cyclohexanon 50%, Ethanol 50%.
Verdünner R-197Xylol 60%, Butylacetat 20%, Ethylcellosolve 20%.
Verdünnung der WRRLToluol 50%, Butylacetat (oder Amylacetat) 18%, Butanol 10%, Ethanol 10%, Ethylacetat 9%, Aceton 3%.

Lösungsmittelqualität P4

Oft für Malerarbeiten verwendet Lösungsmittel der Klasse P4, in denen die Zusammensetzung Aceton, Butylacetat und Toluol ist. Diese Marke wird in der Regel zum Verdünnen von Farben und Lacken, zum Auflösen von synthetischen und natürlichen filmbildenden Zusammensetzungen, zum Aufbringen von Materialien und anderen Verbindungen auf die gewünschte Dicke und weniger zum Reinigen von Utensilien, Werkzeugen und Händen verwendet.

Abstrakt

Lipasen sind eine Gruppe von Enzymen, die von Natur aus die Eigenschaft besitzen, Reaktionen sowohl in wässrigen als auch in organischen Lösungsmitteln durchzuführen. Die Veresterungsreaktionen unter Verwendung von Lipase (n) könnten in mit Wasser begrenzten organischen Medien durchgeführt werden, da organische Lösungsmittel nicht nur die Löslichkeit von Substrat und Reaktant im Reaktionsgemisch verbessern, sondern auch die Reaktion in umgekehrter Richtung ermöglichen und oft ist es einfach, das Produkt in Zweiphasen-Gleichgewichtssystemen in organischer Phase zu gewinnen. Die Verwendung von Lipase mit Toleranz gegenüber organischen Lösungsmitteln in organischen Medien hat viele Vorteile gezeigt: erhöhte Aktivität und Stabilität, Regiospezifität und Stereoselektivität, höhere Löslichkeit des Substrats, leichte Wiedergewinnung der Produkte und die Fähigkeit, das Reaktionsgleichgewicht in Richtung der Synthese zu verschieben. Daher war die Suche nach organischen lösungsmitteltoleranten Enzymen ein umfangreiches Forschungsgebiet. Eine Vielzahl von Fettsäureestern wird derzeit kommerziell unter Verwendung von immobilisierter Lipase in nichtwässrigen Lösungsmitteln hergestellt. Diese Übersicht beschreibt die organische Verträglichkeit und industrielle Anwendung von Lipasen. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung der Natur von Lipasen, die gegenüber organischen Lösungsmitteln tolerant sind. Außerdem wurden die potenziellen industriellen Anwendungen vorgestellt, die Lipasen zu den Biokatalysatoren der Wahl für die Gegenwart und Zukunft machen.

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1. Einleitung

Lipasen haben sich als einer der führenden Biokatalysatoren herauskristallisiert, der nachweislich zu der milliardenschweren, unterausgenutzten Lipid-Bioindustrie beitragen kann. Sie wurden in verwendet vor Ort Fettstoffwechsel und ex situ vielseitige industrielle Anwendung (en) und die Katalyse der Hydrolyse von Triacylglycerin zu Glycerin und Fettsäuren. Lipasen finden potenzielle Anwendungen in Bioprozessen vor allem aufgrund ihrer Verfügbarkeit und Stabilität in organischen sowie in wässrigen Medien 3–5. Dieses Enzym ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften 6, 7 vielseitig einsetzbar. Unter natürlichen Bedingungen katalysieren Lipasen die Hydrolyse von Esterbindungen an der Grenzfläche zwischen einer unlöslichen Substratphase und der wässrigen Phase, in der das Enzym gelöst bleibt (Abbildung 1). Unter nichtwässrigen Bedingungen katalysieren sie die Umkehrreaktion (wie Veresterung, Umesterung und Umesterung) unter Bildung von Glyceriden (Abbildung 2) aus Glycerin und Fettsäuren 8, 9. In den letzten Jahren wurde ein besseres Verständnis der Funktionen und des katalytischen Verhaltens der Enzyme zusammen mit Der Fortschritt der Molekularentwicklung hat zu neuen Anwendungen für verschiedene Arten von Enzymen geführt, wie zum Beispiel Proteasen, Acylasen, Oxidasen, Amylasen, Glycosidasen, Cellulasen oder Lipasen. Lipasen haben eine verbesserte Substratspezifität und arbeiten unter milderen Reaktionsbedingungen. Darüber hinaus erweitern die Tatsache, dass sie ihre Aktivität in organischen Lösungsmitteln und auch ihre katalytische Promiskuität beibehalten, ihr Anwendungsspektrum 10, 11.

Lipasen sind in der Natur allgegenwärtig und werden von verschiedenen Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen produziert. Für die Herstellung industrieller Enzyme sind jedoch Mikroorganismen die am meisten bevorzugte Quelle. Sie haben die kürzeste Generationszeit, eine hohe Ausbeute bei der Umwandlung des Substrats in ein Produkt, eine große Vielseitigkeit bei der Anpassung an die Umweltbedingungen und eine einfache genetische Manipulation sowie einfache Kultivierungsbedingungen. Mikrobielle Lipasen finden derzeit aufgrund der raschen Entwicklung der Enzymtechnologie und ihrer Fähigkeit, Katalysen bei extremen Temperaturen, pH-Werten und organischen Lösungsmitteln mit Chemo-, Regio- und Enantioselektivität durchzuführen, große Beachtung. Auch Lipasen zeigen nützliche Eigenschaften in Bezug auf ihre Stabilität als organische Lösungsmittel-tolerante und thermostabile Enzyme. Der Grund für das enorme biotechnologische Potenzial mikrobieller Lipasen liegt darin, dass sie in organischen Lösungsmitteln stabil sind, keine Cofaktoren benötigen und eine breite Spezifität besitzen.

Grundlegende Studien zur Polymerisation zeigten einige bemerkenswerte Fähigkeiten von Lipasen für die Polymerisationschemie. Die Polymerisations- und Umesterungsstudien erfordern im Allgemeinen raue Bedingungen in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln und / oder hohen Temperaturen 17, 18. Die technologische Nützlichkeit von Enzymen kann erheblich verbessert werden, indem sie in organischen Lösungsmitteln anstelle ihrer natürlichen wässrigen Reaktionsmedien verwendet werden. Die Verwendung von Enzymen in organischen Medien hat viele Vorteile gezeigt: erhöhte Aktivität und Stabilität, Regiospezifität und Stereoselektivität, höhere Löslichkeit des Substrats, leichte Produktgewinnung und die Fähigkeit, das Reaktionsgleichgewicht in Richtung der Synthese zu verschieben. Aus biotechnologischer Sicht gibt es zahlreiche Vorteile der Durchführung von durch immobilisierten Biokatalysator geförderten enzymatischen Umwandlungen in organischen Lösungsmitteln im Gegensatz zu Reaktionen, die in Systemen auf Wasserbasis durchgeführt werden.

Eigenschaftstabelle gängiger Lösungsmittel

Die Lösungsmittel werden in unpolare, polare aprotische und polare protische Lösungsmittel eingeteilt, wobei jede Gruppe nach zunehmender Polarität geordnet ist. Die Eigenschaften von Lösungsmitteln, die die von Wasser übertreffen, sind fett gedruckt.

Sicherheitsvorkehrungen beim Arbeiten mit Lösungsmitteln

In der Absicht, das Lösungsmittel zu erwerben und es für die Arbeit zu verwenden, müssen Sie die bestehenden Hygienestandards berücksichtigen. Alle Lösungsmittel wirken reizend auf die Schleimhäute der Augen und der Atemwege.

Arbeiten in geschlossenen und mit Lösungsmitteldämpfen gefüllten Räumen können zu Husten, Orientierungslosigkeit, Schwindel, Schwindel und Kopfschmerzen, einem Zustand narkotischen Zustands sowie einer starken Schwellung der Lebensmittelvergiftung und Schädigung des Zentralnervensystems führen. Um diese unangenehmen Momente zu vermeiden, muss das Arbeiten mit solchen Gemischen unter Verwendung von Augen- und Atemschutzmaßnahmen, mechanischer Be- und Entlüftung sowie Handschuhen oder Handschuhen durchgeführt werden.

Da fast alle Verdünner auf brennbare Stoffe verweisen, ist ein sorgfältiger Umgang mit diesen erforderlich. Funken, offenes Feuer und Rauchen in der Nähe des Lösungsmittels sind auszuschließen.

Lösungsmittelgemische werden in Glas- und Metallbehältern mit einem Volumen von 0,5 bis 10 Litern hergestellt. Der Transport solcher Zusammensetzungen wird nur mit Spezialfahrzeugen oder in Eisenbahntanks durchgeführt. Diese Anforderungen sind zu transportieren, da Lösungsmittelformulierungen leicht entflammbar sind. Auch Behälter mit Verdünnungsmittel sollten vor direkter Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit geschützt werden. Lösungsmittel müssen an einem dunklen Ort mit guter Belüftung gelagert werden.

2. Quellen von Lipasen

Lipasen werden von Pflanzen, Tieren und Mikroben produziert, aber nur mikrobielle Lipasen haben sich als industriell wichtig erwiesen, da sie sich in ihren enzymatischen Eigenschaften und ihrer Substratspezifität unterscheiden. Lipasen können von Tieren hauptsächlich aus Vormagengewebe von Kälbern oder Lämmern und Pankreasgewebe von Schweinen erhalten werden. Die Nachteile der Verwendung von tierischen Lipasen umfassen das Vorhandensein von Trypsin in Schweinepankreaslipasen, was zu bitter schmeckenden Aminosäuren und dem Vorhandensein von restlichen tierischen Hormonen oder Viren sowie deren unerwünschten Wirkungen bei der Verarbeitung von vegetarischen oder koscheren Diäten führt. Pflanzenlipasen sind ebenfalls erhältlich, werden jedoch aufgrund der Ausbeute und der damit verbundenen Prozesse nicht kommerziell genutzt. So erhalten mikrobielle Lipasen aufgrund ihrer technischen und wirtschaftlichen Vorteile gegenwärtig mehr Aufmerksamkeit, wenn die Organismen in einem Medium kultiviert werden, das eine geeignete Nährstoffzusammensetzung unter kontrollierten Bedingungen enthält. Die Lipaseproduktion durch Mikroorganismen variiert auch in Abhängigkeit von den Stämmen, der Zusammensetzung des Wachstumsmediums, den Kultivierungsbedingungen, dem pH-Wert, der Temperatur und der Art der Kohlenstoff- und Stickstoffquellen 24, 25. Im Allgemeinen werden Bakterien, Pilze, Hefen und Actinomyceten erkannt als bevorzugte Quellen für extrazelluläre Lipasen, die die Enzymgewinnung aus der Kulturbrühe erleichtern, obwohl Candida, Pseudomonas, Mucor, Rhizopus, und Geotrichum spp. zeichnen sich als die wichtigsten kommerziell lebensfähigen Stämme aus. Bakterielle Lipasen werden in der Lebensmittelindustrie in großem Umfang zur Qualitätsverbesserung, in der Milchindustrie zur Hydrolyse von Milchfett, bei der Käsereifung, bei Getränken zur Verbesserung des Aromas und bei Nahrungsmitteln zur Umesterung verwendet. In den letzten zehn Jahren wurden viele Mikroorganismen für die Lipase-Produktion sowohl in getauchten Fermentationen als auch in Festkörperfermentationen gemeldet (Tabelle 1).

