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WO2025132393A1 - Production of aminobenzoic acid - Google Patents

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WO2025132393A1
WO2025132393A1 PCT/EP2024/086852 EP2024086852W WO2025132393A1 WO 2025132393 A1 WO2025132393 A1 WO 2025132393A1 EP 2024086852 W EP2024086852 W EP 2024086852W WO 2025132393 A1 WO2025132393 A1 WO 2025132393A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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acid
aminobenzoic acid
carbon dioxide
fermentation
microorganisms
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/EP2024/086852
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German (de)
French (fr)
Inventor
Wolf KLOECKNER
Gernot Jaeger
Thomas Voessing
Frederik Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Deutschland AG filed Critical Covestro Deutschland AG
Publication of WO2025132393A1 publication Critical patent/WO2025132393A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12P7/54Acetic acid

Definitions

  • the present invention relates to a process comprising the production of aminobenzoic acid, the process comprising: (A) fermenting a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid, (B) recovering aminobenzoic acid from the fermentation broth, (C) converting carbon dioxide to a reduction product selected from formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, acetic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid, and (D) adding the reduction product from step (C) to the fermentation of step (A).
  • aminobenzoic acid is an economically important product.
  • Aminobenzoic acid is used, for example, in the production of dyes, fragrances, pesticides, and pharmaceuticals.
  • Another example of an application of aminobenzoic acid is its use in the production of aniline by decarboxylation.
  • Aniline is particularly important as an intermediate in the production of isocyanates.
  • the ortho isomer of aminobenzoic acid, anthranilic acid can also serve as a starting material for the production of poly(anthranilamines) and polyamines, as well as the corresponding polyisocyanates.
  • anthranilic acid can be converted into an anthranilic acid ester, which can then be catalytically converted into poly(anthranilamide) by polycondensation with elimination of the alcohol underlying the anthranilic acid ester.
  • the fermentative production of aminobenzoic acid is generally known in the prior art; see, for example, international patent application WO 2015/124687 A1 (which describes the two-step production of aniline via ortho-aminobenzoic acid as an intermediate) and the literature cited therein. Fermentation processes take place in an aqueous environment and, in the case of the production of aminobenzoic acid, generally yield aqueous product mixtures (fermentation broths) with a mass content of aminobenzoic acid, particularly in the range of 10.0 g/L to 100 g/L.
  • the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, an alkali metal salt of Formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds.
  • the microorganisms in step (A) are selected from Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms.
  • the reduction product is selected from formic acid or acetic acid.
  • step (A) is carried out in a pH range of 3.0 to ⁇ 5.5, preferably 3.5 to 5.0, to obtain a fermentation broth containing aminobenzoic acid and/or aminobenzoate anions.
  • the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, formic acid, acetic acid, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds.
  • the microorganisms in step (A) are selected from Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms.
  • Step (A) of the process according to the invention relates to the fermentation of a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions (H2NC6H4COO) and/or aminobenzoic acid (H2NC6H4COOH or HshFCet COCT).
  • the fermentation is carried out in a dedicated reaction apparatus, the fermentation reactor.
  • the reaction mixture present in the fermentation reactor is referred to as the fermentation broth.
  • prokaryotic or eukaryotic organisms with the aforementioned properties are known in the art. Suitable prokaryotes or eukaryotes can be identified, for example, by screening for mutants that release aminobenzoic acid into the surrounding medium. However, the targeted modification of key enzymes by genetic engineering is preferred. Gene expression and enzyme activity can be enhanced, reduced, or even completely inhibited using conventional genetic engineering methods. This results in recombinant strains.
  • a preferred embodiment for the particularly preferred ortho isomer is described below; transfer to the other isomers is within the scope of conventional expert knowledge:
  • Crystallization in the crystallizer can be carried out continuously or batchwise. Continuous operation is preferred. Regardless of the operating mode (continuous or batchwise), the exact operating parameters are determined (among other things) by the desired crystal size, which can be adjusted by the residence time/reaction time and the degree of supersaturation (large crystal sizes are favored by long residence times/long reaction times and low degrees of supersaturation).
  • the theoretical yield is expressed as the maximum achievable mass of anthranilic acid [g] per mass of glucose [g] used, or per mass of organic acid [g] used if no glucose is used. Elemental balances (balances for carbon atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms) and charge balances were established to calculate this yield (see, for example, Gregory N. Stephanopoulos et al., "Metabolic Engineering, Principles and Methodologies," 1998, Elsevier Inc., https://doi.org/10.1016/B978-0-12-666260-3.X5000-6, Chapter 10.1.2 [11]).
  • the reactants were glucose and the respective organic acid, either alone or in specified molar ratios, as well as ammonia and molecular oxygen.
  • Anthranilic acid, water, and carbon dioxide were permitted as products, with the amount of anthranilic acid maximized and the formation of water and carbon dioxide serving to balance excess hydrogen and oxygen.
  • the reaction equation is: 14 C 6 HI 2 O 6 + 14 CHOOH + 13 NH 3 -> 13 H 2 N(C 6 H 4 )COOH + 72 H 2 O + 7 CO 2 .
  • the reduction product can be added to the fermentation continuously or intermittently. It is important to ensure that the reduction product concentration in the fermentation broth (which, as mentioned above, serves as an additional carbon source for the microorganisms) remains below a concentration that is toxic to the microorganisms.
  • the limit value varies depending on the microorganism and the type of reduction product added and can be easily determined in preliminary tests.

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Abstract

The invention relates to a method involving the production of aminobenzoic acid, said method having the steps of: (A) fermenting a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid; (B) recovering aminobenzoic acid from the fermentation broth; (C) converting carbon dioxide into a reduction product selected from formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, acetic acid, ammonium acetate, or an alkali metal salt of acetic acid, and (D) adding the reduction product from step (C) to the fermentation process of step (A).

Description

HERSTELLUNG VON AMINOBENZOESÄURE PRODUCTION OF AMINOBENZOIC ACID

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren umfassend die Herstellung von Aminobenzoesäure, wobei das Verfahren umfasst: (A) Fermentation einer fermentierbaren Kohlenstoff-haltigen Verbindung und einer Stickstoff-haltigen Verbindung in Gegenwart von Mikroorganismen unter Erhalt einer Aminobenzoat-Anionen und/oder Aminobenzoesäure enthaltenden Fermentationsbrühe, (B) Gewinnen von Aminobenzoesäure aus der Fermentationsbrühe, (C) Umsetzen von Kohlenstoffdioxid zu einem Reduktionsprodukt ausgewählt aus Ameisensäure, Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Essigsäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure, und (D) Zugabe des Reduktionsprodukts aus Schritt (C) in die Fermentation von Schritt (A). The present invention relates to a process comprising the production of aminobenzoic acid, the process comprising: (A) fermenting a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid, (B) recovering aminobenzoic acid from the fermentation broth, (C) converting carbon dioxide to a reduction product selected from formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, acetic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid, and (D) adding the reduction product from step (C) to the fermentation of step (A).

Die Herstellung organischer Säuren durch fermentative Prozesse hat in der jüngeren Vergangenheit besondere Aufmerksamkeit erfahren. Unter den organischen Säuren, die fermentativ zugänglich sind, ist auch Aminobenzoesäure als ein wirtschaftlich bedeutsames Produkt hervorzuheben. Aminobenzoesäure findet bspw. Anwendung in der Herstellung von Farbstoffen, Geruchsstoffen, Pflanzenschutzmitteln oder Pharmazeutika. Ein weiteres Beispiel für eine Anwendung von Aminobenzoesäure ist ihre Verwendung in der Herstellung von Anilin durch Decarboxylierung. Anilin seinerseits ist insbesondere als Intermediat in der Herstellung von Isocyanaten von Bedeutung. Das ortho-lsomer der Aminobenzoesäure, die Anthranilsäure, kann auch als Ausgangsstoff für die Herstellung von Poly(anthranilamiden) und Polyaminen sowie den korrespondierenden Polyisocyanaten dienen. So kann beispielsweise gemäß WO 2022/008450 Al Anthranilsäure in einen Anthranilsäureester überführt und dieser dann durch Polykondensation unter Abspaltung des dem Anthranilsäureester zugrundliegenden Alkohols katalytisch zu Poly(anthranilamid) umgesetzt werden. The production of organic acids through fermentative processes has received particular attention in recent times. Among the organic acids accessible by fermentation, aminobenzoic acid is an economically important product. Aminobenzoic acid is used, for example, in the production of dyes, fragrances, pesticides, and pharmaceuticals. Another example of an application of aminobenzoic acid is its use in the production of aniline by decarboxylation. Aniline, in turn, is particularly important as an intermediate in the production of isocyanates. The ortho isomer of aminobenzoic acid, anthranilic acid, can also serve as a starting material for the production of poly(anthranilamines) and polyamines, as well as the corresponding polyisocyanates. For example, according to WO 2022/008450 Al, anthranilic acid can be converted into an anthranilic acid ester, which can then be catalytically converted into poly(anthranilamide) by polycondensation with elimination of the alcohol underlying the anthranilic acid ester.

Die fermentative Herstellung von Aminobenzoesäure ist im Stand der Technik grundsätzlich bekannt; siehe beispielsweise die internationale Patentanmeldung WO 2015/124687 Al (welche die zweistufige Herstellung von Anilin über ortho-Aminobenzoesäure als Zwischenprodukt beschreibt) und die darin zitierte Literatur. Fermentationsprozesse laufen in einer wässrigen Umgebung ab und liefern im Allgemeinen im Falle der Herstellung von Aminobenzoesäure wässrige Produktgemische (Fermentationsbrühen) mit einem Massengehalt an Aminobenzoesäure insbesondere im Bereich von 10,0 g/L bis 100 g/L. The fermentative production of aminobenzoic acid is generally known in the prior art; see, for example, international patent application WO 2015/124687 A1 (which describes the two-step production of aniline via ortho-aminobenzoic acid as an intermediate) and the literature cited therein. Fermentation processes take place in an aqueous environment and, in the case of the production of aminobenzoic acid, generally yield aqueous product mixtures (fermentation broths) with a mass content of aminobenzoic acid, particularly in the range of 10.0 g/L to 100 g/L.

Besondere Bedeutung hat das ortho-lsomer der Aminobenzoesäure (Anthranilsäure). Im Stoffwechsel von Bakterien und Hefen wird Anthranilsäure im Shikiminsäureweg als natürliches Intermediat bei der Synthese von Tryptophan gebildet. Bei der biotechnologischen Produktion von Anthranilsäure wird deren Umsetzung im Stoffwechselweg reduziert oder unterbunden, um eine Akkumulation im Fermentationsmedium zu erzielen. Ein solches Konzept zur biotechnologischen Produktion von Anthranilsäure und ihrer anschließenden katalytischen Umsetzung zu Anilin ist in den bereits erwähnten internationalen Patentanmeldungen WO 2015/124686 Al und WO 2015/124687 Al beschrieben. Als möglicher rekombinanter Mikroorganismus wird die Verwendung von Bakterien aus der Familie der Corynebakterien oder Pseudomonaden beschrieben. Eine jüngere Anmeldung (WO 2017/102853 Al) beschreibt den Einsatz von Hefen. The ortho-isomer of aminobenzoic acid (anthranilic acid) is of particular importance. In the metabolism of bacteria and yeasts, anthranilic acid is formed in the shikimic acid pathway as a natural intermediate in the synthesis of tryptophan. In the biotechnological production of anthranilic acid, its conversion in the pathway is reduced or prevented in order to achieve accumulation in the fermentation medium. Such a concept for the biotechnological production of anthranilic acid and its subsequent catalytic conversion to aniline is described in the aforementioned international patent applications. WO 2015/124686 A1 and WO 2015/124687 A1 describe the use of bacteria from the Corynebacteria or Pseudomonads families as possible recombinant microorganisms. A more recent application (WO 2017/102853 A1) describes the use of yeasts.

Aber auch para-Aminobenzoesäure ist von Interesse. Die Synthese von para- Aminobenzoesäure kann im Stoffwechsel von Bakterien und Hefen über das Intermediat Chorismat erfolgen, das als Zwischenprodukt im Shikiminsäureweg entsteht. Chorismat wird enzymatisch zunächst zu 4-Amino-4-deoxychorismat und dann durch eine zweite Enzymreaktion zu para-Aminobenzoesäure umgesetzt. Ein Konzept zur biotechnologischen Produktion von Anilin über das Intermediat para-Aminobenzoesäure ist in der internationalen Anmeldung US 2016/068876 Albeschrieben. Als möglicher rekombinanter Mikroorganismus wird auch hier u. a. die Verwendung von Bakterien aus der Familie der Corynebakterien beschrieben. Para-aminobenzoic acid is also of interest. The synthesis of para-aminobenzoic acid can occur in the metabolism of bacteria and yeasts via the intermediate chorismate, which is formed as an intermediate in the shikimic acid pathway. Chorismate is first enzymatically converted to 4-amino-4-deoxychorismate and then, through a second enzymatic reaction, to para-aminobenzoic acid. A concept for the biotechnological production of aniline via the intermediate para-aminobenzoic acid is described in the international application US 2016/068876 A1. The use of bacteria from the Corynebacteria family is also described here as a possible recombinant microorganism.

