Wrocławska spółka o akademickim rodowodzie oferuje katalizatory do przemysłowej produkcji chemikaliów. Muszą one spełniać kilka warunków – przede wszystkim nie mogą być zbyt drogie w zastosowaniu. Polakom udało się opracować takie związki już kilka lat temu, są one kupowane na całym świecie. Teraz jeszcze udoskonalili swoje produkty.

Większość otaczających nas chemikaliów produkuje się przy użyciu katalizatorów. Dzięki polskiej innowacji łatwiej i taniej będzie można wytwarzać leki nowej generacji lub związki zapachowe, feromony, dodatki do żywic i kauczuków, polimery... Katalizatory nie biorą udziału w reakcjach chemicznych, ale przyśpieszają lub umożliwiają ich zachodzenie. W ich obecności jedne związki przekształcają się w drugie, co byłoby niemożliwe bez owych „magicznych proszków”.

„Rozpoczęliśmy od katalizatorów, które rozpuszczają się w innych substancjach, podobnie jak cukier w wodzie. To tzw. katalizatory homogeniczne. Są one tanie, działają szybko i można ich używać w niewielkich ilościach. Ale okazało się, że to nie wystarczy. Niektóre firmy, głównie z branży farmaceutycznej potrzebowały nieco innego produktu. Chodziło o to, żeby katalizatory nie rozpuszczały się, ale żeby tworzyły zawiesinę. Dzięki temu po przeprowadzeniu reakcji można by je było łatwo odsączyć. To katalizatory heterogeniczne” – mówi prezes firmy Apeiron Synthesis, doktor nauk chemicznych Michał Bieniek.

Nie było łatwo zrealizować takie zamówienie. Owszem, różne firmy już wcześniej oferowały komercyjnie takie nierozpuszczalne katalizatory. Problem w ich zastosowaniu przemysłowym polegał na tym, że były one bardzo mało efektywne, bo trzeba było dużej ich ilości, żeby przeprowadzić daną reakcję. Katalizator był drogi, a tym samym cały proces nieopłacalny. Polakom udało się to zmienić.

„Zmodyfikowaliśmy zarówno katalizator, jak i nośnik, na którym jest on osadzony, dzięki czemu otrzymaliśmy kilkadziesiąt razy lepszą efektywność proszków” – tłumaczy dr Bieniek.

Substancje, które powstały w laboratoriach Apeiron Synthesis spełniły oczekiwania firm farmaceutycznych. To bardzo ważne, bo z produkcją leków wiążą się bardzo duże obostrzenia. W finalnym produkcie nie może być za dużo metali ciężkich – normy dopuszczają tylko 10 części metalu na milion części związku biologicznie czynnego.

Katalizatory składają się między innymi z metalu. W przypadku wrocławskiej firmy jest to ruten, który należy usunąć po przeprowadzonej reakcji. Jeśli katalizatory są nierozpuszczalne to wystarczy je odsączyć, w przypadku katalizatorów homogenicznych usuwanie metalu jest dużo trudniejsze.

Katalizatory nierozpuszczalne są lepsze od rozpuszczalnych, ponieważ łatwiej je usunąć z mieszaniny poreakcyjnej, można też użyć ich ponownie, Tym samym są bardzo dobre do prowadzenia reakcji w przepływie, czyli takich, które przebiegają bez przerw w specjalnym reaktorze. Tak właśnie produkuje się przemysłowo m.in. leki.

„Produkcja leku składa się z wielu etapów, od 5 do 40 etapów syntezy. Wiele etapów to reakcje katalityczne. Niektóre transformacje chemiczne nie wymagają katalizatorów, wszystko zależy, co chcemy otrzymać. Produkcja katalizatora to również wieloetapowa synteza chemiczna podobnie jak synteza leków. Składa się z 8-12 etapów” – opowiada dr Bieniek.