Unpolare Lösungsmittel

LösungsmittelChemische Formel Siedepunkt
(° C)
Dielektrizitätskonstante Dichte
(g / ml)
Dipol-Moment
(D)
Pentane CH3CH2CH2CH2CH3 361.840.6260.00
Cyclopentan
C5H10
401.970.7510.00
Hexan CH3CH2CH2CH2CH2CH3 691.880.6550.00
Cyclohexan
C6H12
812.020.7790.00
Benzol
C6H6
802.30.8790.00
Toluol C6H5-CH3 111 2.380.8670.36
1,4-Dioxan
C4H8O2
101 2.31.033 0.45
Chloroform CHCl3 614.811.498 1.04
Diethylether CH3CH2-O-CH2CH3 354.30.7131.15
Dichlormethan (DCM)CH2Cl2 409.11.3266 1.60

3. Durch Lipasen katalysierte Reaktionen

Die Lipasen katalysieren w> (i) Hydrolyse

(ii) Synthese. Reaktionen unter dieser Kategorie können weiter in die folgenden Kategorien unterteilt werden. (ein) Veresterung

Die letzten drei Reaktionen werden häufig zu einem einzigen Begriff zusammengefasst, nämlich Umesterung. Der Begriff Umesterung bezieht sich auf den Austausch von Gruppen zwischen einem Ester und einer Säure (Acidolyse), zwischen einem Ester und einem Alkohol (Alkoholyse) oder zwischen zwei Estern (Umesterung). Die Fähigkeit von Lipasen, diese Reaktionen mit großer Effizienz, Stabilität und Vielseitigkeit zu katalysieren, macht diese Enzyme vom kommerziellen Standpunkt aus sehr attraktiv. Die Lipase-Spezifitäten können wie folgt in drei Hauptgruppen unterteilt werden 27, 28.

(1) Substratspezifität. Die natürlichen Substrate sind Glycerinester. Diese Enzyme können bei Phospholipasen nicht nur die Hydrolyse von Triacylglycerinen (TAGs), sondern auch von Di- und Monoacylglycerinen und sogar von Phospholipiden katalysieren.

(2) Regioselektiv. Regioselektivität ist die Präferenz einer Richtung für das Herstellen oder Aufbrechen einer chemischen Bindung gegenüber allen anderen möglichen Richtungen. (I) Nichtspezifische Lipasen: Sie katalysieren die vollständige Hydrolyse von Triacylglycerinen zu Fettsäuren und Glycerin auf zufällige Weise, Monoglycerine und Diacylglycerine sind die Zwischenprodukte. (ii) Spezifische 1,3-Lipasen: Sie hydrolysieren nur Triacylglycerine an den C1- und C3-Glycerinbindungen und produzieren Fettsäuren, 2-Monoacylglycerine und 1,2-Diacylglycerine oder 2,3-Diacylglycerine, wobei die beiden letztgenannten chemisch instabil sind und die Migration von fördern die Acylgruppe erzeugt 1,3-Diacylglycerin und 1-Monoacylglycerine oder 3-Monoacylglycerine. (iii) Fettsäure vom spezifischen oder selektiven Typ: Lipasen können für einen bestimmten Fettsäuretyp oder häufiger für eine bestimmte Gruppe von Fettsäuren spezifisch sein. Sie hydrolysieren Fettsäureester, die sich an einer beliebigen Triacylglycerinposition befinden.

(3) Enantioselektiv. Lipasen haben die Fähigkeit, Enantiomere in einem racemischen Gemisch zu unterscheiden. Ein Beispiel hierfür ist das R-Isomer von Aspartam, das süß schmeckt, während das S-Isomer bitter schmeckt. Die Enantiospezifitäten von Lipasen können je nach Substrat variieren und diese Variation kann mit der chemischen Natur des Esters zusammenhängen.

Polare aprotische Lösungsmittel

Tetrahydrofuran (THF)
C4H8O
667.50.8861.75
Ethylacetat
CH3-C (= O) -O-CH2-CH3
776.020.8941.78
Aceton
CH3-C (= O) -CH3
56210.7862.88
Dimethylformamid (DMF)
H-C (= O) N (CH3)2
153 380.9443.82
Acetonitril (MeCN)CH3-C≡N8237.50.7863.92
Dimethylsulfoxid (DMSO)
CH3-S (= O) -CH3
189 46.71.092 3.96
Nitromethan CH3-NEIN2 100–103 35.871.1371 3.56
Propylencarbonat C4H6O3 240 64.01.205 4.9

Polare protische Lösungsmittel

Ameisensäure
H-C (= O) OH
101 581.21 1.41
n-Butanol CH3CH2CH2CH2OH118 180.8101.63
Isopropylalkohol (IPA)
CH3-CH (-OH) -CH3
82180.7851.66
n-Propanol CH3CH2CH2OH97200.8031.68
Ethanol CH3CH2OH7924.550.7891.69
Methanol CH3OH65330.7911.70
Essigsäure
CH3-C (= O) OH
118 6.21.049 1.74
Wasser
H-O-H
100801.0001.85
4.1. Lipasestruktur in organischen Lösungsmitteln

Molekulare Modellierung von R. miehei Lipase in verschiedenen Umgebungen zeigte, dass die im Vakuum modellierte Struktur den mit hydrophoben Lösungsmitteln als Umgebung erhaltenen Modellen ziemlich ähnlich war. Im Allgemeinen haben hydrophile Lösungsmittel relativ mehr Wechselwirkungen mit den Enzymmolekülen. Es wurde gezeigt, dass die Struktur eines Enzyms, Subtilisin Carlsberg, in einem hydrophilen Lösungsmittel, Acetonitril, das durch Röntgenkristallographie bestimmt wurde, derjenigen in Wasser ähnlich ist. Das an die Enzymmoleküle gebundene Wasser nahm jedoch ab und Acetonitrilmoleküle wurden an die Enzymmoleküle gebunden. Sequenzen für mehrere Lipasen und Esterasen wurden verglichen, um die Reste zu finden, die entweder vollständig oder teilweise konserviert sind. Das Sequenzalignment von 16 Lipoproteinlipasen zeigte einen großen Bereich der Sequenzidentität in der Nähe des Serinrests des aktiven Zentrums. Darüber hinaus besaßen alle Lipasen ein G * S * G-Motiv um das Serin des aktiven Zentrums. Die Sequenzen dieser Lipasen zeigten eine enge Beziehung zu Sequenzen von Leberlipasen, die weniger eng mit Sequenzen von Pankreaslipasen verwandt waren. Die konservierten Teile der Lipasen können für ihre strukturelle Integrität, Aktivität und / oder Spezifität wichtig sein.

Hansen-Löslichkeitsparameterwerte

Die Hansen-Löslichkeitsparameterwerte basieren auf Dispersionsbindungen (δD), polaren Bindungen (δP) und Wasserstoffbindungen (δH). Diese enthalten Informationen über die intermolekularen Wechselwirkungen mit anderen Lösungsmitteln sowie mit Polymeren, Pigmenten, Nanopartikeln usw. Dies ermöglicht rationale Formulierungen, die beispielsweise wissen, dass es eine gute HSP-Übereinstimmung zwischen einem Lösungsmittel und einem Polymer gibt. Rationale Substitutionen können auch für "gute" Lösungsmittel (die das Auflösen des gelösten Stoffes bewirken) vorgenommen werden, die "schlecht" sind (teuer oder gesundheitsschädlich oder umweltschädlich). Die folgende Tabelle zeigt, dass die Intuitionen von "unpolar", "polar aprotisch" und "polar protisch" numerisch ausgedrückt werden - die "polaren" Moleküle haben höhere Konzentrationen von & dgr; P und die protischen Lösungsmittel haben höhere Konzentrationen von & dgr; H. Da numerische Werte verwendet werden, können Vergleiche durch Vergleichen von Zahlen rational durchgeführt werden. Beispielsweise ist Acetonitril viel polarer als Aceton, weist jedoch etwas weniger Wasserstoffbrückenbindungen auf.

4.2. Lipasestabilität in organischen Medien

Ein Großteil der Enzyme zeigt gute Ergebnisse in vitro katalytische Geschwindigkeiten in wässrigen Lösungen. Lipasen, die durch Grenzflächen aktiviert werden, zeigen jedoch geringere katalytische Raten in homogenen wässrigen Lösungen als in Gegenwart von Grenzflächen, beispielsweise einer Grenzfläche zwischen Wasser und organischem Lösungsmittel. Typischerweise sind Lipasen allgegenwärtige Enzyme, die ursprünglich durch ihre Fähigkeit charakterisiert waren, die Hydrolyse von Acylglyceriden, Fettsäureestern usw. an der Öl-Wasser-Grenzfläche zu katalysieren. Dies wird als wässrig-organisches Lösungsmittel-Zweiphasensystem bezeichnet. Durch intensives Mischen der beiden Phasen entsteht eine Suspension mit einer signifikant großen Grenzfläche.