Bei fermentativen Prozessen fällt regelmäßig ein Kohlenstoffdioxid-haltiges Abgas an. Dies gilt sowohl für aerobe Prozesse als auch anaerobe Prozesse wie zum Beispiel die Bioethanolherstellung. Der Stand der Technik befasst sich meist nicht mit einer Weiterverwendung solchen Kohlenstoffdioxids. EP 3 715464 Bl beschreibt ein Verfahren, in dem ein Mikroorganismus in einem Bioreaktor kultiviert, CO2 aus dem Bioreaktor aufgefangen, zu einem organischen Ausgangsmaterial reduziert und das organische Ausgangsmaterial zumindest teilweise in den Bioreaktor geführt wird. Fermentation processes regularly produce carbon dioxide-containing offgases. This applies to both aerobic and anaerobic processes, such as bioethanol production. The state of the art generally does not address the further use of such carbon dioxide. EP 3 715464 B1 describes a process in which a microorganism is cultivated in a bioreactor, CO2 is captured from the bioreactor, reduced to an organic starting material, and the organic starting material is at least partially fed into the bioreactor.

Ebenso kann Kohlenstoffdioxid in einer der Fermentation nachgelagerten Umsetzung wie bspw. der oben beschriebenen Herstellung von Anilin aus Aminobenzoesäure anfallen. Carbon dioxide can also be produced in a reaction downstream of the fermentation, such as the production of aniline from aminobenzoic acid described above.

Ralf Takors et al. beschreiben in Microbial Biotechnology 2018, 11 (4), 606 - 625 ("Using gas mixtures of CO, CO2 and H as microbial substrates: the do's and don'ts of successful technology transfer from laboratory to production scale") [1] die Verwendung von Gasmischungen aus CO, CO2 und H2 für Gasfermentationen (siehe Fig. 2 von [1]). Markus Stöckl et al. beschreiben in ChemSusChem 2020, 13, 4086 - 4093 ("From CO2 to Bioplastic - Coupling the Electrochemical CO2 Reduction with a Microbial Product Generation by Drop-in Electrolysis") [2] die elektrochemische Reduktion von CO2 zu Formiat und die Anwendung des Formiats als alleiniges Substrat in der Herstellung von Polyhydroxybutyrat durch den Mikroorganismus Cupriavidus necator. Ralf Takors et al. describe in Microbial Biotechnology 2018, 11 (4), 606-625 ("Using gas mixtures of CO, CO2, and H as microbial substrates: the do's and don'ts of successful technology transfer from laboratory to production scale") [1] the use of gas mixtures of CO, CO2, and H2 for gas fermentations (see Fig. 2 of [1]). Markus Stöckl et al. describe in ChemSusChem 2020, 13, 4086-4093 ("From CO2 to Bioplastic - Coupling the Electrochemical CO2 Reduction with a Microbial Product Generation by Drop-in Electrolysis") [2] the electrochemical reduction of CO2 to formate and the use of formate as the sole substrate in the production of polyhydroxybutyrate by the microorganism Cupriavidus necator.

Die biotechnologische Herstellung von Aminobenzoesäure kann an sich schon einen wertvollen Beitrag zur Ressourcenschonung und Emissionsverminderung leisten. Ein Prozess, der es ermöglichen würde, das in der Fermentation gebildete oder auch anderweitig entstandenes Kohlenstoffdioxid in der Fermentation selbst wieder nutzbar zu machen und damit diese noch nachhaltiger auszugestalten, wurde bisher nicht beschrieben. Es bestand also ein Bedarf an weiteren Verbesserungen auf dem Gebiet der fermentativen Herstellung von Aminobenzoesäure. Insbesondere wäre es wünschenswert, (i) während der Fermentation gebildetes, (ii) in gegebenenfalls durchgeführten Folgeschritten gebildetes und/oder (iii) aus externen Quellen stammendes Kohlenstoffdioxid verwerten zu können. The biotechnological production of aminobenzoic acid can, in itself, make a valuable contribution to resource conservation and emissions reduction. A process that would enable the carbon dioxide produced during fermentation or otherwise generated to be reused in the fermentation itself, thus making it even more sustainable, has not yet been described. There was therefore a need for further improvements in the field of fermentative production of aminobenzoic acid. In particular, it would be desirable to be able to utilize carbon dioxide (i) formed during fermentation, (ii) formed in subsequent steps, and/or (iii) from external sources.

Diesem Bedarf Rechnung tragend ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren umfassend die Herstellung von Aminobenzoesäure, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: In response to this need, the present invention provides a process comprising the preparation of aminobenzoic acid, the process comprising the following steps:

(A) (bevorzugt aerobe) Fermentation einer fermentierbaren Kohlenstoff-haltigen Verbindung und einer Stickstoff-haltigen Verbindung in Gegenwart von Mikroorganismen unter Erhalt einer Aminobenzoat-Anionen und/oder Aminobenzoesäure enthaltenden Fermentationsbrühe; (A) (preferably aerobic) fermentation of a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid;

(B) Gewinnen von Aminobenzoesäure aus der Fermentationsbrühe; (B) recovering aminobenzoic acid from the fermentation broth;

(C) Umsetzen von Kohlenstoffdioxid zu einem Reduktionsprodukt ausgewählt aus Ameisensäure, Ammoniumformiat (dem Ammoniumsalz [NH Salz] der Ameisensäure), einem Alkalimetallsalz (insbesondere das Natrium- oder Kaliumsalz) der Ameisensäure, Essigsäure, Ammoniumacetat (dem Ammoniumsalz [NH Salz] der Essigsäure) oder einem Alkalimetallsalz (insbesondere das Natrium- oder Kaliumsalz) der Essigsäure, wobei Essigsäure, Ammoniumacetat oder ein Alkalimetallsalz der Essigsäure bevorzugt und Ammoniumacetat oder ein Alkalimetallsalz der Essigsäure besonders bevorzugt sind; und (C) converting carbon dioxide to a reduction product selected from formic acid, ammonium formate (the ammonium salt [NH salt] of formic acid), an alkali metal salt (especially the sodium or potassium salt) of formic acid, acetic acid, ammonium acetate (the ammonium salt [NH salt] of acetic acid) or an alkali metal salt (especially the sodium or potassium salt) of acetic acid, with acetic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid being preferred and ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid being particularly preferred; and

(D) Zugabe des Reduktionsprodukts aus Schritt (C) in die Fermentation von Schritt (A). (D) Addition of the reduction product from step (C) to the fermentation of step (A).

Vollkommen überraschend wurde gefunden, dass durch Reduktion von Kohlenstoffdioxid hergestellte Ameisensäure, Essigsäure oder Salze davon, bevorzugt Essigsäure und deren Salze, besonders bevorzugt Salze der Essigsäure dazu geeignet sind, in eine Fermentation zur Herstellung von Aminobenzoesäure eingespeist und dort verwertet zu werden. Completely surprisingly, it was found that formic acid, acetic acid or salts thereof, preferably acetic acid and its salts, particularly preferably salts of acetic acid, produced by reduction of carbon dioxide are suitable for being fed into a fermentation for the production of aminobenzoic acid and for being utilized there.

Alle pH-Werte beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf die Temperatur, bei welcher der entsprechende Schritt (z. B. Schritt (A)) durchgeführt wird und können mit einer Glaselektrode einfach gemessen werden. In the context of the present invention, all pH values refer to the temperature at which the corresponding step (e.g. step (A)) is carried out and can be easily measured with a glass electrode.

Unter einer fermentierbaren Kohlenstoff-haltigen Verbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jede organische Verbindung oder Mischung organischer Verbindungen verstanden, die von den eingesetzten Mikroorganismen verwendet werden kann, um Aminobenzoesäure zu produzieren. Die Produktion von Aminobenzoesäure kann dabei in Gegenwart (aerob) oder Abwesenheit (anaerob), bevorzugt in Gegenwart von Sauerstoff (aerob), insbesondere in Form eines Sauerstoff-haltigen Gases wie Luft, stattfinden. A fermentable carbon-containing compound in the sense of the present invention is any organic compound or mixture of organic compounds which can be used by the microorganisms employed to produce aminobenzoic acid. The production of aminobenzoic acid can take place in the presence (aerobic) or absence (anaerobic), preferably in the presence of oxygen (aerobic), especially in the form of an oxygen-containing gas such as air.

Unter einem Reduktionsprodukt von Kohlenstoffdioxid wird ein Umsetzungsprodukt von Kohlenstoffdioxid verstanden, bei welchem die Oxidationszahl desjenigen Kohlenstoffatoms des Produkts, das dem Kohlenstoffatom des Kohlenstoffdioxids entspricht, im Vergleich zu diesem reduziert ist. Erfindungsgemäß sind die Reduktionsprodukte ausgewählt aus Ameisensäure, Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Essigsäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure. A reduction product of carbon dioxide is understood to be a reaction product of carbon dioxide in which the oxidation number of the carbon atom of the product corresponding to the carbon atom of carbon dioxide is reduced compared to the carbon atom. According to the invention, the reduction products are selected from formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, acetic acid, ammonium acetate, or an alkali metal salt of acetic acid.

Unter einer externen Quelle von Kohlenstoffdioxid wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Quelle verstanden, die von der fermentativen Herstellung der Aminobenzoesäure oder der Herstellung eines unmittelbaren Umsetzungsprodukts der Aminobenzoesäure verschieden ist. Ein unmittelbares Umsetzungsprodukt von Aminobenzoesäure bezeichnet ein Produkt, das durch Umsetzung von Aminobenzoesäure unmittelbar, also ohne Zwischenprodukte, erhalten werden kann. Ein unmittelbares Umsetzungsprodukt in diesem Sinne ist durch Decarboxylierung gebildetes Anilin. For the purposes of the present invention, an external source of carbon dioxide is understood to mean a source that is different from the fermentative production of aminobenzoic acid or the production of a direct reaction product of aminobenzoic acid. A direct reaction product of aminobenzoic acid refers to a product that can be obtained directly, i.e., without intermediates, by reacting aminobenzoic acid. An immediate reaction product in this sense is aniline formed by decarboxylation.

Es folgt zunächst eine Kurzzusammenfassung verschiedener möglicher Ausführungsformen der Erfindung: First, a brief summary of various possible embodiments of the invention follows:

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird in der Fermentation von Schritt (A) gebildetes Kohlenstoffdioxid nicht in Schritt (C) zu dem Reduktionsprodukt umgesetzt. In a first embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments, carbon dioxide formed in the fermentation of step (A) is not converted into the reduction product in step (C).

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche auf die Bildung von meta- oder para-Aminobenzoesäure beschränkt sind, kombiniert werden kann, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ortho- Aminobenzoesäure hergestellt. In a second embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those limited to the formation of meta- or para-aminobenzoic acid, ortho-aminobenzoic acid is produced in the process according to the invention.

In einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche auf die Bildung von meta- oder ortho-Aminobenzoesäure beschränkt sind, kombiniert werden kann, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren para- Aminobenzoesäure hergestellt. In a third embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those limited to the formation of meta- or ortho-aminobenzoic acid, para-aminobenzoic acid is produced in the process according to the invention.

In einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist, wird die ortho-Aminobenzoesäure zu einem Poly(anthranilamid) umgesetzt. In a fourth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the second embodiment, the ortho-aminobenzoic acid is converted to a poly(anthranilamide).

In einer fünften Ausführungsform der Erfindung, die eine weitere besondere Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist, wird die ortho-Aminobenzoesäure zu einem Anthranilsäurederivat ausgewählt aus einem Anthranilsäurehalogenid, Isatosäureanhydrid oder einem Gemisch derselben umgesetzt, und das Anthranilsäurederivat wird mit einem Polyol zu einem Polyamin umgesetzt. In a fifth embodiment of the invention, which is a further particular embodiment of the second embodiment, the ortho-aminobenzoic acid is converted to a anthranilic acid derivative selected from an anthranilic acid halide, isatoic anhydride or a mixture thereof, and the anthranilic acid derivative is reacted with a polyol to form a polyamine.

In einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der fünften Ausführungsform ist, wird das Polyamin zu einem Polyisocyanat phosgeniert. In a sixth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the fifth embodiment, the polyamine is phosgenated to a polyisocyanate.

In einer siebten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche die Bildung von Anilin aus der Aminobenzoesäure ausschließen, kombiniert werden kann, und die insbesondere mit der zweiten Ausführungsform vorteilhaft kombiniert werden kann, umfasst das Verfahren einen Schritt (E), in welchem die Aminobenzoesäure aus Schritt (B) zu Anilin decarboxyliert und dabei gebildetes Kohlenstoffdioxid in Schritt (C) zu dem Reduktionsprodukt umgesetzt wird. In a seventh embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those which exclude the formation of aniline from the aminobenzoic acid, and which can be advantageously combined in particular with the second embodiment, the process comprises a step (E) in which the aminobenzoic acid from step (B) is decarboxylated to aniline and carbon dioxide formed in the process is converted in step (C) to the reduction product.

In einer achten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der siebten Ausführungsform ist, wird das Anilin mit Formaldehyd zu Methylendiphenylendiamin und Polymethylenpolyphenylenpolyamin umgesetzt. In an eighth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the seventh embodiment, the aniline is reacted with formaldehyde to form methylenediphenylenediamine and polymethylenepolyphenylenepolyamine.

In einer neunten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der achten Ausführungsform ist, wird das Methylendiphenylendiamin und/oder das Polymethylenpolyphenylenpolyamin zu Methylendiphenylendiisocyanat und/oder Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat phosgeniert. In a ninth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the eighth embodiment, the methylenediphenylenediamine and/or the polymethylenepolyphenylenepolyamine is phosgenated to methylenediphenylene diisocyanate and/or polymethylenepolyphenylene polyisocyanate.

In einer zehnten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der neunten Ausführungsform ist, wird das Methylendiphenylendiisocyanat und/oder das Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat mit einem Polyol zu einem Polyurethan umgesetzt.In a tenth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the ninth embodiment, the methylenediphenylene diisocyanate and/or the polymethylenepolyphenylene polyisocyanate is reacted with a polyol to form a polyurethane.

In einer elften Ausführungsform der Erfindung, die eine weitere besondere Ausgestaltung der siebten Ausführungsform ist, wird das Anilin zu einer Azoverbindung umgesetzt. In an eleventh embodiment of the invention, which is a further particular embodiment of the seventh embodiment, the aniline is converted to an azo compound.

In einer zwölften Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird in Schritt (C) Kohlenstoffdioxid aus einer externen Quelle zu dem Reduktionsprodukt umgesetzt. In a twelfth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments, in step (C) carbon dioxide from an external source is converted to the reduction product.

In einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der zwölften Ausführungsform ist, stammt das Kohlenstoffdioxid aus einer externen Quelle aus einem Verfahren zur Herstellung von (i) Bioethanol, (ii) Zement, (iii) Wasserstoff, insbesondere für die Ammoniaksynthese, oder (iv) Epoxiden, oder einem biologischen Abbauprozess (insbesondere in einer Kläranlage oder Biogasanlage) in einem Faulbehälter, oder aus einer Verbrennung von Brennstoffen, oder einem Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid aus Luft (sog. direct air capture) In einervierzehnten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, umfasst Schritt (C) eine Umsetzung des Kohlenstoffdioxids mit Wasserstoff oder eine Elektrolyse des Kohlenstoffdioxids. In a thirteenth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the twelfth embodiment, the carbon dioxide originates from an external source from a process for producing (i) bioethanol, (ii) cement, (iii) hydrogen, in particular for ammonia synthesis, or (iv) epoxides, or a biological degradation process (in particular in a sewage treatment plant or biogas plant) in a digester, or from a combustion of fuels, or a process for extracting carbon dioxide from air (so-called direct air capture) In a fourteenth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments, step (C) comprises a reaction of the carbon dioxide with hydrogen or an electrolysis of the carbon dioxide.

In einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche eine engere Auswahl an Kohlenstoff-haltigen Verbindungen zwingend vorsehen, kombiniert werden kann, ist die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung ausgewählt aus Stärkehydrolysat, Ameisensäure, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumformiat, Essigsäure, einem Alkalimetallsalz der Essigsäure, Ammoniumacetat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysaten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen. In a fifteenth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those which necessarily provide for a narrower selection of carbon-containing compounds, the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, formic acid, an alkali metal salt of formic acid, ammonium formate, acetic acid, an alkali metal salt of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds.

In einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, umfasst Schritt (B) eine Kristallisation und/oder eine Extraktion. In a sixteenth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments, step (B) comprises crystallization and/or extraction.

In einer siebzehnten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist die Stickstoff-haltige Verbindung ausgewählt aus Ammoniakgas, Ammoniakwasser, (mindestens) einem Ammoniumsalz, Sojaprotein, Harnstoff oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Stickstoff-haltigen Verbindungen. In a seventeenth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments, the nitrogen-containing compound is selected from ammonia gas, ammonia water, (at least) one ammonium salt, soy protein, urea or a mixture of two or more of the aforementioned nitrogen-containing compounds.

In einer achtzehnten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche die nachfolgend genannten Mikroorganismen ausschließen, kombiniert werden kann, sind die Mikroorganismen in Schritt (A) ausgewählt aus Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans oder einer Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Mikroorganismen. Corynebacterium glutamicum ist dabei bevorzugt. Besonders bevorzugt ist Corynebacterium glutamicum ATCC13032. In an eighteenth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those that exclude the microorganisms mentioned below, the microorganisms in step (A) are selected from Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms. Corynebacterium glutamicum is preferred. Corynebacterium glutamicum ATCC13032 is particularly preferred.

In einer neunzehnten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der achtzehnten Ausführungsform ist, ist das Reduktionsprodukt in Schritt (C) ausgewählt aus Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure. In a nineteenth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the eighteenth embodiment, the reduction product in step (C) is selected from ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid.

In einer zwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der achtzehnten und neunzehnten Ausführungsform ist, wird Schritt (A) in einem pH-Wert-Bereich von 5,5 bis 11, bevorzugt 6,0 bis 8,0, unter Erhalt einer Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe durchgeführt. In a twentieth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the eighteenth and nineteenth embodiments, step (A) is carried out in a pH range of 5.5 to 11, preferably 6.0 to 8.0, to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions.

In einer einundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der achtzehnten, neunzehnten und zwanzigsten Ausführungsform ist, ist die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung ausgewählt aus Stärkehydrolysat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Essigsäure, Ammoniumacetat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysaten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen.In a twenty-first embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the eighteenth, nineteenth and twentieth embodiments, the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, an alkali metal salt of Formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds.

In einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche die nachfolgend genannten Mikroorganismen ausschließen, kombiniert werden kann, sind die Mikroorganismen in Schritt (A) ausgewählt aus Ashbya gossypii Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae oder einer Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Mikroorganismen. In a twenty-second embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those which exclude the microorganisms mentioned below, the microorganisms in step (A) are selected from Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms.

In einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der zweiundzwanzigsten Ausführungsform ist, ist das Reduktionsprodukt ausgewählt aus Ameisensäure oder Essigsäure. In a twenty-third embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the twenty-second embodiment, the reduction product is selected from formic acid or acetic acid.

In einer vierundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der zweiundzwanzigsten und dreiundzwanzigsten Ausführungsform ist, wird Schritt (A) in einem pH-Wert-Bereich von 3,0 bis < 5,5, bevorzugt 3,5 bis 5,0, unter Erhalt einer Aminobenzoesäure und/oder Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe durchgeführt. In a twenty-fourth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the twenty-second and twenty-third embodiments, step (A) is carried out in a pH range of 3.0 to <5.5, preferably 3.5 to 5.0, to obtain a fermentation broth containing aminobenzoic acid and/or aminobenzoate anions.

In einer fünfundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die eine besondere Ausgestaltung der zweiundzwanzigsten, dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Ausführungsform ist, ist die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung ausgewählt aus Stärkehydrolysat, Ameisensäure, Essigsäure, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysaten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen. In a twenty-fifth embodiment of the invention, which is a particular embodiment of the twenty-second, twenty-third and twenty-fourth embodiments, the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, formic acid, acetic acid, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds.

In einer sechsundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, die mit allen anderen Ausführungsformen außer solchen, welche eine engere Auswahl an Mikroorganismen zwingend vorsehen, kombiniert werden kann, sind die Mikroorganismen in Schritt (A) ausgewählt aus Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae oder einer Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Mikroorganismen. In a twenty-sixth embodiment of the invention, which can be combined with all other embodiments except those which necessarily provide for a narrower selection of microorganisms, the microorganisms in step (A) are selected from Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms.

Die zuvor kurz geschilderten Ausführungsformen und weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden näher erläutert. Sämtliche zuvor beschriebenen Ausführungsformen und die weiteren im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung sind, sofern sich aus dem Kontext für den Fachmann nicht eindeutig das Gegenteil ergibt oder nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt wird, beliebig unter- und miteinander kombinierbar. FERMENTATION The embodiments briefly described above and other possible configurations of the invention are explained in more detail below. All of the embodiments described above and the further configurations of the invention described below can be combined with one another as desired, unless the context clearly indicates the opposite to a person skilled in the art or unless expressly stated otherwise. FERMENTATION

Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die Fermentation einerfermentierbaren Kohlenstoff-haltigen Verbindung und einer Stickstoff-haltigen Verbindung in Gegenwart von Mikroorganismen unter Erhalt einer Aminobenzoat-Anionen (H2NC6H4COO) und/oder Aminobenzoesäure (H2NC6H4COOH bzw. HshFCet COCT) enthaltenden Fermentationsbrühe. Die Fermentation wird in einem dafür vorgesehenen Reaktionsapparat, dem Fermentationsreaktor, durchgeführt. Das im Fermentationsreaktor vorliegende Reaktionsgemisch wird als Fermentationsbrühe bezeichnet. Step (A) of the process according to the invention relates to the fermentation of a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions (H2NC6H4COO) and/or aminobenzoic acid (H2NC6H4COOH or HshFCet COCT). The fermentation is carried out in a dedicated reaction apparatus, the fermentation reactor. The reaction mixture present in the fermentation reactor is referred to as the fermentation broth.

Die Fermentation in Schritt (A) wird bevorzugt so durchgeführt, dass der pH-Wert in der Fermentationsbrühe im Bereich von 3,0 bis 11 liegt. Erforderlichenfalls kann der pH-Wert durch Zugabe einer Base, insbesondere durch Zugabe von wässrigem oder gasförmigen Ammoniak, wässrigem Kaliumhydroxid oder wässrigem Natriumhydroxid (bei zu niedrigen pH-Werten) bzw. durch Zugabe einer wässrigen Säure, insbesondere von Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure (bei zu hohen pH-Werten) reguliert werden. Für unterschiedliche Mikroorganismen können unterschiedliche pH-Bereiche innerhalb der genannten Bereiche besonders optimal sein; dies wird im Folgenden näher ausgeführt. The fermentation in step (A) is preferably carried out such that the pH in the fermentation broth is in the range of 3.0 to 11. If necessary, the pH can be regulated by adding a base, in particular by adding aqueous or gaseous ammonia, aqueous potassium hydroxide, or aqueous sodium hydroxide (at excessively low pH values) or by adding an aqueous acid, in particular hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid (at excessively high pH values). Different pH ranges within the stated ranges may be particularly optimal for different microorganisms; this will be explained in more detail below.

Bevorzugte Mikroorganismen für die Durchführung von Schritt (A) sind Prokaryoten (wie insbesondere Bakterien) oder Eukaryoten (wie insbesondere Hefen). Geeignete Mikroorganismen sind insbesondere Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii und Saccharomyces cerevisiae. Der Einsatz von Mischungen verschiedener Mikroorganismen ist möglich, bevorzugt ist jedoch die Verwendung von Mikroorganismen einer einzigen Spezies. Preferred microorganisms for carrying out step (A) are prokaryotes (such as, in particular, bacteria) or eukaryotes (such as, in particular, yeasts). Suitable microorganisms are, in particular, Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, and Saccharomyces cerevisiae. The use of mixtures of different microorganisms is possible, but the use of microorganisms of a single species is preferred.

