Projekt 31723/01

Förderinitiative Nachhaltige Pharmazie 2: Nachhaltige Produktion von Beta-Lactam-Antibiotika

Projektdurchführung

Universität Bielefeld Organische Chemie I Fakultät für Chemie
Universitätsstr. 25
33615 Bielefeld

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Forschungsvorhaben zielte auf die Entwicklung innovativer und umweltfreundlicher Syntheseverfah-ren für semisynthetische Cephalosporin-Antibiotika unter Vermeidung der Nachteile derzeit genutzter Pro-duktionsprozesse. Als Ausgangsverbindung soll dabei unverändert die heute bereits auf nachhaltigem Wege zugängliche Plattformchemikalie 7-ACA fungieren. Besonders im Fokus des Projektvorhabens ste-hende Vertreter dieser semisynthetischen Cephalosporin-Arzneistoffklasse sind die bereits heute wirt-schaftlich bedeutenden und im Tonnen-Maßstab produzierten Produkte, beispielsweise Cefotaxim.
Im Detail bestand das Ziel des Projektvorhabens in der Entwicklung einer neuen, atomökonomischen und wirtschaftlich sowie ökologisch vorteilhaften Technologie-Plattform für Cefota-xim als einer einheitlichen „Plattform-Zwischenstufe“. Ausgehend von Cefotaxim sollten dann im Gegensatz zur heutigen Verfahrens-weise durch neue Prozesse wiederum alle projektrelevanten Cephalosporin-Antibiotika synthetisch in ein-facher Weise zugänglich gemacht werden. Gerade im Sinne der „economy of scale“ und der Produktions-logistik ist eine solche für alle Zielprodukte einheitliche Vorstufe (Cefotaxim) auch wirtschaftlich wün-schenswert. Diese Plattform-Zwischenstufe sollte anschließend im Sinne einer industriell anwendbaren „Plattform-Technologie“ durch neuartige Kopplungsreaktionen einen generellen Zugang zu einer Vielzahl semisynthetischer Cephalosporin-Antibiotika, beispielsweise Cefodizim, Ceftriaxon und Cefpodoxim, er-öffnen. Angestrebte Kennzeichen sind für alle Syntheseverfahren exzellente Raum-Zeit-Aus-beuten, Sub-stratkonzentrationen und Isolierausbeuten. Insgesamt wird mit diesem innovativen Verfahrenskonzept eine Verbesserung der Ökobilanz und der Wirtschaftlichkeit angestrebt. Ein wesentliches Kennzeichen des Projekts ist die Einbindung der Mikroreaktionstechnik als Verfahrenskonzept. Insgesamt wird mit die-sem Konzept eine Verbesserung von sowohl der Ökobilanz als auch der Wirtschaftlichkeit angestrebt.
Für die Durchführung des Forschungsvorhabens haben sich mit der Universität Bielefeld, der Provadis Hochschule in Frankfurt, der Firma Invenios Europe GmbH, Mainz und der Sandoz Industrial Products GmbH vier Partner zusammengefunden, die bereits Vorerfahrungen und ein hohes Maß an Expertise auf dem Gebiet u.a. der Cephalosporin-Synthesen bzw. der Durchführung von organischen Synthesen, u.a. in Mikroreaktoren, haben. Die Rolle der KMU war die verfahrens- und apparatetechnische Optimierung des Mikroreaktor-Prozesses.