Spezialchemikalien aus maßgeschneiderten polythiolhaltigen Keratin-Proteinen (KERAbond)

Abstract

Im Projekt KERAbond sollen ausgehend von Keratin-reichem Federnabfall durch reduktive Hydrolyse-Verfahren neuartige polythiolhaltige Keratin-Polypeptide gewonnen werden, welche im Weiteren zu innovativen Spezialchemikalien umgesetzt werden. Das Ziel ist es, praktisch wasserunlösliche und biologisch inerte Federn unter milden reduktiven Bedingungen effektiv zu hydrolysieren, so dass definierte Proteinfragmente, sogenannte Keratinhydrolyse-Proteine (KHP), mit einem Mw von >4 kDa entstehen, die eine hohe Anzahl freier Thiolgruppen (n ≥ 2) pro Polypeptidkette tragen und somit mindestens bifunktional, also auch für Cross-Linking-Strategien, geeignet sind. Ideal wäre eine Hydrolyse unter Vermeidung kostenintensiver oder bedenklicher Reduktionsmittel, wie beispielsweise Phosphinen und Thiolderivaten, nach den Prinzipien der nachhaltigen Chemie. Durch ≥ 2 freie SH-Gruppen pro Polypeptid erfüllen die KHPs ein besonderes Anforderungsprofil, welches durch den molekularen Aufbau der Federn gegeben ist und durch KERAbond zugänglich gemacht werden soll. Davon ausgehend, sollen durch nachgeschaltete Modifikationen oder der Verwendung der KHP als sogenannte Härter (Vernetzer) hochwertige biobasierte chemische Produkte erzeugt werden, die so für verschiedene Anwendungen im Klebstoffbereich oder als Grenzflächenadditive bisher nicht verfügbar sind. Datei-Upload durch TIB In the KERAbond project, novel polythiol-containing keratin polypeptides are to be obtained from keratin-rich feather waste using reductive hydrolysis processes, which will then be converted into innovative specialty chemicals. The aim is to effectively hydrolyze practically water-insoluble and biologically inert feathers under mild reductive conditions to produce defined protein fragments, so-called keratin hydrolysis proteins (KHP), with a Mw of >4 kDa, which carry a high number of free thiol groups (n ≥ 2) per polypeptide chain and are therefore at least bifunctional, i.e. also suitable for cross-linking strategies. Ideally, hydrolysis would be carried out according to the principles of sustainable chemistry, avoiding cost-intensive or questionable reducing agents such as phosphines and thiol derivatives. With ≥ 2 free SH groups per polypeptide, the KHPs fulfill a special requirement profile, which is given by the molecular structure of the feathers and is to be made accessible by KERAbond. Based on this, downstream modifications or the use of KHPs as so-called hardeners (crosslinkers) are intended to produce high-quality bio-based chemical products that are not yet available for various applications in the adhesives sector or as interface additives.