Um derartige Prokaryoten oder derartige Eukaryoten zu erhalten, stehen grundsätzlich zwei Wege zur Verfügung, die in bevorzugter Ausgestaltung auch kombiniert werden können: In order to obtain such prokaryotes or eukaryotes, there are basically two ways available, which can also be combined in a preferred embodiment:

(i) Die enzymatischen Reaktionen im Aminobenzoesäure-Stoffwechselweg der prokaryotischen oder eukaryotischen Zelle können so erhöht werden, dass Aminobenzoesäure schneller produziert als verbraucht wird. (i) The enzymatic reactions in the aminobenzoic acid pathway of the prokaryotic or eukaryotic cell can be increased so that aminobenzoic acid is produced faster than it is consumed.

(ii) Die Folgereaktionen, durch welche Aminobenzoesäure in weitere Metaboliten oder Produkte (z. B. Tryptophan) überführt wird, können reduziert bzw. ausgeschaltet werden, sodass sogar die Geschwindigkeit der Aminobenzoesäure-Bildung ausreichend ist, um zu einer Anreicherung von Aminobenzoesäure in der Zelle zu führen. (ii) The subsequent reactions by which aminobenzoic acid is converted into further metabolites or products (e.g. tryptophan) can be reduced or eliminated, so that even the rate of aminobenzoic acid formation is sufficient to lead to an accumulation of aminobenzoic acid in the cell.

Verfahren zur Gewinnung von prokaryotischen oder eukaryotischen Organismen mit den zuvor genannten Eigenschaften sind im Stand der Technik bekannt. Geeignete Prokaryoten oder Eukaryoten können beispielsweise durch Screening nach Mutanten, welche Aminobenzoesäure in das umgebende Medium abgeben, identifiziert werden. Die zielgerichtete Modifikation von Schlüsselenzymen mittels gentechnischer Verfahren ist jedoch bevorzugt. Mit üblichen gentechnischen Methoden können Genexpression und Enzymaktivität verstärkt, verringert oder sogar ganz unterbunden werden. Es resultieren rekombinante Stämme. Für das besonders bevorzugte ortho-lsomer wird eine bevorzugte Ausführungsform im Folgenden beschrieben; eine Übertragung auf die anderen Isomere liegt im Rahmen üblichen fachmännischen Könnens: Methods for obtaining prokaryotic or eukaryotic organisms with the aforementioned properties are known in the art. Suitable prokaryotes or eukaryotes can be identified, for example, by screening for mutants that release aminobenzoic acid into the surrounding medium. However, the targeted modification of key enzymes by genetic engineering is preferred. Gene expression and enzyme activity can be enhanced, reduced, or even completely inhibited using conventional genetic engineering methods. This results in recombinant strains. A preferred embodiment for the particularly preferred ortho isomer is described below; transfer to the other isomers is within the scope of conventional expert knowledge:

Besonders bevorzugt enthalten die Prokaryoten oder Eukaryoten, die in der Lage sind, eine fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung in Gegenwart einer Stickstoff-haltigen Verbindung zu Aminobenzoesäure umzusetzen, eine Modifizierung der Anthranilat- Phosphoribosyltransferase-Aktivität, welche besagte Enzymaktivität herabsetzt. Durch diese Modifizierung wird die Umwandlung von ortho-Aminobenzoat zu N-(5-Phospho-D-Ribosyl)- Anthranilat reduziert oder komplett unterbunden. Hierdurch wird eine Anreicherung von Aminobenzoesäure in der Zelle bewirkt. Die Bezeichnung „Anthranilat- Phosphoribosyltransferase-Aktivität" bezieht sich dabei auf eine Enzymaktivität, durch welche die Umsetzung von ortho-Aminobenzoat zu N-(5-Phospho-D-Ribosyl)-Anthranilat katalysiert wird. Particularly preferably, the prokaryotes or eukaryotes capable of converting a fermentable carbon-containing compound into aminobenzoic acid in the presence of a nitrogen-containing compound contain a modification of the anthranilate phosphoribosyltransferase activity, which reduces said enzyme activity. This modification reduces or completely prevents the conversion of ortho-aminobenzoate to N-(5-phospho-D-ribosyl)-anthranilate. This results in an accumulation of aminobenzoic acid in the cell. The term "anthranilate phosphoribosyltransferase activity" refers to an enzyme activity that catalyzes the conversion of ortho-aminobenzoate to N-(5-phospho-D-ribosyl)-anthranilate.

In Hefen wird die Anthranilat-Phosphoribosyltransferase-Aktivität durch das native Gen TRP4 (YDR354W) genetisch kodiert. In dem Bakterium Corynebacterium glutamicum wird die Anthranilat-Phosphoribosyltransferase-Aktivität durch das trpD Gen (cg3361, Cgl3032, NCgl2929) kodiert. Im Falle von Pseudomonas putida erfolgt die Kodierung über das trpD Gen (PP_0421) innerhalb des trpDC Operons. In yeast, anthranilate phosphoribosyltransferase activity is genetically encoded by the native gene TRP4 (YDR354W). In the bacterium Corynebacterium glutamicum, anthranilate phosphoribosyltransferase activity is encoded by the trpD gene (cg3361, Cgl3032, NCgl2929). In Pseudomonas putida, encoding occurs via the trpD gene (PP_0421) within the trpDC operon.

Die beschriebene Herabsetzung der Anthranilat-Phosphoribosyltransferase-Aktivität kann prinzipiell auf drei Wegen erreicht werden: The described reduction of anthranilate phosphoribosyltransferase activity can in principle be achieved in three ways:

(i) Die Regulierung der Expression des Gens für die Anthranilat- Phosphoribosyltransferase-Aktivität kann so modifiziert werden, dass die Transkription des Gens oder anschließende Translation verringert oder unterbunden wird. (i) The regulation of expression of the gene for anthranilate phosphoribosyltransferase activity can be modified so as to reduce or prevent transcription of the gene or subsequent translation.

(ii) Die Nukleinsäuresequenz des Gens für Anthranilat-Phosphoribosyltransferase- Aktivität kann so modifiziert werden, dass das Enzym, welches durch das modifizierte Gen kodiert wird, eine geringere spezifische Aktivität aufweist. (ii) The nucleic acid sequence of the gene for anthranilate phosphoribosyltransferase activity can be modified so that the enzyme encoded by the modified gene has a lower specific activity.

(iii) Das native Gen für Anthranilat-Phosphoribosyltransferase-Aktivität kann durch ein anderes Gen, das von einem verschiedenen Organismus stammt, ersetzt und ein Enzym mit einer spezifischen Anthranilat-Phosphoribosyltransferase-Aktivität, die geringer ist als die der zuvor erwähnten nativen Gene (z.B. TRP4, trpD oder trpDC), kodiert werden. (iii) The native gene for anthranilate phosphoribosyltransferase activity can be replaced by another gene derived from a different organism and encode an enzyme with a specific anthranilate phosphoribosyltransferase activity lower than that of the previously mentioned native genes (e.g., TRP4, trpD or trpDC).

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Zellen von Corynebacterium glutamicum, bevorzugt C. glutamicum ATC13032, als Mikroorganismen zur Bereitstellung einer Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe verwendet. Diese enthalten bevorzugt die nachfolgend definierten Modifikationen. Nähere Details zu diesem Stamm und dessen Stoffwechselleistungen sind in WO 2023/111053 offenbart. In a preferred embodiment of the present invention, cells of Corynebacterium glutamicum, preferably C. glutamicum ATC13032, are used as microorganisms for providing a fermentation broth containing aminobenzoate anions. These preferably contain the modifications defined below. Further details on this strain and its metabolic activities are disclosed in WO 2023/111053.

(i) Eine gegenüber dem jeweiligen Wildtyp reduzierte Aktivität der Anthranilat- Phosphoribosyltransferase. In einer Ausführungsform ist keine entsprechende Enzymaktivität vorhanden. Genetische Modifikationen, mit denen dieses erreicht werden kann sind allgemein bekannt. Hierzu gehören die Deletion des betreffenden Gens oder eine Modifikation der kodierenden Region des Gens, so dass ein verkürztes oder aus sonstigen Gründen inaktives Enzym exprimiert. In einer alternativen Ausführungsform ist die Aktivität des Enzyms gegenüber der im Wildtyp vorliegenden Aktivität reduziert, wobei aber noch eine Restaktivität vorhanden sein muss. Diese Restaktivität liegt vorzugsweise zwischen 10 % und 60 %, stärker bevorzugt zwischen 20 % und 50 % der in C. glutamicum ATCC13032 nativ vorhandenen Aktivität. Dies wird vorzugsweise durch eine gegenüber dem Wildtyp reduzierte Expression des Gens für die Anthranilat-Phosphoribosyltransferase (trpD) erreicht, wobei die Expression aber nicht vollständig unterbunden ist. Dies erfolgt bevorzugt durch Einsatz einer Promotorsequenz, die gegenüber der endogen vorhandenen Promotorsequenz eine geringere Transkriptionsaktivität aufweist oder durch eine Modifikation des Abstands der Ribosomenbindestelle zum Start-Codon des trpD- Gens oder durch eine Veränderung des Start-Codons selbst. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Reduzierung der Aktivität der Anthranilat-Phosphoribosyltransferase durch Deletion oder Inaktivierung des Gens für die endogene Anthranilat-Phosphoribosyltransferase (trpD) und den Ersatz dieses Gens durch ein Gen für eine Anthranilat-Phosphoribosyltransferase mit einer veränderten ribosomalen Bindestelle und optional einem veränderten Start-Codon wie in SEQ ID NO. 1 oder 2, bevorzugt SEQ ID NO. 2 definiert. Die Aminosäuresequenz der Anthranilat-Phosphoribosyltransferase entspricht vorzugsweise der endogenen Anthranilat-Phosphoribosyltransferase, besonders bevorzugt wird sie durch SEQ ID NO. 3 oder eine Variante davon definiert. (i) A reduced activity of the anthranilate phosphoribosyltransferase compared to the respective wild type. In one embodiment, no corresponding enzyme activity is present. Genetic modifications with which this can be achieved are generally known. These include the deletion of the gene in question or a modification of the coding region of the gene so that a truncated or otherwise inactive enzyme is expressed. In an alternative embodiment, the activity of the enzyme is reduced compared to the activity present in the wild type, although residual activity must still be present. This residual activity is preferably between 10% and 60%, more preferably between 20% and 50% of the activity natively present in C. glutamicum ATCC13032. This is preferably achieved by reduced expression of the gene for anthranilate phosphoribosyltransferase (trpD) compared to the wild type, although expression is not completely suppressed. This is preferably done by using a promoter sequence which has a lower transcription activity than the endogenously present promoter sequence or by modifying the distance of the ribosome binding site to the start codon of the trpD gene or by changing the start codon itself. In a preferred embodiment of the present invention, the activity of the anthranilate phosphoribosyltransferase is reduced by deleting or inactivating the gene for the endogenous anthranilate phosphoribosyltransferase (trpD) and replacing this gene with a gene for an anthranilate phosphoribosyltransferase with a modified ribosomal binding site and optionally a modified start codon as defined in SEQ ID NO. 1 or 2, preferably SEQ ID NO. 2. The amino acid sequence of the anthranilate phosphoribosyltransferase preferably corresponds to the endogenous anthranilate phosphoribosyltransferase, particularly preferably it is defined by SEQ ID NO. 3 or a variant thereof.

(ii) Erhöhte Aktivität der Shikimat-Kinase. Dies erfolgt vorzugsweise durch erhöhte Expression eines entsprechenden Enzyms. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Steigerung der Aktivität durch erhöhte Expression des Gens für die endogen vorhandene Shikimat-Kinase wie in SEQ ID NO. 6 definiert oder einer Variante davon. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies durch Expression einer exogenen Shikimat-Kinase, bevorzugt wie in SEQ ID NO. 7 definiert oder einer Variante davon. Eine verstärkte Expression eines Genes kann durch alle dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen, insbesondere durch die Einführung mehrerer Kopien des entsprechenden Gens in den Mikroorganismus oder durch die Verwendung stärkerer Promotoren zur Expression des endogen vorhandenen Enzyms. Ein besonders bevorzugter Promotor für die Expression von Fremdgenen oder die verstärkte Expression endogener Gene ist Ptu/wie in SEQ ID NO. 8 definiert. (ii) Increased activity of shikimate kinase. This is preferably achieved by increased expression of a corresponding enzyme. In one embodiment of the present invention, the increase in activity is achieved by increased expression of the gene for the endogenously present shikimate kinase as defined in SEQ ID NO. 6 or a variant thereof. In another preferred embodiment, this is achieved by expression of an exogenous shikimate kinase, preferably as defined in SEQ ID NO. 7 or a variant thereof. Increased expression of a gene can be achieved by all methods known to the person skilled in the art. This can be achieved, in particular, by introducing multiple copies of the corresponding gene into the microorganism or by using stronger promoters to express the endogenously present enzyme. A particularly preferred promoter for the expression of foreign genes or the enhanced expression of endogenous genes is Ptu/as defined in SEQ ID NO. 8.