Polskie katalizatory kupowane są na całym świecie. Specjaliści z Apeiron Synthesis nazywają je specjalistycznymi katalizatorami metalorganicznymi. Są to zarówno substancje rozpuszczalne, jak i nierozpuszczalne. Te ostatnie, których zalety tak cenią producenci leków i perfum, chemicy projektowali dzięki grantowi otrzymanemu z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Kiedy kontrahenci zażyczyli sobie produktu o nowych właściwościach fizykochemicznych, chemicy wpadli na pomysł projektu „Efektywne heterogeniczne katalizatory metatezy olefin”. Tytuł brzmi enigmatycznie, zawiera nazwy reakcji i związków chemicznych. Postarajmy się je wyjaśnić. Metateza to reakcja stosowana np. w produkcji leków, polimerów, związków zapachowych, feromonów, dodatków do kauczuków, różnego typu uszlachetniaczy, dodatkowo do paliw itd. Olefiny to na przykład etylen i propylen, z których produkowane są w milionach ton polimery polietylen i polipropylen.

„Wyniki projektu są na tyle atrakcyjne, że firmy, które produkują różne związki w ilościach przemysłowych zaczynają się tym interesować. Dostaliśmy m.in. zamówienie z dużej firmy farmaceutycznej w Stanach Zjednoczonych” – mówi dr Bieniek. Projekt rozpoczął się w styczniu 2014 i trwa on do końca tego roku. W jego wyniku powstanie kilka różnych katalizatorów. Muszą się nieco między sobą różnić, bo każdy klient ma inne wymagania. Kontrahenci zazwyczaj kupują kilka produktów, testują i wybierają ten, który dla nich jest akurat najlepszy.

Pierwsze katalizatory już są gotowe, pojawiły się publikacje i patenty, trwają rozmowy z dystrybutorami i pierwszymi klientami. Prace nad innowacjami kosztowały około 2,5 mln zł, z czego firma otrzymała dotację z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w wysokości 1,7 mln zł, a resztę dołożyła z własnych pieniędzy. Apeiron Synthesis ma długoletnie doświadczenie we współpracy z NCBR. Chemicy wielokrotnie z sukcesem aplikowali o granty badawczo-rozwojowe, wdrożeniowe i na ochronę własności intelektualnej w Europie, USA, Japonii. Patenty pozwalają na wprowadzanie polskich produktów na nowe rynki.

„Naszymi kontrahentami są firmy w Stanach Zjednoczonych i w Europie Zachodniej, czyli te, które mają duże własne działy badawcze. Prowadzimy obecnie projekt z firmą, która produkuje związki zapachowe do perfum i utrwalaczy zapachu” – zdradza doktor.

Do klientów Polacy docierają różnymi kanałami. Na początku były to publikacje w czasopismach z listy filadelfijskiej. Później były wyjazdy na różne konferencje i sympozja, gdzie dr Bieniek wygłaszał wykłady. Po jego wystąpieniach osoby zainteresowane zgłaszały się i tak nawiązywano kontakty biznesowe.

Dr Bieniek odbył studia doktoranckie w Polskiej Akademii Nauk, gdzie uczył się warsztatu w zespole prof. Karola Greli. Grupa uczonych podejmowała współpracę z firmami zagranicznymi zainteresowanymi tą technologią. Po doktoracie nasz rozmówca pracował na Uniwersytecie Warszawskim i w 2009 r. założył start-up akademicki. Laboratoria zostały wybudowane we Wrocławskim Parku Technologicznym, tam naukowcy rozpoczęli badania za własne pieniądze. Obecnie firma zatrudnia 20 osób, większość we Wrocławiu, gdzie znajduje się dział badań i produkcji. Od dwóch lat działa też oddział w Stanach Zjednoczonych, w Bostonie, gdzie pracują dwie osoby, dodatkowo zatrudniony jest pracownik w Wielkiej Brytanii. Globalizacja działalności trwa.

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Olszewska

kol/ mki/