Enzymmoleküle werden in diskreten hydratisierten Umkehrmizellen, die von Tensiden gebildet werden, in einer kontinuierlichen Phase eines unpolaren organischen Lösungsmittels, dh in einem Umkehrmizellensystem, solubilisiert. Unter geeigneten Bedingungen ist eine Umkehrmizellenlösung homogen, thermodynamisch stabil und optisch transparent. Die Anwendung von Enzymen in organischen Medien anstelle von wässrigen Medien hat mehrere wichtige Vorteile wie die Verschiebung des thermodynamischen Gleichgewichts zugunsten des Produkts gegenüber der hydrolytischen Reaktion, eine erhöhte Löslichkeit unpolarer Substrate, die Beseitigung von Nebenreaktionen und eine erhöhte thermische Stabilität von das Enzym unter rauen Bedingungen. Es ist bekannt, dass die meisten Lipasen in wasserfreien organischen Lösungsmitteln aktiv und stabil sind. Zur Solubilisierung von Lipasen in organischen Lösungsmitteln wurden verschiedene kovalente Modifikationen sowie nichtkovalente Modifikationstechniken entwickelt. Der biologische Ursprung der Lipase, die durchzuführende Reaktion (Hydrolyse oder Veresterung), die verwendeten Substrate usw. bestimmen, welches Lösungsmittelsystem am besten geeignet ist. Die Verwendung von organischen Lösungsmitteln in Reaktionsmedien verschiebt das thermodynamische Gleichgewicht, um die Synthese gegenüber der Hydrolyse zu begünstigen.Darüber hinaus scheint die Konformation des Enzyms in organischen Lösungsmitteln starrer zu sein. Diese Eigenschaften ermöglichen es, einige der katalytischen Eigenschaften des Enzyms wie die Substratspezifität, die Chemo-, Regions- und Enantioselektivität durch Variation des Lösungsmittels zu steuern. Vor kurzem Lipasen aus Pseudomonas werden in der Biotechnologie aufgrund ihres Potenzials in der organischen Synthese für hoch wertvolle Chemikalien am häufigsten eingesetzt. Auch die Kosten der Weiterverarbeitung hängen direkt vom Lösungsmittelsystem und den vorhandenen Verunreinigungen ab. Mögliche Vorteile (Tabelle 2) des Einsatzes von Enzymen in nichtwässrigen Medien im Gegensatz zu wässrigen Medien wurden von vielen Autoren 39–41 postuliert.

Lipase kann in den Synthesereaktionen aufgrund veränderter Temperatur, Scherbeanspruchungen, Kontakt mit Grenzflächen und chemischen Denaturierungsmitteln, die im Allgemeinen in den Veresterungsreaktionssystemen als Substrate oder Produkte vorliegen, eine Deaktivierung erfahren. Diese Enzymdeaktivierung tritt entweder aufgrund physikalischer Änderungen der Enzymstruktur oder chemischer Änderungen wie Desamidierung und Aufbrechen von Disulfidbindungen auf. Die Veresterungsreaktionen werden immer in nichtwässrigen Lösungsmitteln durchgeführt. Die Stabilität von Enzymen in organischen Lösungsmitteln hängt stark von den Lösungsmitteleigenschaften ab.

Deaktivierung einer Lipase aus R. miehei Temperatur- und butanolbedingt wurde untersucht und eine erhebliche Desaktivierung des Enzyms durch Butanol festgestellt. Die thermische Deaktivierung von Enzymen erfolgt normalerweise aufgrund der Entfaltung des Moleküls. Bei hohen Temperaturen nehmen verschiedene Kräfte ab, die die Enzymstruktur aufrechterhalten (einschließlich Wasserstoffbrückenbindungen, Ionen- und Van-der-Wall-Wechselwirkungen sowie hydrophobe Wechselwirkungen), was zur Entfaltung des Enzyms führt. Die thermische Deaktivierung der Lipase kann durch ihre Immobilisierung erheblich reduziert werden. Thermische Desaktivierung von Lipase B aus Candida antarctica (CALB) und Lipase aus Candida rugosa (CRL) in ihrer nativen bzw. immobilisierten Form wurde untersucht 43, 44. Es wurde gezeigt, dass die Lyophilisierung des Enzyms zusammen mit bestimmten Additiven wie Kohlenhydraten 45, 46, Fettsäuren oder Salzen die Enzymleistung erheblich verbessert. Die aktivierende Wirkung von Additiven ist in trockenen organischen Lösungsmitteln stärker ausgeprägt als in teilweise hydratisierten organischen Lösungsmitteln. Die Behandlung von Candida rugosa Lipase mit kurzkettigen polaren organischen Lösungsmitteln (Methanol, Ethanol, 1- und 2-Propanol, 1- und 2-Butanol oder / und Aceton) verstärkte ihre Veresterungs- und Umesterungsaktivität. F. oxysporum hat eine Zunahme seiner Aktivität nach Inkubation in organischen Lösungsmitteln, was ein wesentliches Merkmal bei vielen organischen Synthesen ist.

In organischen Medien hat sich gezeigt, dass die pH-Abhängigkeit von in einem Lösungsmittel dispergierten Enzymen ähnlich der pH-Abhängigkeit der Enzyme in einem wässrigen Medium 51, 52 ist. Die Abhängigkeit der Enzymaktivität in organischen Lösungsmitteln vom pH-Wert der wässrigen Lösung, in der die Das zuletzt existierende Enzym wird als pH-Gedächtnis bezeichnet. Die Ionisationszustände lyophilisierter Verbindungen sind ähnlich denen in Lösungsform, in der die Verbindung lyophilisiert wurde. Obwohl diese jüngste Untersuchung lyophilisierter Verbindungen unter Verwendung von Fourier-Transformations-Infrarot (FTIR) -Spektroskopie das Konzept des pH-Speichers unterstützt, gibt es Ausnahmen von diesem Konzept.

Unpolare Lösungsmittel

LösungsmittelChemische Formel δD-DispersionδP PolarδH Wasserstoffbrückenbindung
n-Hexan CH3CH2CH2CH2CH2CH3 14.90.00.0
Benzol C6H6 18.40.02.0
Toluol C6H5-CH3 18.01.42.0
Diethylether CH3CH2-O-CH2CH3 14.52.94.6
Chloroform CHCl3 17.83.15.7
1,4-Dioxan /-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O- 17.51.89.0

Nutzen & Nutzen

Lösungsmittel sind für die Wirksamkeit vieler Produkte, die Verbraucher täglich verwenden, von entscheidender Bedeutung:

  • Lösungsmittel in Farben und Lacken: In Anstrichmitteln lösen oder dispergieren Lösungsmittel die in der Anstrichformulierung verwendeten Komponenten, um den Anstrich auf die gewünschte Konsistenz für den Auftrag zu bringen und Klumpen oder Klumpen zu vermeiden. Glykoletherester werden einigen Sprühfarben zugesetzt, um ein Austrocknen in der Luft zu verhindern. Durch die langsame Verdunstung dieser starken Gruppe von Lösungsmitteln können beispielsweise Autos mehrere reibungslose, makellose Lackierungen erhalten, um eine schöne und haltbarere Oberfläche zu erzielen.
  • Lösungsmittel in Tinten: Viele Tinten, die zum Drucken von Magazinen, Lebensmittelverpackungen und Etiketten verwendet werden, sind darauf angewiesen, dass Lösungsmittel richtig angewendet werden, an Ort und Stelle bleiben und ihre lebendigen Farben erhalten. Das Kohlenwasserstofflösungsmittel Toluol wird in einer speziellen Art des Magazindrucks als Tintenlösungsmittel verwendet, da es schnell genug verdampft, um ein Verschmieren zu verhindern, und Toluolreste leicht recycelt werden können.
  • Lösungsmittel in Körperpflegeprodukten: Viele kosmetische Produkte sind auf Lösemittel angewiesen, um Inhaltsstoffe aufzulösen und ein einwandfreies Funktionieren zu ermöglichen. Lösungsmittel werden in Lotionen, Pudern und Rasiercremes verwendet, um dem Produkt eine angemessene Konsistenz zu verleihen. Ethanol wird von Parfümherstellern wegen seines geringen Geruchs als Lösungsmittel der Wahl verwendet. Der niedrige Siedepunkt von Ethanol führt dazu, dass das Lösungsmittel schnell verdampft und nicht auf der Haut verbleibt. Ethylacetat oder Aceton wird im Nagellack verwendet und wird besonders wegen seiner schnelltrocknenden Eigenschaften geschätzt. Es wird auch in Nagellackentfernungsflüssigkeiten verwendet, und aufgrund seines hohen Lösungsvermögens kann der Lack leicht vom Nagel entfernt werden.
  • Lösungsmittel in Reinigungsmitteln:Glykolether sind hochwirksam als aktive Komponente von Hochleistungsglas-, Boden- und anderen Reinigungsformulierungen für harte Oberflächen. Diese Lösungsmittel weisen eine gute Wasserverträglichkeit, eine hohe Löslichkeit für Fette und Öle und eine gute biologische Abbaubarkeit auf. Isoparaffine werden verwendet, um Kleidung chemisch zu reinigen. Diese Lösungsmittel zeichnen sich durch einen geringen Geruch, ein günstiges Gesundheits- und Umweltprofil, sichere Handhabungseigenschaften und eine hervorragende Reinigungswirkung aus.
  • Lösungsmittel für Anwendungen im Gesundheitswesen: Lösungsmittel werden in Hunderten von pharmazeutischen Produkten verwendet und tragen zu vielen der heute verwendeten Medikamente bei, von Penicillin über Aspirin bis hin zu Hustensaft und topischen Salben. Butylacetat wird zur Reinigung von Penicillin verwendet, indem Verunreinigungen in Lösung gehalten werden, während das Penicillin durch Extraktion selektiv aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird.
  • Lösungsmittel in der Automobilindustrie: Lösungsmittel helfen der Waschflüssigkeit, Schmutz und Schmutz von der Windschutzscheibe zu entfernen. Isopropylalkohol wird als Enteisungs- und Reinigungsmittel für Windschutzscheiben verwendet, da es in flüssiger Form weit unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser bleibt und somit zum Entfernen des Eises beiträgt. Es entfernt Flecken auf der Windschutzscheibe und wird auch zu Hause in Fensterputzmitteln verwendet. Aliphatische Kohlenwasserstoffe werden bei der Herstellung von Reifen verwendet. Das Lösungsmittel erweicht und reinigt jede Gummischicht, bevor die nächste aufgetragen wird, und seine Hafteigenschaften helfen dabei, die verschiedenen Komponenten des Reifens zusammenzubinden, um die Sicherheit zu erhöhen und die Leistung zu verbessern.