(iii) Erhöhte Aktivität der 3-Phosphoshikimat-l-carboxyvinyltransferase und Chorismat- Synthase. Bevorzugt haben diese Enzyme eine Aminosäuresequenz wie in SEQ ID NO 9 oder einer Variante davon und SEQ ID NO. 10 oder einer Variante davon definiert. Dies erfolgt bevorzugt durch die Einführung zusätzlicher Kopien der für diese Enzyme kodierenden Gene in den Mikroorganismus. Bevorzugt wird der Ptuf- Promotor zur Steuerung der Expression verwendet. (iii) Increased activity of 3-phosphoshikimate-l-carboxyvinyltransferase and chorismate synthase. These enzymes preferably have an amino acid sequence as defined in SEQ ID NO. 9 or a variant thereof and SEQ ID NO. 10 or a variant thereof. This is preferably achieved by introducing additional copies of the genes encoding these enzymes into the microorganism. The Ptuf promoter is preferably used to control expression.

(iv) Anwesenheit einer 3-Desoxyarabinoheptulosanat-7-phosphat-Synthase (DAHP- Synthase), die „feedback-resistent" ist, d.h. nicht durch ihr Produkt oder durch ein aus dem Produkt entstehendes Produkt gehemmt wird. Bevorzugt ist ein Enzym mit der in SEQ ID NO. 11 definierten Aminosäuresequenz oder eine Variante davon. (iv) presence of a 3-deoxyarabinoheptulosate 7-phosphate synthase (DAHP synthase) which is feedback-resistant, i.e., not inhibited by its product or by a product derived from the product. Preferred is an enzyme having the amino acid sequence defined in SEQ ID NO. 11 or a variant thereof.

Hierbei ist dem Fachmann bewusst, dass auf Grundlage des bekannten Stoffwechselwegs, der in C. glutamicum zur ortho-Aminobenzoesäure führt, weitere Modifikationen eingeführt werden können, der die Effizienz des oben beschriebenen Stammes erhöhen. The person skilled in the art is aware that, based on the known metabolic pathway leading to ortho-aminobenzoic acid in C. glutamicum, further modifications can be introduced to increase the efficiency of the strain described above.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Zellen von Escherichia coli, bevorzugt E. coli K12, als Mikroorganismen zur Bereitstellung einer Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe verwendet, wie sie in WO 2022/090363 offenbart sind. In another preferred embodiment of the present invention, cells of Escherichia coli, preferably E. coli K12, are used as microorganisms for providing a fermentation broth containing aminobenzoate anions, as disclosed in WO 2022/090363.

Besonders bevorzugt ist ein Stamm von E. coli, der eine Anthranilat-Phosphoribosyltransferase (TrpD) und eine Glutamin-Amidotransferase (TrpG) exprimiert. Particularly preferred is a strain of E. coli which expresses an anthranilate phosphoribosyltransferase (TrpD) and a glutamine amidotransferase (TrpG).

Bevorzugt ist die TrpG-Domäne, wie sie durch die Aminosäurepositionen 3 bis 196 aus SEQ ID NO. 13 (TrpGD aus E. coli) definiert wird oder eine Variante davon. Ebenfalls bevorzugt sind TrpG aus Bacillus subtilis (SEQ NO. 14), die TrpG-Domäne von TrpGD aus Salmonella typhimurium (Aminosäurepositionen 3 bis 196 aus SEQ ID NO. 15), TrpG aus Cupriavidus necator (SEQ ID NO. 16), TrpG aus Corynebacterium glutamicum (SEQ ID NO. 17) oder eine Variante eines der vorgenannte Polypeptide. Preferred is the TrpG domain as defined by amino acid positions 3 to 196 of SEQ ID NO. 13 (TrpGD from E. coli) or a variant thereof. Also preferred are TrpG from Bacillus subtilis (SEQ NO. 14), the TrpG domain of TrpGD from Salmonella typhimurium (amino acid positions 3 to 196 of SEQ ID NO. 15), TrpG from Cupriavidus necator (SEQ ID NO. 16), TrpG from Corynebacterium glutamicum (SEQ ID NO. 17), or a variant of one of the aforementioned polypeptides.

Bevorzugt ist die TrpD-Domäne, wie sie durch die Aminosäurepositionen 202 bis 531 aus SEQ ID NO. 13 (TrpGD aus E. coli) definiert wird oder eine Variante davon. Ebenfalls bevorzugt sind TrpD aus Bacillus subtilis (SEQ NO. 18), die TrpD-Domäne von TrpGD aus Salmonella typhimurium (Aminosäurepositionen 202 bis 531 aus SEQ ID NO. 15), TrpD aus Cupriavidus necator (SEQ ID NO. 19), TrpD aus Corynebacterium glutamicum (SEQ ID NO. 20) oder eine Variante eines der vorgenannte Polypeptide. Preferred is the TrpD domain as defined by amino acid positions 202 to 531 of SEQ ID NO. 13 (TrpGD from E. coli) or a variant thereof. Also preferred are TrpD from Bacillus subtilis (SEQ NO. 18), the TrpD domain of TrpGD from Salmonella typhimurium (amino acid positions 202 to 531 of SEQ ID NO. 15), TrpD from Cupriavidus necator (SEQ ID NO. 19), TrpD from Corynebacterium glutamicum (SEQ ID NO. 20) or a variant of one of the aforementioned polypeptides.

Bei der getrennten Expression von TrpG und TrpD ist es bevorzugt, dass die Expression von TrpD niedriger ist als die Expression von TrpG. Bevorzugt ist sie um wenigstens 10 %, stärker bevorzugt um wenigstens 20 %, noch stärker bevorzugt um wenigstens 40 % und am stärksten bevorzugt um wenigstens 60 % niedriger. Hierbei ist es aber besonders bevorzugt, dass eine minimale Expression von TrpD erhalten bleibt, die bei mindestens 5 % der Expression von TrpG liegt. Die Expression der für die vorgenannten Proteine kodierenden Gene wird bevorzugt auf Ebene der mRNA durch quantitative TR-PCR bestimmt. Erreicht werden derartige unterschiedliche Expressionen der beiden Polypeptide vorzugsweise dadurch, dass die für sie kodierenden Gene in unterschiedlichen Expressionskassetten unter Kontrolle unterschiedlich starker Promotoren in die Zelle eingebracht werden. Alternativ ist ebenfalls die Einbringung der jeweiligen Gene in unterschiedlicher Kopienzahl möglich. Hierbei kann dann für die Expression beider Polypeptide der gleiche Promotor verwendet werden. When TrpG and TrpD are expressed separately, it is preferred that the expression of TrpD is lower than the expression of TrpG. Preferably, it is at least 10%, more preferably at least 20%, even more preferably at least 40%, and most preferably at least 60% lower. However, it is particularly preferred that a minimal expression of TrpD is maintained, which is at least 5% of the expression of TrpG. The expression of the genes encoding the aforementioned proteins is preferably determined at the mRNA level by quantitative TR-PCR. Such different expressions of the two polypeptides are preferably achieved by introducing the genes encoding them into the cell in different expression cassettes under the control of promoters of different strengths. Alternatively, the introduction of the respective genes in different copy numbers is also possible. In this case, the same promoter can be used for the expression of both polypeptides.

In noch einer anderen Ausführungsform werden Zellen von Pseudomonas putida, bevorzugt P. putida KT2440, als Mikroorganismen zur Bereitstellung einer Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe verwendet. Genetische Modifikationen, die dieses Bakterium in Lage versetzen, ortho-Aminobenzoesäure zu synthetisieren sind in Beispiel 4 der WO 2015/124687 beschrieben. In yet another embodiment, cells of Pseudomonas putida, preferably P. putida KT2440, are used as microorganisms to provide a fermentation broth containing aminobenzoate anions. Genetic modifications that enable this bacterium to synthesize ortho-aminobenzoic acid are described in Example 4 of WO 2015/124687.

In der vorliegenden Anmeldung wird unter „Variante" ein Polypeptid verstanden, das durch Hinzufügung, Deletion oder Austausch von bis zu 20 %, bevorzugt bis zu 15 %, stärker bevorzugt bis zu 10 % und am stärksten bevorzugt bis zu 5 % der im jeweiligen Polypeptid enthaltenen Aminosäuren erhalten wird. Grundsätzlich können die vorgenannten Modifikationen an jeder beliebigen Stelle des Polypeptides kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Bevorzugt erfolgen sie aber nur am N-Terminus und/oder am C-Terminus des Polypeptids. Bei Substitutionen von Aminosäuren handelt es sich vorzugsweise um konservative Substitutionen, d.h. um solche, bei denen die veränderte Aminosäure einen Rest mit ähnlichen chemischen Eigenschaften besitzt wie die im unveränderten Polypeptid vorliegende Aminosäure. Es werden also besonders bevorzugt Aminosäuren mit basischen Resten gegen solche mit basischen Resten, Aminosäuren mit sauren Resten gegen solche mit ebenfalls sauren Resten, Aminosäuren mit polaren Resten gegen solche mit polaren Resten und Aminosäuren mit unpolaren gegen solche mit unpolaren Resten ausgetauscht. Die spezifische Enzymaktivität einer Variante eines der oben definierten Polypeptide liegt vorzugsweise wenigstens bei 80 % spezifischen Aktivität des unveränderten Polypeptids. Enzymtests zum Nachweis der Aktivität der vorgenannten Enzyme kann der Fachmann der Literatur entnehmen. In the present application, a "variant" is understood to mean a polypeptide obtained by adding, deleting, or exchanging up to 20%, preferably up to 15%, more preferably up to 10%, and most preferably up to 5% of the amino acids contained in the respective polypeptide. In principle, the aforementioned modifications can be made continuously or discontinuously at any position in the polypeptide. However, they preferably only occur at the N-terminus and/or C-terminus of the polypeptide. Amino acid substitutions are preferably conservative substitutions, i.e., substitutions in which the modified amino acid has a residue with similar chemical properties to the amino acid present in the unmodified polypeptide. Thus, amino acids with basic residues are particularly preferably exchanged for those with basic residues, amino acids with acidic residues for those with acidic residues, amino acids with polar residues for those with polar residues, and amino acids with nonpolar residues for those with nonpolar residues. The specific enzyme activity of a variant of one of the polypeptides defined above is preferably at least 80% of the specific activity of the unaltered polypeptide. Enzyme tests for detecting the activity of the aforementioned enzymes can be found in the literature by those skilled in the art.

Aminobenzoesäure kommt in drei isomeren Formen (ortho-, meta- und para-Aminobenzoesäure) vor. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auf alle drei Isomere, entweder in isomerenreiner Form oder als Mischungen verschiedener Isomere, angewandt werden. Bevorzugt ist jedoch die Herstellung von ortho-Aminobenzoesäure oder para-Aminobenzoesäure, insbesondere in isomerenreiner Form. Besonders bevorzugt ist die Herstellung von ortho-Aminobenzoesäure, insbesondere in isomerenreiner Form. „Isomerenrein" bedeutet in diesem Zusammenhang in der Terminologie der vorliegenden Erfindung, dass der Stoffmengenanteil des gewünschten Aminobenzoesäure-Isomers, bezogen auf alle vorhandenen Aminobenzoesäure-Isomere, mindestens 99,0 mol-%, bevorzugt mindestens 99,9 mol-%, besonders bevorzugt 100 mol-% beträgt. Wie in der Fachwelt bekannt ist, kann die Bildung des gewünschten Isomers enzymatisch gesteuert werden. So kann beispielsweise im Shikimatweg Chorismat enzymatisch zu Anthranilat (= Anion der ortho- Aminobenzoesäure) umgesetzt werden. Alternativ gibt es auch Enzym-katalysierte Reaktionen vom Chorismat zu para-Aminobenzoat (= Anion der para-Aminobenzoesäure). Aminobenzoic acid occurs in three isomeric forms (ortho-, meta-, and para-aminobenzoic acid). In principle, the process according to the invention can be applied to all three isomers, either in isomerically pure form or as mixtures of different isomers. However, the preparation of ortho-aminobenzoic acid or para-aminobenzoic acid, in particular in isomerically pure form, is preferred. The preparation of ortho-aminobenzoic acid, in particular in isomerically pure form, is particularly preferred. In this context, "isomerically pure" means in the terminology of the present invention that the molar fraction of the desired aminobenzoic acid isomer, based on all aminobenzoic acid isomers present, is at least 99.0 mol%, preferably at least 99.9 mol%, particularly preferably 100 mol%. As is known in the art, the formation of the desired isomer can be controlled enzymatically. For example, in the shikimate pathway, chorismate can be enzymatically converted to anthranilate (= anion of ortho-aminobenzoic acid). Alternatively, there are also enzyme-catalyzed reactions from chorismate to para-aminobenzoate (= anion of para-aminobenzoic acid).

