Янтарная кислота

Янтарная кислотаНе многим веществам так повезло с названием, как янтарной кислоте. Им она обязана источнику, из которого ее впервые выделили еще в середине XVI века, — янтарю. Впрочем, сегодня благородное происхождение не приносит янтарной кислоте особых привилегий — она скорее служанка, участвующая в синтезе многих органических веществ. А ее саму, как правило, получают из нефти. Но это только пока. Биотехнологи уже не первый год работают над идеей промышленного получения янтарной кислоты с помощью микроорганизмов.

Это позволит не только экономить нефть, но и найти для янтарной кислоты дополнительные области применения. Однако чтобы новый путь ее получения стал реальностью, ученые вмешиваются в пути куда более тонкие — метаболические, то есть те, по которым живет и регулирует свои процессы клетка. Ювелирная работа — для «ювелирной» кислоты. Ежегодно в мире производят около 25 000 тонн янтарной кислоты. Это немного, особенно если иметь в виду, что она предшественник примерно тридцати ценных органических соединений. Ее используют при производстве ионообменных смол и растворителей, в пищевой промышленности и фармацевтике. Тем, кто минувшей зимой застревал в аэропортах, будет особенно интересно узнать, что соли янтарной кислоты применяют в качестве антиобледенителей на взлетных площадках и важных участках дорог. Саму кислоту тоже получают химическим путем. Как правило, цепочка превращений в самом общем виде выглядит так: нефть — н-бутан — малеиновый ангидрид — янтарная кислота. Чем плохо такое положение дел?

Химический синтез требует дорогих катализаторов, высоких температур и давления. Поэтому процесс недешев, а использование тяжелых металлов и органических растворителей создает экологические проблемы. Конечно, существуют и другие способы получения янтарной кислоты. Так, ее извлекают в качестве побочного продукта при производстве адипиновой кислоты или при окислении углеводородов. Но эти способы не позволяют получать большие количества вещества и не решают главной проблемы: стоимость янтарной кислоты растет вместе со стоимостью углеводородов, что, разумеется, ограничивает области ее применения. А вот биотехнология готова предложить способ, при котором производство янтарной кислоты не будет зависеть от цены на нефть. Для этого надо использовать микроорганизмы.

Они способны потреблять растительное сырье и превращать его в янтарную кислоту — наподобие того, как происходит биосинтез этилового спирта или молочной кислоты. Если данный продукт будет дешев, то уже из янтарной кислоты смогут получать тот самый малеиновый ангидрид, который сейчас служит для нее сырьем. А следующий шаг — экономически выгодное производство из янтарной кислоты биоразлагаемых полимеров.

Министерство энергетики США (DOE) и Европейская комиссия включили янтарную кислоту в список из 12 веществ, которые в ближайшем будущем начнут производить из биомассы и вытеснят продукты нефтехимического синтеза. Потенциальный рынок янтарной кислоты при этом оценивают как минимум в 300 000 тонн в год, то есть ее производство может возрасти сразу на порядок. Не исключено, что в более далекой перспективе ее оборот составит один-два миллиарда долларов ежегодно. Впрочем, прежде чем давать прогнозы на завтра, стоит заглянуть и в день вчерашний.