Sonja Jost, Gründerin von DexLeChem
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Versuch und Irrtum: Drei Jahre hat Sonja Jost gebraucht, um herauszufinden, wie man pharmazeutische Wirkstoffe in Wasser herstellt.

Grüne Industrie

Damit die Chemie wieder stimmt

  • Friederike Meier
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Ob Erdöl, Gifte oder Müll: Sonja Jost will die Chemie- und Pharmaproduktion nachhaltiger machen. Dafür packt sie selbst Unmögliches an. Doch die Industrie lässt sich bitten.

Sonja Jost hat sich viel vorgenommen: Mit ihrem Start-up DexLeChem will sie dafür sorgen, dass die chemische Industrie grüner wird. „Um die Grundstoffe der chemischen Industrie aus Erdöl herzustellen, wird unglaublich viel Energie benötigt“, sagt Jost. Irgendwann werde man aber ohne fossile Rohstoffe auskommen müssen. Dafür müsse die grüne Chemie so optimiert werden, wie das jahrelang mit der Erdölchemie passiert ist. „In der Geschichte der Chemie wird die Erdölchemie mal eine Phase gewesen sein“, ist Jost sich sicher.

„Grüne Chemie“, das bedeutet zum Beispiel, bei der Herstellung von Chemikalien Abfall zu vermeiden, weniger umweltschädliche Lösungsmittel zu verwenden und darauf zu achten, dass möglichst häufig Katalysatoren eingesetzt werden – also Stoffe, die Reaktionen beschleunigen, ohne selbst verbraucht zu werden. „Die Idee der grünen Chemie ist, die Chemie auch weiterhin zum Nutzen der Menschen einzusetzen, aber in einer nicht-giftigen Kreislaufwirtschaft“, fasst Jost zusammen.

Nach ihrem Studium forschte die Diplom-Ingenieurin mit Schwerpunkt technische Chemie an der Technischen Universität Berlin. Ihr Ziel: herausfinden, wie man bei der Herstellung bestimmter Arzneimittelwirkstoffe statt erdölbasierter Lösungsmittel Wasser verwenden kann.

Das Problem mit dem Spiegelbild-Molekül, Jost wollte es lösen

Warum das wichtig ist, erklärt Jost am Beispiel Adrenalin, das etwa verwendet wird, um anaphylaktische Schocks zu behandeln. „Bei der herkömmlichen Produktion von Adrenalin entsteht das Molekül Adrenalin und in gleichen Teilen sein Spiegelbildmolekül. Das Spiegelbild darf nicht verwendet werden, weil es nicht zur gewünschten Wirkung führt.“ Die Hälfte der Rohstoffe landet also im Müll. „Gleichzeitig wird das Ganze in erdölbasierten organischen Lösungsmitteln durchgeführt. Um eine Einheit eines Wirkstoffs herzustellen, verbraucht man oft tausend Einheiten an anderen Chemikalien, hauptsächlich solche Lösungsmittel.“

Das Problem mit dem Spiegelbildmolekül lässt sich mit speziellen Edelmetallkatalysatoren lösen. Durch diese entsteht dann nur das gewünschte Produkt. „Ein Kilo dieser Katalysatoren kostet aber schnell mehrere Hunderttausend Euro, und sie können nur einmal eingesetzt werden.“ Sonja Jost wollte es schaffen, dass Wirkstoffe wie Adrenalin in Wasser hergestellt werden können – zudem könnte man dann die teuren Katalysatoren wiederverwenden. Und obwohl frühere Publikationen meinten, dass ihr Unterfangen unmöglich sei, machte sie weiter. „Mir hat das nicht eingeleuchtet. Wenn ich etwas nicht verstehe, akzeptiere ich das nicht und beiße mich darin fest, bis ich es durchdrungen habe.“

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WEITERLESEN: Mehr zum Unternehmen DexLeChem gibt es auf der Webseite http://www.dexlechem.com Informationen zu Arzneimitteln in der Umwelt gibt es beim Umweltbundesamt: https://www.umweltbundesamt. de/themen/chemikalien/arzneimittel

Drei Jahre brauchte Sonja Jost, um herauszufinden, wie es doch funktionieren kann. Doch ihre Geduld zahlte sich aus. Ihre Erfindung war die Grundlage für das Start-up DexLeChem, das Jost im Jahr 2013 gründete. Das Unternehmen bot zunächst an, weitere solche Verfahren zu entwickeln. Der Erfolg kam allerdings nur langsam: „Es hat eineinhalb Jahre gedauert, bis wir den ersten Kunden hatten. Wir wurden am Anfang belächelt“, erzählt Jost. Inzwischen hat DexLeChem für über 15 Kunden mehr als 25 Projekte bearbeitet und mehrere Verfahren zur Wiederverwendung von Katalysatoren entwickelt. Im Jahr 2018 war DexLeChem zum ersten Mal profitabel, heute arbeiten dort zwölf Mitarbeiter inklusive Freelancern.