4.3. Solubilisierung von Lipasen in organischen Lösungsmitteln

Lipasen sind in organischen Lösungsmitteln in ihrer natürlichen Form unlöslich. Solubilisierte Lipasen sind nicht nur wegen ihrer höheren Aktivitäten (im Vergleich zu unlöslichen Lipasen) attraktiv, sondern auch wegen ihrer optischen Transparenz, die es ermöglicht, eine strukturelle Charakterisierung durch spektroskopische Techniken durchzuführen. Zwei Arten von Verfahren, nämlich kovalente und nichtkovalente Modifikationen, werden üblicherweise zur Solubilisierung von Lipasen verwendet. Chemische oder kovalente Modifikationen werden mit chemischen Modifikatoren wie Polyethylenglykol (PEG),N-Vinylpyrrolidon, Polystyrol, Polymethylmethacrylat 55, 56 und Nitrocellulosemembran. Solche chemischen Modifikationen beeinflussen die Aktivität, Stabilität und Selektivität des Enzyms 58, 59 sowie seine Wiederverwendbarkeit stark.

Die nichtkovalente Modifikation von Lipasen war im Wesentlichen darauf beschränkt, das Lipasemolekül mit verschiedenen Tensiden zu beschichten. Eine der am weitesten verbreiteten Techniken beinhaltet das Auflösen der Lipase und des Tensids in wässriger Lösung 60, 61. Wenn ausreichend Zeit zur Verfügung steht, binden die hydrophilen Schwänze des Tensids nichtkovalent an polare / ionische Gruppen auf der Oberfläche der Lipase, wodurch eine Enzym-Tensid-Komplex, dessen Oberfläche aufgrund der vorstehenden hydrophoben Schwänze des Tensids hydrophob ist. Dieser Enzym-Tensid-Komplex, der aus der wässrigen Lösung ausfällt, kann in organischen Lösungsmitteln gelöst werden. Die solubilisierte Lipase hat katalytische Aktivitäten gezeigt, die signifikant größer sind als die von Lipasepulvern gezeigten. Eine andere verwandte Technik beinhaltet die Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsionen (oder Umkehrmizellen), die Lipase enthalten, und anschließendes Trocknen des Wassers aus der Emulsionsphase, wodurch ein Lipase-Tensid-Komplex erhalten wird, der in organischen Lösungsmitteln 62, 63 löslich und hochaktiv ist.

4.4. Medium Engineering von Lipasen in organischen Lösungsmitteln

OST-Lipasen (Organic Solvent Tolerant) werden in biotechnologischen Anwendungen benötigt, insbesondere bei der Herstellung von Biopolymermaterialien, Biodiesel und der Synthese von Feinchemikalien. LipA ​​aus Burkholderia cepacia ist hochaktiv und tolerant gegenüber kurzkettigen Alkoholen. Lipasen in nichtwässrigen Systemen können aktiv sein, sofern die sie umgebende essentielle Wasserschicht nicht abgestreift wird. Das Medium Engineering für die Biokatalyse in nichtwässrigen Medien umfasst die Modifizierung der unmittelbaren Umgebung des Biokatalysators 65, 66. Unpolare Lösungsmittel sind besser als polare, da sie eine bessere Mikroumgebung für die Lipase bieten. Wenn die Mikroumgebung des Enzyms ein hohes Substrat und eine niedrige Produktlöslichkeit begünstigt, wären die Reaktionsraten hoch. Die Lösungsmittelwirkungen dürfen nicht zu weit verallgemeinert werden. Es gibt verschiedene Ausnahmen, von denen Lipasen ein besonderer Fall sind. Enzyme zeigen in nichtkonventionellen Medien wie organischen Lösungsmitteln häufig geringere Aktivitäten als in ihren natürlichen Medien, dh der Wasser-Öl-Grenzfläche bei Lipasen. Um eine erhöhte Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen zu erreichen, sind die Betriebsbedingungen von großer Bedeutung.

5. Immobilisierung von Lipasen

Die Verwendung von Enzymen ist aufgrund der hohen Kosten für die Enzymisolierung und -reinigung zur einmaligen Verwendung immer noch begrenzt. Die Enzyme sind von Natur aus labil, so dass ihre Isolierung von der natürlichen Umgebung zu Denaturierung und verminderter Aktivität führen kann. Der niedrige pH-Wert, die niedrige Temperatur und die chemische Stabilität in organischen Lösungsmitteln beschränken auch die Verwendung freier Enzyme. Darüber hinaus ist die Trennung von Produkten in Gegenwart von freien Enzymen mühsam. Diese Nachteile der freien Enzyme werden durch die Immobilisierungstechnik überwunden. Die Immobilisierung kann zwei Zielen dienen, zum einen der Verbesserung der Enzymstabilität und zum anderen der Verringerung des Enzymverbrauchs, da das Enzym gewonnen und für viele wiederholte Reaktionszyklen wiederverwendet werden kann. Unter Ausnutzung der "Grenzflächen" -Hydrophobie wurde die Immobilisierung von Lipasen durch Adsorption an hydrophoben Adsorbentien durchgeführt, einschließlich Glasperlen, die mit hydrophoben Materialien, methyliertem Siliciumdioxid, Phenylsepharose, Poly (ethylenglykol) -epharose, Polypropylenpartikeln, Polypropylen beschichtet waren Hohlfasern und Vliesstoffe sowie Nitrocellulosemembranen. Immobilisierte Enzyme werden in vielen kommerziellen Produkten für höhere Ausbeuten verwendet. Lipasen sind aktive anorganische Lösungsmittel und können die Synthese (Veresterungen) sowie die Rückreaktion der Synthese katalysieren. Diese Technik macht die Verwendung von Enzymen in der Industrie attraktiver, da sie gegenüber freien Enzymen bestimmte Verarbeitungsvorteile bietet, darunter die leichte Trennung von Reaktant und Produkt, verbesserte Stabilität und kontinuierlicher Betrieb. Die poröse Natur des Hydrogels und die teilchenförmige Natur von Siliciumdioxid oder Celite ermöglichen eine freie Diffusion des Lösungsmittels und der Reaktanten sowie des Produkts bzw. der Produkte, wodurch das Substrat leicht mit dem Enzym in Wechselwirkung treten kann. Immobilisierte Enzyme bieten einige betriebliche Vorteile gegenüber löslichen Enzymen, wie die Wahl von diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren, das schnelle Abbrechen von Reaktionen, die kontrollierte Produktbildung, die leichte Entfernung aus dem Reaktionsgemisch und die Anpassungsfähigkeit an verschiedene technische Konstruktionen. Die Immobilisierung ist daher häufig der Schlüssel zur Verbesserung der Betriebsleistung eines Enzyms. Die Immobilisierung von Lipasen hängt von ihren Anwendungen ab. Für Waschmittel werden Lipasen nicht in immobilisierter Form verwendet, während die Synthese von Feinchemikalien, Pharmazeutika usw. in nichtwässrigen Medien und manchmal Waschmittelformulierungen zur langsamen Freisetzung von Enzym immobilisierte Lipase benötigt.

5.1. Bindung an einen Träger

Das Enzym kann durch kovalente, ionische oder physikalische Wechselwirkungen an einen Träger gebunden sein. Physikalische Wechselwirkungen (Adsorption) sind schwach und das Enzym kann unter industriellen Bedingungen leicht herausgelöst werden. Die Immobilisierung von Lipasen durch Adsorption erfolgt durch schwache Kräfte, nämlich Van-der-Waale, H-Bindungen und hydrophob-hydrophile oder ionische Wechselwirkungen. Die Herstellung biokatalytischer Systeme ist eine einfache, wirtschaftliche und wenig zeitaufwendige Technik. Der bei der Immobilisierung von Lipasen verwendete Träger kann ein anorganischer Feststoff oder ein bio- oder organisches Polymer sein. Die Immobilisierung durch Adsorption ist die einfachste und kostengünstigste Methode zur Herstellung von Biokatalysatoren mit festem Träger. Die schwachen Bindungen zwischen Enzym und Träger (hauptsächlich Van-der-Waals-Bindungen, Wasserstoffbrücken und hydrophobe Wechselwirkungen) haben nur geringen Einfluss auf die katalytische Aktivität. Eine Regeneration des immobilisierten Biokatalysators ist häufig möglich. Da die Bindungen jedoch so schwach sind, kann das Enzym leicht vom Träger desorbiert werden. Die Adsorption sollte nicht angewendet werden, wenn das Enzym im Produkt nicht toleriert werden kann. Die Immobilisierung von Lipasen durch nichtkovalente Adsorption hat sich in nichtwässrigen Systemen als sehr nützlich erwiesen, in denen die Desorption aufgrund der geringen Löslichkeit von Lipasen in organischen Lösungsmitteln vernachlässigt werden kann. Aus diesem Grund und aufgrund der Einfachheit des Adsorptionsverfahrens ist die Verwendung adsorbierter Lipasen für die Katalyse in mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln im industriellen Maßstab weit verbreitet. Der physikalische Einschluss wurde in vielen kommerziellen Trägern eingesetzt, zum Beispiel in Siliciumdioxid mit kontrollierten Poren, natürlichen / synthetischen Polymeren, Hohlfasern, Aktivkohle, Aluminiumoxid und Celite 4, 74–76. Aufgrund der gegenwärtig hohen Kosten einiger im Handel erhältlicher Trägermatrices besteht die Möglichkeit, kostengünstige Träger für die Lipase-Immobilisierung zu verwenden, beispielsweise Reisschale, CaCO3 Pulver, gepfropfte Hydrogele 79–83, Nitrocellulosemembran, Naturfasern, Sol-Gel-Matrix, Chitosanperlen, Butyl-Sepabeads und aktivierte Kieselsäure / Celite 83, 87 wurden ebenfalls in Betracht gezogen. Obwohl die Adsorption eine vielversprechende Technik für die Lipaserückgewinnung zu sein scheint, sind die Adsorbentien entweder teuer oder nicht leicht zugänglich. Desorption beinhaltet üblicherweise auch die Verwendung einer Lösung, die chaotrope Mittel oder Detergenzien enthält, was zu Komplexität in nachfolgenden Verarbeitungsschritten führt und auch die Umweltbelastung erhöht.

Hydrogele und intelligente Polymere wie Polyvinylalkohol-HydrogeleN-Isopropylacrylamid (polyNIPAM) gewinnt auch als Träger (Abbildung 3) für die Immobilisierung an Bedeutung.