Unabhängig davon, welcher Mikroorganismus eingesetzt und welches Isomer angestrebt wird, umfasst die Fermentationsbrühe zu Beginn der Fermentation in Schritt (A) rekombinante Zellen des eingesetzten Mikroorganismus und mindestens eine fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung (sowie mindestens eine Stickstoff-haltige Verbindung als Stickstoffquelle). Bevorzugt enthält die Fermentationsbrühe darüber hinaus noch weitere Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Puffersystemen, anorganischen Nährstoffen, Aminosäuren, Vitaminen und weiteren organischen Verbindungen welche für das Wachstum bzw. den Erhaltungsstoffwechsel der rekombinanten Zellen benötigt werden. Die Fermentationsbrühe ist wasserbasiert. Nach Einsetzen des Fermentationsprozesses umfasst die Fermentationsbrühe auch Aminobenzoesäure (je nach pH-Wert vorliegend als Säure oder deren Anion), das angestrebte Fermentationsprodukt. Regardless of which microorganism is used and which isomer is desired, the fermentation broth at the beginning of the fermentation in step (A) comprises recombinant cells of the microorganism used and at least one fermentable carbon-containing compound (as well as at least one nitrogen-containing compound as a nitrogen source). Preferably, the fermentation broth also contains further components selected from the group consisting of buffer systems, inorganic nutrients, amino acids, vitamins, and other organic compounds required for the growth or maintenance metabolism of the recombinant cells. The fermentation broth is water-based. After the start of the fermentation process, the fermentation broth also comprises aminobenzoic acid (present as an acid or its anion, depending on the pH value), the desired fermentation product.

Bevorzugt sind dabei solche fermentierbaren Kohlenstoff-haltigen Verbindungen, die zusätzlich als Energie- und Kohlenstoffquelle für das Wachstum der rekombinanten Zellen des eingesetzten Mikroorganismus dienen können. Geeignet für Schritt (A) sind insbesondere Stärkehydrolysat, Ameisensäure, Alkalimetallsalze der Ameisensäure, Ammoniumformiat, Essigsäure, Alkalimetallsalze der Essigsäure, Ammoniumacetat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysate aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen sowie Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen. Essigsäure, Ameisensäure und deren Salze werden dabei bevorzugt nicht als alleinige fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung eingesetzt, sondern im Gemisch mit mindestens einer der übrigen Kohlenstoff-haltigen fermentierbaren Verbindungen. Preferred fermentable carbon-containing compounds are those that can also serve as an energy and carbon source for the growth of the recombinant cells of the microorganism used. Particularly suitable for step (A) are starch hydrolysate, formic acid, alkali metal salts of formic acid, ammonium formate, acetic acid, alkali metal salts of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials, and mixtures of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds. Acetic acid, formic acid, and their salts are preferably used not as the sole fermentable carbon-containing compound, but rather in a mixture with at least one of the other carbon-containing fermentable compounds.

Als Stickstoff-haltige Verbindungen eignen sich insbesondere Ammoniakgas, Ammoniakwasser, Ammoniumsalze, Sojaprotein, Harnstoff und Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Stickstoff-haltigen Verbindungen. Particularly suitable nitrogen-containing compounds are ammonia gas, ammonia water, ammonium salts, soy protein, urea and mixtures of two or more of the aforementioned nitrogen-containing compounds.

Der in der Fermentation einzuhaltende pH-Wert richtet sich wie bereits erwähnt nach dem eingesetzten Mikroorganismus. Mikroorganismen wie Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum oder Bacillus coagulans werden bevorzugt bei „neutralen bis basischen pH-Werten" (d. h. insbesondere bei einem pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 11, bevorzugt 6,0 bis 8,0) kultiviert. Bevorzugt ist die Verwendung von Corynebacterium glutamicum, insbesondere Corynebacterium glutamicum ATCC 13032. Die produzierte Aminobenzoesäure liegt bei Durchführung der Fermentation bei den genannten pH-Werten überwiegend bis vollständig in Form ihres Anions HzNCgH^OO' vor. In diesem Fall ist das Reduktionsprodukt in Schritt (C) bevorzugt ausgewählt aus Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure. Was die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung betrifft, so werden in dieser Ausführungsform Ameisensäure und Essigsäure, wenn überhaupt, vorzugsweise nicht als solche, sondern in Form ihrer Salze eingesetzt. Die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung umfasst also bei Fermentation im neutralen bis basischen Bereich insbesondere Stärkehydrolysat, Alkalimetallsalze der Ameisensäure, Ammoniumformiat, Alkalimetallsalze der Essigsäure, Ammoniumacetat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysate aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen sowie Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen. Bevorzugt sind Stärkehydrolysat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft und/oder Hydrolysate aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen. As already mentioned, the pH value to be maintained during fermentation depends on the microorganism used. Microorganisms such as Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum or Bacillus coagulans are preferably cultivated at "neutral to basic pH values" (i.e., in particular at a pH value in the range of 5.5 to 11, preferably 6.0 to 8.0). Preference is given to using Corynebacterium glutamicum, in particular Corynebacterium glutamicum ATCC 13032. When the fermentation is carried out at the stated pH values, the aminobenzoic acid produced is predominantly to completely in the form of its anion HzNCgH^OO'. In this case, the reduction product in step (C) is preferably selected from ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, ammonium acetate, or an alkali metal salt of acetic acid. As regards the fermentable carbon-containing compound, in this embodiment formic acid and acetic acid, if used at all, are preferably not used as such, but in the form of their salts. The fermentable carbon-containing compound, when fermented in the neutral to basic range, particularly includes starch hydrolysate, alkali metal salts of formic acid, ammonium formate, alkali metal salts of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials, and mixtures of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds. Starch hydrolysate, sugar cane juice, sugar beet juice, and/or hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials are preferred.

Mikroorganismen wie Ashbya gossypii Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii oder Saccharomyces cerevisiae werden hingegen bevorzugt im sauren Milieu kultiviert (d. h. insbesondere bei einem pH-Wert im Bereich von 3,0 bis < 5,5, bevorzugt 3,5 bis 5,0). Abhängig vom konkret innerhalb des Bereiches von 3,0 bis < 5,5 vorliegendem pH-Wert liegt die Aminobenzoesäure in der Fermentationsbrühe als Anion (H2NC6H4COO“) oder in der elektroneutralen Form (H2NC6H4COOH bzw. Ha TCeHziCOCr) vor (die Bildung von Kationen HsIXTCgH^OOH bei pH- Werten im untersten Teil des genannten Bereiches, also bei pH 3,0 oder wenig darüber, ist nicht ganz auszuschließen, macht aber allenfalls einen vernachlässigbaren Anteil der insgesamt vorhandenen Aminobenzoesäure aus). In dieser Ausführungsform ist das Reduktionsprodukt in Schritt (C) bevorzugt ausgewählt aus Ameisensäure oder Essigsäure. Was die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung betrifft, so werden in dieser Ausführungsform Ameisensäure und Essigsäure, wenn überhaupt, vorzugsweise als solche, also nicht bevorzugt als Salze, eingesetzt. Die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung umfasst also bei Fermentation im sauren Bereich insbesondere Stärkehydrolysat, Ameisensäure, Essigsäure, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysate aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen sowie Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen. Bevorzugt sind Stärkehydrolysat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft und/oder Hydrolysate aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen. Microorganisms such as Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii or Saccharomyces cerevisiae, on the other hand, are preferably cultivated in an acidic environment (i.e. in particular at a pH in the range of 3.0 to < 5.5, preferably 3.5 to 5.0). Depending on the specific pH value within the range of 3.0 to <5.5, the aminobenzoic acid is present in the fermentation broth as an anion (H2NC6H4COO) or in the electroneutral form (H2NC6H4COOH or H2TCeHziCOCr). (The formation of cations HsIXTCgH^OOH at pH values in the lowest part of the stated range, i.e., at pH 3.0 or slightly above, cannot be completely ruled out, but at most represents a negligible proportion of the total aminobenzoic acid present.) In this embodiment, the reduction product in step (C) is preferably selected from formic acid or acetic acid. As far as the fermentable carbon-containing compound is concerned, in this embodiment formic acid and acetic acid are used, if at all, preferably as such, and not preferably as salts. Thus, in fermentation in the acidic range, the fermentable carbon-containing compound includes, in particular, starch hydrolysate, formic acid, acetic acid, sugar cane juice, Sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials, and mixtures of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds. Starch hydrolysate, sugar cane juice, sugar beet juice, and/or hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials are preferred.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird Schritt (A) kontinuierlich durchgeführt, d. h. dass die Edukte dem Fermentationsreaktor kontinuierlich zugeführt und das Produkt dem Fermentationsreaktor kontinuierlich entnommen wird. Das dem Fermentationsreaktor kontinuierlich entnommene Produkt ist dabei im einfachsten Fall die Aminobenzoat-Anionen und/oder Aminobenzoesäure enthaltende Fermentationsbrühe inklusive der darin vorhandenen Mikroorganismen. Es ist jedoch auch denkbar, durch Anwendung bekannter Trennverfahren (insbesondere Filtration) die Mikroorganismen im Fermentationsreaktor zurückzuhalten und eine geklärte, Aminobenzoat-Anionen und/oder Aminobenzoesäure enthaltende Fermentationsbrühe aus diesem zu entnehmen. Eine solche Klärung der Fermentationsbrühe kann selbstverständlich auch außerhalb des Fermentationsreaktors vorgenommen werden, insbesondere durch Filtration, Zentrifugation oder Sedimentation.In one embodiment of the invention, step (A) is carried out continuously, ie the reactants are continuously fed to the fermentation reactor and the product is continuously removed from the fermentation reactor. The product supplied to the fermentation reactor In the simplest case, the continuously withdrawn product is the fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid, including the microorganisms present therein. However, it is also conceivable to retain the microorganisms in the fermentation reactor using known separation processes (particularly filtration) and to withdraw a clarified fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid from it. Such clarification of the fermentation broth can, of course, also be carried out outside the fermentation reactor, in particular by filtration, centrifugation, or sedimentation.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird Schritt (A) in einer diskontinuierlichen Verfahrensführung (sog. „Batch-Fahrweise") in Fermentationszyklen durchgeführt. Dabei umfasst ein Fermentationszyklus bevorzugt die initiale Vorlage oder Zugabe von Mikroorganismen in ein Nährmedium, die Vorlage und/oder Zugabe von Nährstoffen, den Aufbau von Mikroorganismen, die Bildung des gewünschten Produktes, also der Aminobenzoesäure, sowie die vollständige oder teilweise Entleerung des Reaktors nach Abschluss der Fermentation. In einer Variante der diskontinuierlichen Fahrweise (sog. „Fed- Batch-Fahrweise") werden die Edukte dem Fermentationsreaktor so lange (kontinuierlich oder diskontinuierlich [d. h. portionsweise]) zugeführt, wie es das Reaktorvolumen erlaubt, ohne dass Produkte - gegebenenfalls ausgenommen gasförmige Bestandteile, die über eine Anbindung des Fermentationsreaktor an ein Abgassystem ausgetragen werden - dem Fermentationsreaktor entnommen werden. Die Reaktion wird nach Zugabe der maximal möglichen Menge an Edukten unterbrochen und das Produktgemisch dem Fermentationsreaktor entnommen. Bei diskontinuierlicher Verfahrensführung ist die Klärung der Fermentationsbrühe, insbesondere durch Filtration, Zentrifugation oder Sedimentation, außerhalb des Fermentationsreaktors bevorzugt. In another embodiment of the invention, step (A) is carried out in a discontinuous process (so-called "batch mode") in fermentation cycles. A fermentation cycle preferably comprises the initial introduction or addition of microorganisms into a nutrient medium, the introduction and/or addition of nutrients, the build-up of microorganisms, the formation of the desired product, i.e., aminobenzoic acid, and the complete or partial emptying of the reactor after completion of the fermentation. In a variant of the discontinuous mode (so-called "fed-batch mode"), the reactants are fed to the fermentation reactor (continuously or discontinuously [i.e., in portions]) for as long as the reactor volume allows, without any products being removed from the fermentation reactor—possibly with the exception of gaseous components that are discharged via a connection of the fermentation reactor to an exhaust system. The reaction is interrupted after the maximum possible amount of reactants has been added, and the product mixture is removed from the fermentation reactor. In batch processes, clarification of the fermentation broth, particularly by filtration, centrifugation, or sedimentation, is preferred outside the fermentation reactor.

