Biocatalytic synthesis of α-chiral amines Selective immobilization of enzymes and their application in batch and continuous flow

Asymmetrische synthese van chirale α-amines met een hoge katalytische efficiëntie is chemische gezien een grote uitdaging. Amines zijn zeer belangrijke chemische bouwstenen voor de productie van vele farmaceutische stoffen, landbouw-, en fijnchemicaliën. Chemische methoden voor het verkrijgen van deze belangrijke bouwstoffen zijn vaak niet selectief genoeg en gebruiken bovendien fossiele grondstoffen. Alhoewel minder vaak toegepast in de chemische industrie bezitten enzymatische processen zeer hoge chemo-, regio, en stereoselectiviteit. Daarnaast hebben enzymen een volledige biologische oorsprong. Veel biokatalytische processen zijn echter nog niet geschikt voor de industrie en worden daarom vaak vermeden. Dit proefschrift biedt een ander perspectief en toont de industriële toepasbaarheid van enzymen. Enzymen voor de bio-organische synthese van chirale α-amines, zoals amine dehydrogenases en transaminases, zijn zeer actieve katalysatoren (versnellers) met een hoge chemische efficiëntie. Selectieve immobilisatie van deze enzymen op support materialen creëert heterogene katalysatoren die beter toepasbaar zijn en de productie van chirale α-amines op gram-schaal mogelijk maken in zowel batch als flow. In dit proefschrift is de efficiëntie van geïmmobiliseerde enzymen verder verbeterd door ze toe te passen in organische oplosmiddelen. Problemen die vaak optreden met enzymatische processen in de industrie konden worden voorkomen, zoals lage oplosbaarheid van substraten, ongunstige thermodynamische evenwichten, ongewenste bijproducten en extra zuiveringsstappen. Dit proefschrift toont de potentie van het gebruik van enzymen in bio-organische synthese van waardevolle chemische bouwstoffen en het geeft een kritisch overzicht van de actuele toepassingen in enzym immobilisatie en biokatalyse in flow.