5.2. Entrapment

Es wird als "physikalisches Einfangen" der Enzyme in Membranporen bezeichnet. Es ist besonders für sehr labile Biomoleküle wie Enzyme geeignet, die unter extremen Bedingungen (Temperatur, pH-Wert und aggressive Reagenzien) ihre Aktivität beeinträchtigen oder verlieren können. Die Lipase-Immobilisierung durch Einschluss basiert auf der Porosität der Membran, die Lipasen in den Poren hält und eine Substrat / Produkt-Diffusion bereitstellt.

Der Einbau des Enzyms in ein Polymernetzwerk, beispielsweise Silica und Sol-Gel, während ihrer Synthese ist als Einschluss bekannt. Polydimethylsiloxanmembranen, Siliconelastomere, Organogele auf Mikroemulsionsbasis und Sol-Gel-Matrices werden üblicherweise zum Einfangen von Enzymen verwendet. Der Einschluss von Enzymen in Kieselsol-Gelen während der Polymersynthese wurde ebenfalls festgestellt. Diese Methode umfasste die Synthese von Sol-Gel durch Tetraethoxysilan-Polymerisation (hydrolytisch). Sol-Gele wurden ausgiebig für die Lipase-Immobilisierung verwendet. Der Einschluss kann in Gitter- und Mikrokapseltypen eingeteilt werden. Der Einschluss vom Gittertyp beinhaltet den Einschluss von Enzymen in die Zwischenräume eines vernetzten wasserunlöslichen Polymers. Einige synthetische Polymere wie Polyacrylamid und Polyvinylalkohol und natürliches Polymer (Stärke) wurden verwendet, um Enzyme unter Verwendung dieser Technik zu immobilisieren. Beim Einschließen von Mikrokapseln werden die Enzyme in semipermeable Polymermembranen eingeschlossen. Diese wahrscheinlich weniger entwickelte Immobilisierungstechnik ist dem Einschließen sehr ähnlich, obwohl in diesem Fall das Enzym und seine gesamte Umgebung immobilisiert werden. Durch die Mikroverkapselung entstehen künstliche Zellen, die von einer Membran begrenzt werden. Große Moleküle wie Enzyme können nicht durch die synthetische Membran diffundieren, wohingegen kleine Moleküle, z. B. Substrate und Produkte, diese passieren können. Die Herstellung von Enzymmikrokapseln erfordert äußerst gut kontrollierte Bedingungen, und die Verfahren zur Mikroverkapselung von Enzymen sind Flüssigkeitstrocknung, Phasentrennung und Grenzflächenpolymerisationsverfahren.

5.3. Vernetzung (trägerfreie Immobilisierung)

Die dritte Art der Immobilisierung, dh Vernetzung, ist auch als trägerfreie Immobilisierung bekannt. In den letzten Jahren hat sich die Synthese trägerfreier immobilisierter Biokatalysatoren durch Vernetzung von Enzymaggregaten als vielversprechende Technik herausgestellt. Es beinhaltet die Verwendung einer bifunktionellen Verbindung wie Glutsraldehyd zur Vernetzung des Enzymproteins und führt zur Bildung von Kristallen oder Aggregaten. Es gibt zwei Arten von trägerfreien oder vernetzten Enzymen: vernetzte Enzymkristalle und vernetzte Enzymaggregate. Das Enzym kann zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften mit einem Polymer vernetzt werden. In solchen Fällen wird das Enzym zuerst auf einem Träger, beispielsweise Membranen, adsorbiert, gefolgt von der Vernetzung, um ein auf einem Träger basierendes vernetztes Enzym zu bilden, oder dem Einschließen eines vernetzten Enzyms in die Gelmatrix.

5.4. Vernetzte Enzymkristalle (CLECs)

Vernetzte Enzymkristalle werden durch Vernetzung von Enzymkristallen unter Verwendung einer bifunktionellen Verbindung erhalten. CLECs weisen im Vergleich zu einfachen amorphen vernetzten Enzymen eine überlegene thermische, pH- und mechanische Stabilität auf. CLECs zeigen auch eine bessere Stabilität gegenüber organischen Lösungsmitteln. In den frühen 1990er Jahren haben Wissenschaftler von Vertex Pharmaceuticals die industrielle Verwendung von CLECs etabliert und Altus Biologics hat sie dann für die Synthese von Aspartam kommerzialisiert. Kontrollierte Partikelgröße (1–100 μm), Hitzebeständigkeit und Beständigkeit gegen organische Lösungsmittel sowie hohe Aktivitäten haben CLECs zu beliebten Biokatalysatoren für die Chromatographie oder Proteinarzneimitteln mit kontrollierter Freisetzung und chiralen Biokatalysatoren für asymmetrische Synthesen gemacht.

5.5. Vernetzte Enzymaggregate (CLEAs)

CLEAs resultieren aus der Vernetzung physikalischer Aggregate von Enzymmolekülen. Das Verfahren zur Synthese von CLEAs beginnt mit der Bildung und Ausfällung enzymatischer Proteinaggregate (ohne Störung ihrer Tertiärstruktur), die durch die Zugabe von organischen Lösungsmitteln, nichtionischen Polymeren oder Salzen zu einer wässrigen Lösung von Proteinen verursacht werden. Die Bildung der physikalischen Aggregate, dh der vernetzten Enzymaggregate (CLEAs) 88, 93, die durch Ausfällung von Proteinen und anschließende Vernetzung mit Glutaraldehyd erhalten werden, könnte eine einfache Alternative darstellen.Vernetzte Enzymaggregate (CLEAs) weisen einen herausragenden Vorteil auf, der Katalysatoren mit hohen Volumenaktivitäten verleiht. Die CLEAs von Penicillinacylase hatten nicht nur die gleiche Aktivität wie die CLECs bei der Synthese von Ampicillin, sondern auch das vernetzte Aggregat katalysierte die Reaktion in einem breiten Spektrum organischer Lösungsmittel. Eine trägerfreie Immobilisierung ist jedoch möglicherweise nicht für das Enzym geeignet, das die Hydrolyse oder Synthese von makromolekularem Substrat oder Produkt katalysiert, was aus einer geringen Diffusion in dem engen Kanal in Enzymaggregationen resultiert. Darüber hinaus mangelte es an Perfektion, dass CLEAs zu weich sind und daher eine schlechte Stabilität aufweisen können, wenn sie in Rührkesseln oder in Festbettreaktoren verwendet werden. Wenn sie durch eine geeignete Immobilisierungstechnik in einen großen porösen Träger oder ein sehr starres Poly (vinylalkohol) -Netz eingekapselt würden, würden sie in großem Umfang als robuster Prozess-Biokatalysator verwendet.

6. Anwendungen

Lipasen sind ein wesentlicher Bestandteil der Industrien, die von Lebensmitteln, Molkereiprodukten, Pharmazeutika, Agrochemikalien und Detergenzien über Ölchemikalien bis hin zur Teeindustrie, Kosmetika und Leder sowie bei verschiedenen biologischen Sanierungsprozessen reichen. Aufgrund der umfangreichen Anwendungen müssen neuere Mikroben auf die Produktion von Lipasen mit wünschenswerten Eigenschaften gescreent werden.

Sicherheitsinformation

Für Hersteller unterliegen Lösungsmittel einer Vielzahl von Bundes- und Ländervorschriften, einschließlich Vorschriften für die industrielle Lagerung und Entsorgung gefährlicher Abfälle, Arbeitsplatzgrenzwerte, Anforderungen für den sicheren Transport chemischer Substanzen und Vorschriften für die Freisetzung von Chemikalien in die Luft. Land und Wasser.

Konsumenten, die Körperpflegeprodukte verwenden, die entweder selbst Lösungsmittel sind, wie Nagellackentferner, oder Produkte, die Lösungsmittel enthalten, wie Farbe, lesen die Anweisungen des Herstellers zur sicheren Verwendung. Für "Do-it-yourself" -Projekte (DYI) ist es wichtig, dass Personen, die mit "stärkeren" Lösungsmitteln wie Abbeizmitteln oder stärkeren Reinigungsmitteln arbeiten, die Anweisungen des Herstellers zur sicheren Verwendung des Produkts genau befolgen.

Bundesbehörden, darunter die US-amerikanische Umweltschutzbehörde EPA, die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA und die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC), veröffentlichen Gesundheits- und Sicherheitsinformationen zu einzelnen Lösungsmitteln.

  • Die FDA hat kürzlich eine Liste erstellt, in der Empfehlungen dazu enthalten sind, welche Mengen an Restlösungsmitteln von der Agentur als in Arzneimitteln sicher eingestuft werden.
  • Perchlorethylen oder Perc ist das vorherrschende chemische Lösungsmittel für die chemische Reinigung. Es ist ein wirksames Reinigungsmittel und wird von den meisten professionellen Reinigungsunternehmen verwendet, da es Flecken und Schmutz von allen gängigen Stoffarten entfernt. Die EPA geht nicht davon aus, dass die chemische Reinigung von Kleidung mit Perc zu einem erhöhten Risiko gesundheitsschädlicher Auswirkungen für Menschen führt.
  • Der American Chemistry Council hat einen Flyer veröffentlicht, in dem „Dos and Don’s“ für die sichere Verwendung von Lösungsmitteln beschrieben sind.
  • Einige allgemeine Grundsätze und Überlegungen zur Minimierung von Entflammbarkeitsproblemen in Bezug auf Kohlenwasserstoffe und sauerstoffhaltige Lösungsmittel sind in den folgenden Leitlinien enthalten.

Getestet, effektiv, erschwinglich

Kohlenwasserstoff- und sauerstoffhaltige Lösungsmittel sind seit mehr als 50 Jahren weit verbreitet und Gegenstand umfangreicher Studien zu Gesundheits- und Umwelteinflüssen, in denen die Auswirkungen der Exposition gegenüber Lösungsmitteldämpfen untersucht werden. Es ist zu beachten, dass in einigen Fällen Lösungsmittel direkt verwendet werden (z. B. Nagellackentferner), in anderen Fällen ist das Lösungsmittel Teil eines anderen Produkts (z. B. Farbe), und in anderen Fällen wird das Lösungsmittel bei der Herstellung verwendet prozess zur herstellung eines produkts, aber vollständig im herstellungsprozess "verbraucht". Wenn Sie ein Lösungsmittel direkt verwenden, lesen Sie die Anweisungen des Herstellers zur sicheren Verwendung.