Abtrennte Mikroorgansimen (Biomasse) können in die Fermentation zurückgeführt werden.Separated microorganisms (biomass) can be returned to the fermentation process.

Unabhängig von der genauen Fahrweise umfasst der Fermentationsreaktor bevorzugt Einrichtungen zur Messung wichtiger Prozessparameter wie Temperatur, pH-Wert, Konzentration an Substrat und Produkt, Gehalt an gelöstem Sauerstoff, Zelldichte der Fermentationsbrühe. Insbesondere bevorzugt umfasst der Fermentationsreaktor Einrichtungen zur Anpassung von mindestens einem (bevorzugt von allen) der vorgenannten Prozessparameter. Regardless of the exact operating mode, the fermentation reactor preferably comprises devices for measuring important process parameters such as temperature, pH, substrate and product concentration, dissolved oxygen content, and cell density of the fermentation broth. Particularly preferably, the fermentation reactor comprises devices for adjusting at least one (preferably all) of the aforementioned process parameters.

Geeignete Fermentationsreaktoren sind Rührkessel, Membranreaktoren oder Schlaufenreaktoren. Besonders bevorzugt sowohl für aerobe als auch für anaerobe Fermentationen sind Rührkesselreaktoren und Schlaufenreaktoren (bevorzugt Airliftreaktoren, in denen die Zirkulation der Flüssigkeit im Reaktor durch Begasung erreicht wird). AUFARBEITUNG DER FERMENTATIONSBRÜHE Suitable fermentation reactors include stirred tank reactors, membrane reactors, or loop reactors. Stirred tank reactors and loop reactors are particularly preferred for both aerobic and anaerobic fermentations (preferably airlift reactors, in which the circulation of the liquid in the reactor is achieved by gassing). PROCESSING THE FERMENTATION BROTH

Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die Gewinnung von Aminobenzoesäure aus der Fermentationsbrühe. Step (B) of the process according to the invention relates to the recovery of aminobenzoic acid from the fermentation broth.

Die Durchführung von Schritt (B) richtet sich nach dem pH-Wert der Fermentation. Liegt dieser hinreichend über dem isoelektrischen Punkt des zu gewinnenden Isomers der Aminobenzoesäure (pH 3,50 für ortho-Aminobenzoesäure), so liegt die Aminobenzoesäure überwiegend bis vollständig als Anion und damit in gelöster Form vor. In diesem Fall ist es bevorzugt, die Fermentationsbrühe zunächst zu klären, d. h. von darin suspendierten Feststoffen wie insbesondere den eingesetzten Mikroorganismen, zu befreien, wobei die Aminobenzoat-Anionen in der so erhaltenen geklärten Fermentationsbrühe gelöst vorliegen. Zur Klärung eignen sich übliche Verfahren wie Filtration, Zentrifugation oder Sedimentation. Aus der geklärten Fermentationsbrühe kann dann die Aminobenzoesäure mit an sich bekannten Verfahren, die weiter unten noch näher erläutert werden, gewonnen werden.The execution of step (B) depends on the pH of the fermentation. If this is sufficiently above the isoelectric point of the aminobenzoic acid isomer to be obtained (pH 3.50 for ortho-aminobenzoic acid), the aminobenzoic acid is present predominantly or entirely as an anion and thus in dissolved form. In this case, it is preferable to first clarify the fermentation broth, i.e., to remove suspended solids, such as in particular the microorganisms used, whereby the aminobenzoate anions are present in dissolved form in the clarified fermentation broth thus obtained. Conventional methods such as filtration, centrifugation, or sedimentation are suitable for clarification. The aminobenzoic acid can then be obtained from the clarified fermentation broth using conventional methods, which are explained in more detail below.

Liegt der pH-Wert der Fermentation in der Nähe des oder deutlich unterhalb des isoelektrischen Punkts des zu gewinnenden Isomers der Aminobenzoesäure, so liegt Aminobenzoesäure mindestens in beträchtlichen Anteilen als Säure (und nicht als deren Anion) vor. Aufgrund der geringen Wasserlöslichkeit von Aminobenzoesäure liegt diese dann zumindest zu großen Teilen als Feststoff in der Fermentationsbrühe suspendiert vor. Auch hier kann so vorgegangen werden, dass man die Fermentationsbrühe zunächst wie zuvor beschrieben klärt und die in der geklärten Fermentationsbrühe gelöst vorliegenden Anteile der Aminobenzoesäure oder des Anions davon mit an sich bekannten Methoden gewinnt. Da jedoch der Hauptteil der Aminobenzoesäure gemeinsam mit den Mikroorgansimen als Feststoff erhalten wurde, müssen die Mikroorganismen aus diesem Feststoff abgetrennt werden. Dies kann beispielsweise geschehen, indem der Feststoff mit einer wässrigen Basenlösung (z. B. Natron- oder Kalilauge) oder mit einer starken wässrigen Säure (Salzsäure oder Schwefelsäure) behandelt (extrahiert) wird, wobei die Aminobenzoesäure in ihr Anion bzw. Kation überführt und selektiv gelöst wird. Es schließt sich eine Fest-flüssig-Trennung mit üblichen Verfahren wie insbesondere Filtration, Zentrifugation oder Sedimentation an. Aus der so erhaltenen Aminobenzoat-Anionen oder protonierte Aminobenzoesäure enthaltenden wässrigen Lösung kann dann die Aminobenzoesäure mit an sich bekannten Verfahren (Kristallisation durch Einstellung des pH-Werts auf einen Wert am oder nahe bei dem isoelektrischen Punkt) gewonnen werden. Es ist ebenfalls denkbar, die Fermentationsbrühe direkt, ohne vorherige Klärung, mit wässriger Basenlösung oder wässriger Säure zu behandeln.If the pH of the fermentation is close to or significantly below the isoelectric point of the aminobenzoic acid isomer to be obtained, then at least a significant portion of the aminobenzoic acid is present as an acid (and not as its anion). Due to the low water solubility of aminobenzoic acid, it is then present, at least to a large extent, as a solid suspended in the fermentation broth. Here, too, the procedure can be such that the fermentation broth is first clarified as described above and the portions of the aminobenzoic acid or its anion dissolved in the clarified fermentation broth are isolated using conventional methods. However, since the majority of the aminobenzoic acid was obtained together with the microorganisms as a solid, the microorganisms must be separated from this solid. This can be achieved, for example, by treating (extracting) the solid with an aqueous base solution (e.g., sodium hydroxide or potassium hydroxide solution) or with a strong aqueous acid (hydrochloric acid or sulfuric acid), whereby the aminobenzoic acid is converted into its anion or cation and selectively dissolved. This is followed by solid-liquid separation using conventional methods, such as filtration, centrifugation, or sedimentation. The aminobenzoic acid can then be isolated from the resulting aqueous solution containing aminobenzoate anions or protonated aminobenzoic acid using conventional methods (crystallization by adjusting the pH to a value at or close to the isoelectric point). It is also conceivable to treat the fermentation broth directly, without prior clarification, with an aqueous base solution or aqueous acid.

Alternativ kann die in dem in der Klärung der Fermentationsbrühe erhaltenem Feststoff vorliegende Aminobenzoesäure auch mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert werden. Es ist ebenfalls denkbar, die Fermentationsbrühe direkt, ohne vorherige Klärung, mit einem organischen Lösungsmittel zu extrahieren. Als organisches Lösungsmittel eignen sich beispielsweise Cs-Ciz-Alkanole oder Anilin (Letzteres insbesondere dann, wenn Aminobenzoesäure nur ein Zwischenprodukt in der Anilinherstellung ist). Durch Eindampfen der erhaltenen Lösung kann die Aminobenzoesäure leicht gewonnen werden. Je nach geplanter Folgeanwendung kann die erhaltene Lösung der Aminobenzoesäure in dem organischen Lösungsmittel auch direkt weiter verarbeitet (z. B. decarboxyliert) werden; eine solche Vorgehensweise ist von der Formulierung Gewinnung von Aminobenzoesäure aus der Fermentationsbrühe umfasst. Alternatively, the aminobenzoic acid present in the solid obtained during clarification of the fermentation broth can also be extracted with an organic solvent. It is also conceivable to extract the fermentation broth directly, without prior clarification, with an organic solvent. Suitable organic solvents include, for example, Cs-Cz-alkanols or aniline (the latter especially when Aminobenzoic acid is only an intermediate in aniline production. The aminobenzoic acid can be easily isolated by evaporating the resulting solution. Depending on the intended subsequent application, the resulting solution of aminobenzoic acid in the organic solvent can also be further processed directly (e.g., decarboxylated); such a procedure is covered by the formulation "Extraction of aminobenzoic acid from the fermentation broth."

In jedem Fall wird bevorzugt so vorgegangen, dass die erhaltene Lösung (in der wässrigen Base oder in dem organischen Lösungsmittel) möglichst konzentriert anfällt. In any case, it is preferable to proceed in such a way that the resulting solution (in the aqueous base or in the organic solvent) is as concentrated as possible.

Die Gewinnung von Aminobenzoesäure aus wässrigen Lösungen ihres Anions (geklärte Fermentationsbrühe oder basischer Extrakt) erfolgt bevorzugt durch Kristallisation. Abhängig von den vorliegenden Konzentrationen kann es sinnvoll sein, einen Teil des vorhandenen Wassers abzutrennen, um die Isolierung der Aminobenzoesäure in diesem Schritt zu erleichtern. Die Abtrennung kann mittels an sich bekannter Techniken erfolgen, insbesondere durch Verdampfung oder mittels Membranverfahren. Zur Verdampfung eignen sich alle in der Fachwelt bekannten Verdampfungsapparaturen. Zur Minimierung der thermischen Belastung ist es bevorzugt, die Verdampfung bei vermindertem Druck, insbesondere bei 0,1 mbar bis 900 mbar durchzuführen, besonders bevorzugt bei 100 mbar bis 500 mbar. Dies ermöglicht eine schonende Verdampfung von Wasser bei Temperaturen von 45 °C bis 97 °C, insbesondere bis 82 °C. The extraction of aminobenzoic acid from aqueous solutions of its anion (clarified fermentation broth or basic extract) is preferably carried out by crystallization. Depending on the concentrations present, it may be useful to separate off some of the water present to facilitate the isolation of the aminobenzoic acid in this step. Separation can be carried out using conventional techniques, in particular by evaporation or membrane processes. All evaporation apparatus known in the art are suitable for evaporation. To minimize thermal stress, evaporation is preferably carried out at reduced pressure, in particular at 0.1 mbar to 900 mbar, particularly preferably at 100 mbar to 500 mbar. This enables gentle evaporation of water at temperatures from 45 °C to 97 °C, in particular up to 82 °C.

Für die Kristallisation wird ein geeigneter technischer Apparat, in der Fachwelt als Kristallisator bezeichnet, eingesetzt. Geeignete Kristallisatoren sind beispielsweise Rührkessel oder Zwangsumlaufkristallisatoren wie solche vom „Typ Oslo". Im Kristallisator wird der pH-Wert auf einen Wert im Bereich von 3,0 bis 4,7, bevorzugt 3,2 bis 3,7, besonders bevorzugt 3,4 bis 3,6 und ganz besonders bevorzugt 3,5 eingestellt. Dies geschieht vorzugsweise durch Zugabe einer Säure ausgewählt aus Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure. Durch diese pH- Wert-Einstellung werden die Aminobenzoesäure-Anionen (H2NC6H4COO“) überwiegend bis vollständig in die elektroneutrale Form ((H2NC6H4COOH oder HsIXTCgH^OO“) überführt und kristallisieren aus. Diese Art der Kristallisation wird auch als Reakt/vkristallisation bezeichnet. Die kristallisierte Aminobenzoesäure kann durch bekannte Verfahren wie insbesondere Filtration, Sedimentation oder Zentrifugation isoliert werden, wobei eine wässrige Mutterlauge zurückbleibt. A suitable technical apparatus, known in the art as a crystallizer, is used for crystallization. Suitable crystallizers include, for example, stirred tanks or forced-circulation crystallizers such as those of the "Oslo" type. In the crystallizer, the pH is adjusted to a value in the range of 3.0 to 4.7, preferably 3.2 to 3.7, particularly preferably 3.4 to 3.6, and most preferably 3.5. This is preferably done by adding an acid selected from hydrochloric acid, sulfuric acid, or phosphoric acid. This pH adjustment converts the aminobenzoic acid anions (H2NC6H4COO) predominantly to completely into the electroneutral form (H2NC6H4COOH or HsIXTCgH^OO) and causes them to crystallize out. This type of crystallization is also referred to as reactive crystallization. The crystallized aminobenzoic acid can be isolated by known methods, in particular filtration, sedimentation, or centrifugation, leaving behind an aqueous mother liquor.