Adrenalin wird immer noch zu 90 Prozent nach alten Verfahren hergestellt

„Wir haben schon viel in der Industrie verändert“, resümiert Jost. Beim Beispiel Adrenalin habe es allerdings noch nicht geklappt, dass ein Unternehmen seine Produktion auf Josts Erfindung umgestellt hat. Der Stoff werde immer noch zu 90 Prozent nach dem alten Verfahren hergestellt, schätzt sie. „Nicht einmal die fortschrittlichen Katalysatoren werden verwendet.“ Die zögerliche Haltung der Industrie erklärt Jost so: „Änderungen könnten Auswirkungen auf die Qualität haben.“ Mit dem Argument würden aber auch Änderungen abgeblockt. Zudem sei mit neuen Verfahren für die gleichen Wirkstoffe kein Geld zu machen.

Klaus Kümmerer, Professor für Nachhaltige Chemie und Stoffliche Ressourcen an der Leuphana-Universität in Lüneburg, stimmt zu: „Die zögerliche Haltung ist einerseits verständlich, denn im Fall von Arzneimitteln müsste es gegebenenfalls eine neue Zulassung geben, wenn der Herstellungsprozess geändert wird.“ Andererseits seien weite Teile der Pharmaindustrie wie auch die chemische Industrie nach wie vor sehr konservativ. Den Ansatz von DexLeChem findet er gut: „Den Katalysator wiederzuverwenden ist sehr wichtig, denn Metalle können wir nicht synthetisieren“, sagt Kümmerer. Allerdings sei Wasser nicht per se ein gutes Lösungsmittel. Man müsse sich zum Beispiel auch genau anschauen, wie viel Energie hinterher nötig sei, um das Reaktionsprodukt daraus zu isolieren und das Wasser wieder zu reinigen.

„Ohne die Chemikalien schaffen wir die Ziele auch nicht“

Hans-Christian Stolzenberg, Leiter des Fachgebiets Internationales Chemikalienmanagement, hat eine ähnliche Einschätzung: „Das ist grundsätzlich ein guter Ansatz, davon brauchen wir mehr“, sagt er über DexLeChem. „Das Problem von Arzneimitteln in der Umwelt wird durch grüne Chemie aber nicht gelöst.“ Und dieses Problem wachse stetig. „Der Umsatz der Chemieindustrie weltweit verdoppelt sich derzeit etwa alle 15 Jahre, mit großen Verschiebungen, zum Beispiel nach China“, so Stolzenberg. Diese unglaubliche Dynamik sei per se ein großes Problem. „Denn nicht überall dort, wo immer mehr Chemikalien hergestellt und verwendet werden, gibt es kompetente Behörden, die das ausreichend kontrollieren.“

Einige Schadstoffe, wie beispielsweise Quecksilber oder langlebige organische Schadstoffe wie das Insektengift DDT, sind mittlerweile in internationalen Abkommen geregelt. Das löse das Problem aber nur teilweise: „Es gibt immer mehr Stoffe, die auch immer vielfältiger eingesetzt werden“, sagt Stolzenberg. „Ohne den Einsatz gefährlicher Chemikalien überall auf unserem Planeten zu regeln, erreichen wir die Nachhaltigkeitsziele der UN nicht“, sagt Stolzenberg. „Aber ohne die Chemikalien schaffen wir die Ziele auch nicht.“ So helfen beispielsweise Photovoltaikanlagen beim Klimaschutz, benötigen aber auch giftige Chemikalien bei der Herstellung.

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Versuche, sich auf Ebene des UN-Umweltprogramms auf Ziele für nachhaltige Chemie zu einigen, sind erst am Anfang. Eine Konferenz zum Internationalen Chemikalienmanagement, die im kommenden Jahr in Bonn stattfindet, soll messbare Ziele festlegen. DexLeChem-Gründerin Jost fordert hinsichtlich der umweltfreundlichen Herstellung von Arzneimitteln: „Die Krankenkassen könnten ihre Macht dafür nutzen, die Industrie nachhaltiger zu machen.“ Außerdem könne auch der Gesetzgeber Unternehmen dazu verpflichten, beispielsweise Katalysatoren zu verwenden, die fünfzig Prozent Abfall sparen. Sie sei zuversichtlich, dass auch große Chemiekonzerne sich langsam ändern werden.

Darauf will Jost aber nicht warten: Ende 2019 hat sie ein neues Unternehmen gegründet, das mit grüner Chemie arbeitet. „Dafür suchen wir nun Verbündete“, sagt sie. Als Ingenieurin sei sie dafür ausgebildet, Dinge besser zu machen: „Dann sollten wir das doch einfach mal tun.“