Verschiedene Lösungsmittel sind für ausgewählte Zwecke, beispielsweise in der pharmazeutischen Entwicklung, äußerst wirksam. Bei der Herstellung von Penicillin beispielsweise hält das Lösungsmittel die Verunreinigungen in der Lösung, so dass das Penicillin durch Extraktion selektiv aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird. In einigen Tinten verdunstet das Lösungsmittel effektiv schnell genug, um ein Verschmieren zu verhindern, und bietet eine kostengünstige, leistungsstarke Möglichkeit zum Drucken von Magazinen oder Etiketten mit lebendigen Farben. Beim Nagellack besteht der Zweck des Lösungsmittels darin, die anderen Bestandteile gleichmäßig aufzulösen und zu mischen und dann beim Trocknen des Nagellacks zu verdampfen, um eine glatte, gleichmäßige Oberfläche zu erhalten. Der Nagellackentferner ist auch ein Lösungsmittel, das speziell für diesen Zweck eingesetzt wird - um die Inhaltsstoffe des Nagellacks zu zersetzen.

6.1. Lipasen in der Lebensmittelindustrie

Lipasen sind aus der modernen Lebensmittelindustrie nicht mehr wegzudenken. Sie sind zur Herstellung von Aromen in Käse und zur Umesterung von Fetten und Ölen wünschenswert. Die Lipase beschleunigt auch die Reifung von Käse und die Lipolyse von Butter, Fetten und Sahne. Lipasen erleichtern die Entfernung von Fett aus Fleisch- und Fischprodukten. Die Zugabe von Lipasen setzt die kurzkettigen (C4 und C6) Fettsäuren frei, die das scharfe, würzige Aroma ergeben, während die Freisetzung von mittelkettigen Fettsäuren (C12 und C14) dem Produkt den Seifengeschmack verleiht. Kakaobutter ist ein hochwertiges Fett, das Palmitinsäure und Stearinsäure mit einem Schmelzpunkt von 37 ° C enthält (Vulfson, 1994). Lipasen werden auch zur Umwandlung von Triacylglycerinen in Diacylglycerine und Monoacylglycerine verwendet und führen dann zu nicht veresterten Fettsäuren und Fettsäurepropan-2-ylestern. Lipasen werden auch als Emulgatoren in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt. Lipasen werden zur Herstellung von Maltose und Lactose wie Zuckerfettsäureester verwendet. Bei einigen Verfahren wird das Immobilisierte verwendet Rhizomucor miehei Lipase für die Umesterungsreaktion, die die Palmitinsäure in Palmöl durch Stearinsäure ersetzt. Immobilisierte Lipasen von CALB, Candida cylindracea AY30, Humicola lanuginosa, Pseudomonas sp. und Geotrichum candidum wurden zur Veresterung von funktionalisierten Phenolen zur Synthese von lipophilen Antioxidantien verwendet, die in Sonnenblumenöl verwendet wurden. Immobilisierte Lipasen aus Staphylococcus warneri und Staphylococcus xylosus wurden zur Entwicklung von Aromaestern verwendet. Lipasen aus Mucor miehei und Candida antarctica wurden immobilisiert und zur Synthese von Thioester mit kurzkettigem Aroma verwendet. C. rugosa Lipasen haben viele Anwendungen in der Lebensmittel- und Aromaindustrie und bei der Herstellung von Eiscreme.

6.2. Lipasen bei der Racematspaltung von Säuren und Alkoholen

Lipasen katalysieren die Hydrolyse von Esterbindungen in Lipiden unter Freisetzung von Alkohol- und Säureresten. In der pharmazeutischen Industrie werden Lipasen als Biokatalysatoren verwendet, um racemische Alkohole und Carbonsäuren durch asymmetrische Hydrolyse und Veresterung aufzulösen. Die Stereoselektivität von Lipasen wurde verwendet, um verschiedene racemische organische Säuremischungen in einem nicht mischbaren zweiphasigen System aufzulösen. Racemische Alkohole können auch durch Lipase-katalysierte Umesterung in enantiomerenreine Formen aufgetrennt werden. Profens (2-Arylpropionsäuren), eine wichtige Gruppe nichtsteroidaler entzündungshemmender Arzneimittel, sind hauptsächlich in der (S) -Enantiomerform pharmakologisch aktiv. Zum Beispiel ist (S) -ibuprofen (S) -2 (4-isobutylphenyl) propionsäure 160-mal wirksamer als sein Antipode bei der Hemmung der Prostaglandinsynthese. Infolgedessen werden erhebliche Anstrengungen unternommen, um optisch reine Profite durch asymmetrische chemische Synthese, katalytische kinetische Racematspaltung durch Kristallisation und chirale chromatographische Trennungen zu erhalten. Mikroorganismen und Enzyme haben sich bei der Trennung von racemischen Gemischen als besonders nützlich erwiesen.

Siedepunkt

LösungsmittelSiedepunkt (° C)
Ethylendichlorid83.48
Pyridin115.25
Methylisobutylketon116.5
Methylenchlorid39.75
Isooctan99.24
Schwefelkohlenstoff46.3
Tetrachlorkohlenstoff76.75
o-Xylol144.42

Der Siedepunkt ist eine wichtige Eigenschaft, da er die Verdampfungsgeschwindigkeit bestimmt. Geringe Mengen von Lösungsmitteln mit niedrigem Siedepunkt wie Diethylether, Dichlormethan oder Aceton verdampfen bei Raumtemperatur innerhalb von Sekunden, während Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt wie Wasser oder Dimethylsulfoxid höhere Temperaturen, einen Luftstrom oder die Anwendung von Vakuum erfordern zur schnellen Verdunstung.

  • Leichtsieder: Siedepunkt unter 100 ° C (Siedepunkt von Wasser)
  • Mittelsieder: zwischen 100 ° C und 150 ° C
  • Hochsieder: über 150 ° C

6.3. Lipasen in der Waschmittelindustrie

Die Verwendung von Enzymen in Waschmittelformulierungen ist heutzutage in Industrieländern üblich, wobei mehr als die Hälfte aller derzeit erhältlichen Waschmittel Enzyme enthalten. Die Waschmittelindustrie ist die größte Industrie für dieses Enzym. Die Verwendung von Enzymen in Waschmittelformulierungen verbessert die Fähigkeit des Waschmittels, hartnäckige Flecken zu entfernen, und macht das Waschmittel umweltverträglich. Heutzutage enthalten viele Waschmittelprodukte Cocktails aus Enzymen, einschließlich Proteasen, Amylasen, Cellulasen und Lipasen. Lipasen wurden nach der erfolgreichen Einführung von Proteasen in Pulver- und Flüssigwaschmitteln als Waschmittelenzyme entwickelt. Lipasen sollten die folgenden Kriterien erfüllen, um als Detergensadditive zu dienen: Stabilität bei alkalischem pH, Löslichkeit in Wasser, Toleranz gegenüber Detergensproteasen und Tensiden und niedrige Substratspezifität 108, 109. Genecor International führte kommerzielle bakterielle Lipasen ein, nämlich Lipomax von Pseudomonas alcaligenes und Lumafast aus Pseudomonas mendocina, die 1995 als Waschmittelenzyme eingesetzt werden konnten. Während des Waschens adsorbiert die Lipase auf der Stoffoberfläche und bildet einen stabilen Stoff-Lipase-Komplex, der dann auf die Ölflecken einwirkt und diese hydrolysiert. Der Komplex ist resistent gegen die harten Waschbedingungen und bleibt beim Waschen auf dem Stoff. Eine waschmittelstabile Lipase wurde aus isoliert Bacillus cepacia durch . Eine Lipase isoliert aus Bacillus licheniformis war nicht stabil und verlor seine Aktivität in Gegenwart von handelsüblichen Waschmitteln, aber seine Aktivität wurde durch Zugabe von Calciumchlorid zum Enzym-Waschmittel-Komplex wiederhergestellt. Solche Lipasen verlieren ihre Aktivität in Gegenwart eines Chelatbildners, falls vorhanden, im Detergens.

Dichte

Die meisten organischen Lösungsmittel haben eine geringere Dichte als Wasser, was bedeutet, dass sie leichter sind als Wasser und eine Schicht auf dem Wasser bilden. Wichtige Ausnahmen sind, dass die meisten halogenierten Lösungsmittel wie Dichlormethan oder Chloroform am Boden eines Behälters absinken und Wasser als oberste Schicht zurücklassen. Dies ist bei der Verteilung von Verbindungen zwischen Lösungsmitteln und Wasser in einem Scheidetrichter während chemischer Synthesen von entscheidender Bedeutung.

Oft wird das spezifische Gewicht anstelle der Dichte angegeben. Das spezifische Gewicht ist definiert als die Dichte des Lösungsmittels geteilt durch die Dichte des Wassers bei derselben Temperatur. Das spezifische Gewicht ist daher ein Wert ohne Einheit. Es gibt leicht Auskunft darüber, ob ein wasserunlösliches Lösungsmittel beim Mischen mit Wasser aufschwimmt (SG 1.0).

LösungsmittelSpezifisches Gewicht
Pentane0.626
Petroleumäther0.656
Hexan0.659
Heptan0.684
Diethylamin0.707
Diethylether0.713
Triethylamin0.728
Tert-Butylmethylether0.741
Cyclohexan0.779
Tert-Butylalkohol0.781
Isopropanol0.785
Acetonitril0.786
Ethanol0.789
Aceton0.790
Methanol0.791
Methylisobutylketon0.798
Isobutylalkohol0.802
1-Propanol0.803
Methyl-Ethyl Ketone0.805
2-Butanol0.808
Isoamylalkohol0.809
1-Butanol0.810
Diethylketon0.814
1-Octanol0.826
p-Xylol0.861
m-Xylol0.864
Toluol0.867
Dimethoxyethan0.868
Benzol0.879
Butylacetat0.882
1-Chlorbutan0.886
Tetrahydrofuran0.889
Ethylacetat0.895
o-Xylol0.897
Hexamethylphosphortriamid0.898
2-Ethoxyethylether0.909
N, N-Dimethylacetamid0.937
Diethylenglykoldimethylether 0.943
N, N-Dimethylformamid0.944
2-Methoxyethanol0.965
Pyridin0.982
Propansäure0.993
Wasser1.000
2-Methoxyethylacetat1.009
Benzonitril1.01
1-Methyl-2-pyrrolidinon1.028
Hexamethylphosphoramid1.03
1,4-Dioxan1.033
Essigsäure1.049
Essigsäureanhydrid1.08
Dimethylsulfoxid1.092
Chlorbenzol1.1066
Deuteriumoxid1.107
Ethylenglykol1.115
Diethylenglykol1.118
Propylencarbonat1.21
Ameisensäure1.22
1,2-Dichlorethan1.245
Glycerin1.261
Schwefelkohlenstoff1.263
1,2-Dichlorbenzol1.306
Methylenchlorid1.325
Nitromethan1.382
2,2,2-Trifluorethanol1.393
Chloroform1.498
1,1,2-Trichlortrifluorethan1.575
Tetrachlorkohlenstoff1.594
Tetrachlorethylen1.623

6.4. Mikrobielle Lipasen und Fettsäureestersynthese

Die Anwendung von Lipasen in organischen Medien ist in jüngster Zeit eine der aufregendsten Facetten der Biotechnologie-Industrie. Lipasen bewirken eine Reihe von Biokonversionsreaktionen wie Hydrolyse, Umesterung, Veresterung, Alkoholyse, Acidolyse und Aminolyse 13, 112. Das Konzept der Aktivierung der Lipaseschnittstelle beruht auf der Tatsache, dass ihre katalytische Aktivität im Allgemeinen vom Aggregationszustand des Substrats abhängt ( s). Die Lipase-katalysierte Kondensation in einem organischen Lösungsmittel ist für die Estersynthese geeignet. Die aliphatischen Fettsäurealkoholester und Fettsäurepolyolester wurden in vielen Chemikalien, Arzneimitteln, Kosmetika oder Nahrungsmitteln unter Ausnutzung ihrer besonderen Eigenschaften verwendet. Diese Ester können durch Kondensationsreaktion einer Fettsäure und eines Alkohols synthetisiert werden.

Eine Vielzahl von Fettsäureestern wird derzeit kommerziell unter Verwendung von immobilisierter Lipase in nichtwässrigen Lösungsmitteln 21, 113–115 hergestellt. Die aus langkettigen Fettsäuren (12–20 Kohlenstoffatomen) und kurzkettigen Alkoholen (drei bis acht Kohlenstoffatomen) hergestellten Ester wurden in der Lebensmittel-, Waschmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie eingesetzt. Ester, die durch Reaktion langkettiger Säuren mit langkettigen Alkoholen hergestellt werden, haben wichtige Anwendungen wie Weichmacher und Schmiermittel. Ebenso sind alkoholische Ester kurzkettiger Fettsäuren wichtige Geschmacks- und Aromastoffe, während Ester langkettiger Fettsäuren für ihre Verwendung als Kraftstoff (Biodiesel) und als Wachse in der ölchemischen Industrie 13, 117, 118 untersucht werden Für diese Anwendungen wurden natürliche Ester vorgeschlagen, beispielsweise solche, die von Pottwalöl, Carnaubawachs und Jojobaöl abgeleitet sind. Diese Öle sind jedoch teuer und in großen Mengen nicht leicht verfügbar. Daher ist es wirtschaftlich wichtig, Verfahren zur Herstellung solcher Ester aus billigeren und breit verfügbaren Rohstoffen zu entwickeln.

Gegenwärtig werden viele Ester industriell durch chemische Verfahren hergestellt. Da bei chemischen Verfahren hohe Temperaturen oder hohe Drücke angewendet werden, ist es in vielen Fällen schwierig, instabile Substanzen wie mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFAs), Ascorbinsäure und Polyole zu verestern. Ferner erfordert die regiospezifische Acylierung von Polyolen Schutz- und Entschützungsschritte. Diese Schritte verursachen einen Anstieg der Herstellungskosten. Die für die Synthese von Estern in Lebensmittelqualität verwendeten Reagenzien sind begrenzt. Um diese Nachteile zu überwinden, wurden enzymkatalysierte Kondensationen unter Verwendung von Lipasen ausgenutzt. Die Lipase-katalysierte Kondensation bietet Vorteile wie milde Reaktionsbedingungen, einstufige Synthese ohne Schutz- und Entschützungsschritte und einfache Anwendung bei der Lebensmittelverarbeitung. Eine Lipase katalysiert eine reversible Reaktion und die Richtung und das Gleichgewicht der Reaktion werden durch die Aktivitäten der Substrate und Produkte, Temperatur und Druck bestimmt. Obwohl eine enzymkatalysierte Reaktion üblicherweise in einer wässrigen Lösung durchgeführt wird, führt die Hydrolyse vorwiegend dazu, dass das gewünschte Produkt nicht hergestellt werden kann, wenn eine lipasekatalysierte Reaktion in einer wässrigen Lösung versucht wird. Somit wäre die Reduktion von Wasser im Reaktionssystem zur Verbesserung der Umwandlung durch die Kondensationsreaktion wirksam. Einige Lipasen weisen selbst in Gegenwart von wenig oder einer geringen Menge Wasser eine katalytische Aktivität auf. Fettsäureester von Zuckern und Zuckeralkoholen finden aufgrund ihrer biologischen Abbaubarkeit und geringen Toxizität Anwendung als Tenside / Emulgatoren in der Lebensmittel-, Wasch-, Kosmetik- und Pharmaindustrie (Tabelle 3) 83, 117.

6.5. Lipasen in der Textilindustrie

Lipasen werden in der Textilindustrie in großem Umfang verwendet, um Leimschmiermittel zu entfernen und ein Gewebe mit einer höheren Saugfähigkeit für eine verbesserte Egalität beim Färben bereitzustellen. Lipasen verringern die Häufigkeit von Streifen und Rissen im Denim-Abriebsystem. Lipasen werden zusammen mit Alpha-Amylasen zur Entschlichtung von Denim und anderen Baumwollgeweben im kommerziellen Maßstab verwendet. In der Textilindustrie weist Polyester wichtige Vorteile auf, wie z. B. eine Erhöhung der Festigkeit, des weichen Griffs, der Spannungsbeständigkeit, der Fleckenbeständigkeit, der Faltenbeständigkeit und der Abriebbeständigkeit. Synthetische Fasern wurden durch die Einwirkung von Enzymen zur Herstellung von Garnen, Stoffen, Textilien und Teppichen verarbeitet und modifiziert. Sie betrifft die Modifizierung der Eigenschaften von Polyesterfasern, da solche Polyester anfälliger für Nachmodifizierungsbehandlungen sind. Die Verwendung von Polyesterase, die eng mit Lipase verwandt ist, kann die Fähigkeit von Polyestergewebe verbessern, chemische Verbindungen, Farbstoffe, antistatische Verbindungen, antistatische Verbindungen, antimikrobielle Verbindungen, Antitranspirantverbindungen und Deodorantverbindungen aufzunehmen.

Feuer

Die meisten organischen Lösungsmittel sind je nach ihrer Flüchtigkeit entzündlich oder leicht entzündlich. Ausnahmen sind einige chlorierte Lösungsmittel wie Dichlormethan und Chloroform. Gemische aus Lösungsmitteldämpfen und Luft können explodieren. Lösungsmitteldämpfe sind schwerer als Luft, sinken auf den Boden und können große Entfernungen nahezu unverdünnt zurücklegen. Lösungsmitteldämpfe können auch in vermeintlich leeren Fässern und Dosen gefunden werden, was eine Brandgefahr darstellt. Daher sollten leere Behälter mit flüchtigen Lösungsmitteln offen und verkehrt herum gelagert werden.

Sowohl Diethylether als auch Schwefelkohlenstoff haben außergewöhnlich niedrige Selbstentzündungstemperaturen, die das mit diesen Lösungsmitteln verbundene Brandrisiko stark erhöhen. Die Selbstentzündungstemperatur von Schwefelkohlenstoff liegt unter 100 ° C, sodass Objekte wie Dampfleitungen, Glühbirnen, Kochplatten und kürzlich ausgelöschte Bunsenbrenner die Dämpfe entzünden können.

Darüber hinaus können einige Lösungsmittel wie Methanol mit einer sehr heißen Flamme brennen, die unter bestimmten Lichtbedingungen nahezu unsichtbar ist. Dies kann das rechtzeitige Erkennen eines gefährlichen Feuers verzögern oder verhindern, bis sich Flammen auf andere Materialien ausbreiten.

6.6. Lipasen in medizinischen und pharmazeutischen Anwendungen

Lipasen werden in der medizinischen und pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Beispielsweise haben enantioselektive Umesterungs- und Umesterungsreaktionen mit Hilfe von Lipasen in der pharmazeutischen Industrie eine große Bedeutung für selektive Acylierungs- und Deacylierungsreaktionen. Der Lipasespiegel im Blutserum kann als diagnostisches Instrument zum Nachweis von Zuständen wie akuter Pankreatitis und Pankreasverletzung verwendet werden. Lipasen spielen eine wichtige Rolle bei der Modifizierung von Monoglyceriden zur Verwendung in Emulgatoren in pharmazeutischen Anwendungen. Lipasen aus Candida rugosa wurden zur Synthese von Lovastatin verwendet, einem Medikament, das den Serumcholesterinspiegel senkt. S. marcescens Lipase wurde in großem Umfang für die asymmetrische Hydrolyse von 3-Phenylglycidsäureester verwendet, der ein Schlüsselzwischenprodukt bei der Synthese von Diltiazemhydrochlorid ist. Der Lipasespiegel im Blutserum ist ein diagnostischer Indikator für Erkrankungen wie akute Pankreatitis und Pankreasverletzungen. Die Bestimmung der Lipaseaktivität / des Lipasespiegels ist auch wichtig für die Diagnose von Herzerkrankungen.

Explosive Peroxidbildung

Ether wie Diethylether und Tetrahydrofuran (THF) können bei Einwirkung von Sauerstoff und Licht hochexplosive organische Peroxide bilden. Normalerweise bildet THF eher solche Peroxide als Diethylether. Eines der anfälligsten Lösungsmittel ist Diisopropylether, aber alle Ether gelten als potenzielle Peroxidquellen.

Das Heteroatom (Sauerstoff) stabilisiert die Bildung eines freien Radikals, das durch Abstraktion eines Wasserstoffatoms durch ein anderes freies Radikal gebildet wird. Klärung erforderlich Das so gebildete kohlenstoffzentrierte freie Radikal kann mit einem Sauerstoffmolekül unter Bildung einer Peroxidverbindung reagieren. Der Prozess der Peroxidbildung wird durch Einwirkung geringer Lichtmengen stark beschleunigt, kann aber auch unter dunklen Bedingungen langsam ablaufen.

Sofern kein Trockenmittel verwendet wird, das die Peroxide zerstören kann, konzentrieren sie sich aufgrund ihres höheren Siedepunkts während der Destillation. Wenn sich genügend Peroxide gebildet haben, können sie einen kristallinen, stoßempfindlichen festen Niederschlag an der Mündung eines Behälters oder einer Flasche bilden. Kleinere mechanische Störungen, wie z. B. das Abkratzen des Gefäßinneren oder das Entfernen einer Ablagerung, lediglich das Drehen des Deckels, können ausreichend Energie liefern, damit das Peroxid explodiert oder detoniert. Die Peroxidbildung ist kein wesentliches Problem, wenn frische Lösungsmittel schnell aufgebraucht werden. In Labors, in denen die Fertigstellung einer einzelnen Flasche Jahre dauern kann, sind sie eher ein Problem. Benutzer mit geringem Volumen sollten nur geringe Mengen an zu Peroxid neigenden Lösungsmitteln erwerben und alte Lösungsmittel regelmäßig entsorgen.

Eine Anzahl von Tests kann verwendet werden, um das Vorhandensein eines Peroxids in einem Ether nachzuweisen, einer ist die Verwendung einer Kombination von Eisen (II) sulfat und Kaliumthiocyanat. Das Peroxid kann das Fe 2+ -Ion zu einem Fe 3+ -Ion oxidieren, das dann mit dem Thiocyanat einen tiefroten Koordinationskomplex bildet.

6.7. Lipasen als Biosensor

Ein Biosensor ist eine Kombination einer biologischen Komponente mit einem physikochemischen Detektor und unterstützt die Analyse biomolekularer Wechselwirkungen. Die quantitative Bestimmung von Triacylglycerin ist in der klinischen Diagnostik und in der Lebensmittelindustrie von großer Bedeutung. Die Verwendung eines Lipidsensors als Biosensor ist im Vergleich zu den chemischen Verfahren zur Bestimmung von Triacylglycerin billiger und weniger zeitaufwendig. Es gibt drei Arten von Biosensoren: (a) chemische, (b) biochemische oder (c) elektronische. Der biochemische Biosensor verwendet die Enzyme oder anderen Proteine ​​(Antikörper), Zellen oder Zellextrakte, die auf einer geeigneten Matrix, die an einen Wandler gebunden ist, immobilisiert sind. Für die klinische Diagnose wurde ein analytischer Biosensor zur Bestimmung von Lipiden entwickelt. Bei der quantitativen Bestimmung werden Lipasen verwendet, um Glycerin aus Triacylglycerin in der analytischen Probe zu erzeugen und das freigesetzte Glycerin durch enzymatische oder chemische Verfahren zu quantifizieren. Dieses Prinzip ermöglichte es dem Arzt, Patienten mit Herz-Kreislauf-Beschwerden zu diagnostizieren. Candida rugosa Der Lipase-Biosensor wurde als DNA-Sonde entwickelt.

Akute Exposition

Viele Lösungsmittel können bei Einatmen in großen Mengen zu einer plötzlichen Bewusstlosigkeit führen. Lösungsmittel wie Diethylether und Chloroform werden in der Medizin seit langem als Anästhetika, Beruhigungsmittel und Hypnotika eingesetzt. Ethanol (Getreidealkohol) wird aufgenommen. Bei Einnahme können die sogenannten toxischen Alkohole (außer Ethanol) wie Methanol, Propanol und Ethylenglykol zu toxischen Aldehyden und Wechselstrom metabolisiert werden. Das allgemein erhältliche Alkohollösungsmittel Methanol kann zu bleibender Erblindung oder zum Tod führen wenn eingenommen. Das Lösungsmittel 2-Butoxyethanol, das in der Fracking-Grippe verwendet wird

6.8. Kosmetik und Körperpflegeprodukte

Lipasen haben eine potentielle Anwendung in Kosmetika und Parfümerien, da sie Aktivitäten in Tensiden und in der Aromaproduktion zeigen. Monoacylglycerine und Diacylglycerine werden durch Veresterung von Glycerinen hergestellt und als Tenside in der Kosmetik- und Parfümindustrie eingesetzt. Die Herstellung von Aromen durch Umesterung und die Trennung von racemischen Zwischenprodukten durch Lipasen fördern die Kosmetik- und Parfümindustrie. Lipasen produziert von Pseudomonas cepacia wurden verwendet, um die racemischen Rosenoxide aufzulösen, die durch die Brommethoxylierung von Citronellol erzeugt werden. Methylbutyrat (MB) oder Buttersäuremethylester ist ein Ester mit einem fruchtigen Geruch nach Ananas, Apfel und Erdbeere. Ester von aliphatischen und aromatischen Säuren und Alkoholen, einschließlich Terpenalkoholen, Aldehyden und Phenolen, sind üblicherweise in den in Parfums und anderen Körperpflegeprodukten verwendeten Aromastoffen vorhanden. Retinoide (Vitamin A und Derivate) haben ein großes kommerzielles Potenzial in Kosmetika und Pharmazeutika wie Hautpflegeprodukten. Wasserlösliche Retinolderivate wurden durch katalytische Reaktion von immobilisierter Lipase hergestellt. Ester von Zimtsäure, Ellagsäure, Ferulasäure usw. sind organische Verbindungen von biotechnologischer Relevanz, die als Geschmacks- / Duftstoffverbindungen, Vorläufer von Pharmazeutika und als Zusatzstoffe in Lebensmitteln, Kosmetika und Sonnenschutzmitteln geeignet modifiziert werden können. Ferulasäure (4-Hydroxy-3-methoxy-zimtsäure), das am häufigsten vorkommende Derivat der Zimtsäure, kommt in höheren Pflanzen vor. Es ist estergebunden an Zellwandbestandteile, insbesondere an Arabinoxylane und Lignine. Es hat eine maximale UV-Absorption bei 322 nm, die zwischen dem UVB- und UVA-Bereich liegt, und kann daher als potenzielle UV-absorbierende Substanz zum Schutz der Haut vor Sonnenlicht verwendet werden.

Chronische Exposition

Einige Lösungsmittel, einschließlich Chloroform und Benzol, die ein häufiger Bestandteil von Benzin sind, sind bekanntermaßen krebserregend, während viele andere nach Ansicht der Weltgesundheitsorganisation wahrscheinlich krebserregend sind. Lösungsmittel können innere Organe wie die Leber, die Nieren, das Nervensystem oder das Gehirn schädigen. Die kumulativen Auswirkungen einer langfristigen oder wiederholten Exposition gegenüber Lösungsmitteln werden als chronisch lösungsmittelinduzierte Enzephalopathie (CSE) bezeichnet.

Eine chronische Exposition gegenüber organischen Lösungsmitteln in der Arbeitsumgebung kann eine Reihe von schädlichen neuropsychiatrischen Wirkungen hervorrufen. Beispielsweise ist die berufliche Exposition gegenüber organischen Lösungsmitteln mit einer höheren Anzahl von Malern in Verbindung gebracht worden, die unter Alkoholismus leiden. Ethanol hat eine synergistische Wirkung, wenn es in Kombination mit vielen Lösungsmitteln eingenommen wird. Beispielsweise verursacht eine Kombination von Toluol / Benzol und Ethanol eine stärkere Übelkeit / Erbrechen als jede Substanz allein.

Viele Lösungsmittel sind bekannt oder stehen im Verdacht, kataraktogen zu sein, was das Risiko einer Kataraktbildung in der Augenlinse stark erhöht. Lösungsmittelexposition wurde auch mit neurotoxischen Schäden in Verbindung gebracht, die zu Hörverlust und Verlust des Farbsehens führten.

6.9. Biodieselherstellung

Biodiesel ist ein alternativer Kraftstoff für Dieselkraftstoff auf Erdölbasis und biologisch abbaubar, erneuerbar, nicht entflammbar und ungiftig. Biodiesel wird durch chemokatalytische, thermokatalytische und biokatalytische Ansätze synthetisiert, wobei letztere Lipasen als Biokatalysatoren verwenden. Die lipasekatalysierte Umesterungsreaktion findet zwischen einem Lipid und einem kurzkettigen Alkohol statt, wobei ein Ester und Glycerin 153–155 entstehen. Die am häufigsten eingesetzte bakterielle Lipase für die Biodieselsynthese stammt aus Pseudomonas cepacia . Natürliche Lipasen werden häufig durch die hohen Methanolkonzentrationen, die für die Biodieselsynthese verwendet werden, schnell inaktiviert, was jedoch ihre praktische Verwendung einschränkt. Die Lipase aus Proteus mirabilis ist ein besonders vielversprechender Katalysator für die Biodieselsynthese, da er auch in Gegenwart großer Mengen Wasser hohe Ausbeuten an Methylestern erzeugt und sich sehr gut in Escherichia coli .

Umweltverschmutzung

Ein wichtiger Weg zur Herbeiführung gesundheitlicher Auswirkungen ergibt sich aus verschütteten oder ausgetretenen Lösungsmitteln, die in den darunter liegenden Boden gelangen. Da Lösungsmittel ohne weiteres über erhebliche Entfernungen wandern, kommt es zur Bildung von w> Zitat benötigt

6.10. Lipasen in der Papierindustrie

Ein weiteres Anwendungsgebiet von zunehmender Bedeutung ist die Verwendung von Lipase zur Entfernung von Pech aus der in der Papierindustrie hergestellten Pulpe. Pech ist der Begriff, der verwendet wird, um gemeinsam die hydrophilen Komponenten von Holz, nämlich Triglyceride und Wachse, zu beschreiben, die bei der Zellstoff- und Papierherstellung schwerwiegende Probleme verursachen 157, 158. Das enzymatische Pechkontrollverfahren unter Verwendung von Lipase wurde in einem großtechnischen Papier in die Praxis umgesetzt Herstellungsprozess als Routineoperation in den frühen neunziger Jahren und war der erste Fall auf der Welt, in dem ein Enzym erfolgreich im eigentlichen Papierherstellungsprozess angewendet wurde.

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