Es hat sich bewährt, die Fermentationsbrühe und die Säure dem Kristallisator über räumlich (möglichst weit) voneinander getrennte Zuführeinrichtungen zuzuführen. Hierdurch wird erreicht, dass die Reaktanden möglichst gut mit dem Reaktorinhalt vermischt werden, bevor es zur Säure-Base-Reaktion kommt. Als Zuführeinrichtungen kommen bspw. Rohrleitungen, bevorzugt mit Absperrventilen, in Betracht. In einer Ausführungsform sind die Zuführeinrichtung für die Fermentationsbrühe und die Zuführeinrichtung für die Säure an gegenüberliegenden Stellen der Reaktorwandung (im Wesentlichen) rechtwinklig zu dieser angeordnet. In einer anderen Ausführungsform sind die Zuführeinrichtung für die Fermentationsbrühe und die Zuführeinrichtung für die Säure (im Wesentlichen) parallel zur Reaktorwandung angeordnet, wobei sich die Zuführeinrichtungen gegenüberliegen und möglichst nahe, insbesondere unmittelbar, an der Reaktorwand befinden. It has proven effective to feed the fermentation broth and the acid to the crystallizer via spatially (as far as possible) separated feed devices. This ensures that the reactants are mixed as well as possible with the reactor contents before the acid-base reaction begins. Pipelines, preferably with shut-off valves, can be considered as feed devices. In one embodiment, the feed device for the fermentation broth and the feed device for the acid are arranged at opposite points on the reactor wall (essentially) at right angles to the wall. In another embodiment, the feed device for the fermentation broth and the feed device for the acid are arranged (essentially) parallel to the reactor wall, wherein the feed devices are opposite one another and are located as close as possible, in particular directly, to the reactor wall.

Es ist möglich, den Kristallisator durch geeignete Einbauten in Kammern zu unterteilen. Durch Wahl von Rührergeometrie und Rührerbetriebsweise kann die Strömungsrichtung eingestellt werden. Es ist ebenfalls möglich, den Kristallisator mit einem externen Umpumpkreislauf zu versehen, wobei dann einer der beiden Reaktanden - Fermentationsbrühe oder Säure - in den Umpumpkreislauf und der andere direkt in den Kristallisator gegeben wird. Wird ein Kristallisator mit Sichter und Umpumpkreislauf betrieben, wird der Umpumpkreislauf am Sichterboden zur Aufwirbelung oder seitlich des Sichters eingesetzt. It is possible to divide the crystallizer into chambers using suitable internal fittings. The flow direction can be adjusted by selecting the stirrer geometry and operating mode. It is also possible to equip the crystallizer with an external pumping circuit, in which case one of the two reactants—fermentation broth or acid—is fed into the pumping circuit and the other directly into the crystallizer. If a crystallizer is operated with a classifier and a pumping circuit, the pumping circuit is installed at the bottom of the classifier for fluidization or at the side of the classifier.

Die Kristallisation im Kristallisator kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Die kontinuierliche Durchführung ist bevorzugt. Unabhängig von der Fahrweise (kontinuierlich oder diskontinuierlich) werden die genauen Betriebsparameter (u. a.) durch die gewünschte Kristallgröße bestimmt, welche durch die Verweilzeit/Reaktionszeit und den Übersättigungsgrad eingestellt werden kann (große Kristallgrößen werden durch lange Verweilzeiten/Iange Reaktionszeiten und geringe Übersättigungsgrade begünstigt). Crystallization in the crystallizer can be carried out continuously or batchwise. Continuous operation is preferred. Regardless of the operating mode (continuous or batchwise), the exact operating parameters are determined (among other things) by the desired crystal size, which can be adjusted by the residence time/reaction time and the degree of supersaturation (large crystal sizes are favored by long residence times/long reaction times and low degrees of supersaturation).

Die Kristallisation wird bevorzugt in Anwesenheit von Impfkristallen durchgeführt: Crystallization is preferably carried out in the presence of seed crystals:

Vorzugsweise geht man bei einer diskontinuierlich durchgeführten Kristallisation so vor, dass man die Fermentationsbrühe zunächst im Kristallisator vorlegt und auf eine definierte Temperatur (bevorzugt 5 °C bis 40 °C, zum Beispiel 20 °C) temperiert. Liegt der pH-Wert der Fermentationsbrühe bei der gewählten Temperatur deutlich oberhalb des pH-Werts, bei dem das Löslichkeitsminium von Aminobenzoesäure erreicht wird, so säuert man das geklärte Fermentationsprodukt zunächst nur leicht an, und zwar auf einen solchen pH- Wert, bei dem das Löslichkeitsminimum von Aminobenzoesäure bei der gewählten Temperatur und unter den gegebenen Randbedingungen zwar noch nicht vorliegt, der aber deutlich näher an diesem pH-Wert liegt (bevorzugt wird in diesem ersten Schritt auf pH 5,0 bis 6,5 angesäuert). Dieses leichte Ansäuern kann rasch erfolgen. Dann gibt man Impfkristalle des gewünschten Polymorphs der Aminobenzoesäure zu; im Fall der Anthranilsäure ist dies vorzugsweise Polymorph (Form) I. Dieses Polymorph hat eine vergleichsweise geringe Löslichkeit und begünstigt daher die möglichst vollständige Gewinnung der Aminobenzoesäure. Die Menge der zugegebenen Impfkristalle beträgt vorzugsweise etwa 0,1 % bis 1 % der in der Fermentationsbrühe gelösten Aminobenzoesäure. Auf diese Weise wird eine Suspension an Impfkristallen erhalten (siehe auch WO 2017/085170 Al). Anschließend wird der pH-Wert durch Zugabe von Säure (im Fall des vorangehenden leichten Ansäuerns der gleichen Säure wie dort verwendet) auf 3,0 bis 4,7, bevorzugt 3,2 bis 3,7, besonders bevorzugt 3,4 bis 3,6, ganz besonders bevorzugt 3,5, eingestellt. Dabei wird die Säure vorzugsweise langsam zugegeben; zum Beispiel bei 1 kg vorgelegter Fermentationsbrühe und Verwendung 37%iger Salzsäure innerhalb von 1 h. Nach beendeter Säurezugabe wird noch eine gewisse Zeit nachgerührt, insbesondere für den gleichen Zeitraum, den die Zugabe der Säure nach Zugabe der Impfkristalle in Anspruch nahm. Die ausgefallene Aminobenzoesäure wird anschließend durch Filtration (erforderlichenfalls unter Vakuum), Sedimentation oder Zentrifugation abgetrennt (vorzugsweise durch Zentrifugation) und vorzugsweise mehrfach (insbesondere zweifach) mit einer wässrigen sauren Waschflüssigkeit (insbesondere der gleichen Säure, die zur Fällung eingesetzt wurde) eines pH-Werts von 3,0 bis 4,7, bevorzugt 3,2 bis 3,7, besonders bevorzugt 3,4 bis 3,6, ganz besonders bevorzugt 3,5, gewaschen. Je nach Reinheitsanforderung der vorgesehen Folgeanwendung kann die Aminobenzoesäure auch durch Umkristallisation gereinigt werden.In a batch crystallization, the preferred procedure is to first place the fermentation broth in the crystallizer and heat it to a defined temperature (preferably 5 °C to 40 °C, for example 20 °C). If the pH of the fermentation broth at the selected temperature is significantly above the pH at which the minimum solubility of aminobenzoic acid is reached, the clarified fermentation product is initially only slightly acidified to a pH at which the minimum solubility of aminobenzoic acid is not yet reached at the selected temperature and under the given boundary conditions, but which is significantly closer to this pH (preferably, acidification to pH 5.0 to 6.5 is carried out in this first step). This slight acidification can be carried out quickly. Seed crystals of the desired polymorph of aminobenzoic acid are then added; In the case of anthranilic acid, this is preferably polymorph (form) I. This polymorph has a comparatively low solubility and therefore promotes the most complete recovery of the aminobenzoic acid possible. The amount of seed crystals added is preferably about 0.1% to 1% of the aminobenzoic acid dissolved in the fermentation broth. In this way, a suspension of seed crystals is obtained (see also WO 2017/085170 A1). The pH is then adjusted to 3.0 to 4.7, preferably 3.2 to 3.7, particularly preferably 3.4 to 3.6, and most preferably 3.5, by adding acid (in the case of prior slight acidification, the same acid as used there). The acid is preferably added slowly; for example, at 1 kg initially introduced fermentation broth and using 37% hydrochloric acid within 1 h. After the acid addition is complete, stirring is continued for a certain period of time, in particular for the same period of time that the addition of the acid after addition of the seed crystals took. The precipitated aminobenzoic acid is then separated by filtration (if necessary under vacuum), sedimentation or centrifugation (preferably by centrifugation) and preferably washed several times (in particular twice) with an aqueous acidic washing liquid (in particular the same acid that was used for precipitation) with a pH of 3.0 to 4.7, preferably 3.2 to 3.7, particularly preferably 3.4 to 3.6, very particularly preferably 3.5. Depending on the purity requirements of the intended subsequent application, the aminobenzoic acid can also be purified by recrystallization.

Bei einer kontinuierlich durchgeführten Kristallisation muss man Impfkristalle im Allgemeinen nur bei der Inbetriebnahme des kontinuierlichen Prozesses gezielt zugeben, da sich weitere Impfkristalle später in situ von selbst bilden (sog. Sekundärkeimbildung). Die Bereitstellung der zur Inbetriebnahme benötigten Suspension an Impfkristallen kann dabei so erfolgen, wie zuvor für die diskontinuierliche Kristallisation beschrieben. Die Aufarbeitung (Abtrennung und Wäsche der kristallisierten Aminobenzoesäure) kann ebenfalls erfolgen wie zuvor beschrieben. In continuous crystallization, seed crystals generally only need to be added specifically during the start-up of the continuous process, as additional seed crystals later form spontaneously in situ (so-called secondary nucleation). The seed crystal suspension required for start-up can be prepared as previously described for discontinuous crystallization. The processing (separation and washing of the crystallized aminobenzoic acid) can also be carried out as previously described.

Neben der Klärung kann die Fermentationsbrühe weiteren Vorbehandlungsschritten unterzogen werden, ehe sie der Kristallisation zugeführt wird. Hier ist insbesondere eine Entfärbung der (insbesondere bereits geklärten) Fermentationsbrühe zu nennen. Eine solche Entfärbung wird bevorzugt so durchgeführt, dass die (vorzugsweise geklärte) Fermentationsbrühe über eine Säule mit fester Packung geleitet wird, um Farbstoffe mittels Adsorption zu entfernen. Als mögliche feste Phase kann z. B. Kieselgur oder eine lonenaustauscherpackung verwendet werden. Eine solche Entfärbung wird bevorzugt dann durchgeführt, wenn in der Fermentationsbrühe solche farbigen Substanzen vorhanden sind, die die nachfolgende Kristallisation in Schritt (B) stören könnten. In addition to clarification, the fermentation broth can be subjected to further pretreatment steps before being subjected to crystallization. Of particular note here is decolorization of the (especially already clarified) fermentation broth. Such decolorization is preferably carried out by passing the (preferably clarified) fermentation broth over a column with a fixed packing to remove colorants by adsorption. Diatomaceous earth or an ion exchange packing, for example, can be used as a possible solid phase. Such decolorization is preferably carried out when the fermentation broth contains colored substances that could interfere with the subsequent crystallization in step (B).

UMSETZUNG VON KOHLENSTOFFDIOXID ZU EINEM REDUKTIONSPRODUKT CONVERSION OF CARBON DIOXIDE TO A REDUCTION PRODUCT

Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Umsetzung von Kohlenstoffdioxid zu einem Reduktionsprodukt, ausgewählt aus Ameisensäure, Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Essigsäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure. Step (C) of the process according to the invention comprises the conversion of carbon dioxide to a reduction product selected from formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, acetic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid.

Grundsätzlich kann das in Schritt (C) eingesetzte Kohlenstoffdioxid aus beliebigen Quellen stammen, sofern es dort in einer für die Reduktion erforderlichen Reinheit anfällt oder mit vertretbarem Aufwand auf eine solche Reinheit gebracht werden kann. In principle, the carbon dioxide used in step (C) can originate from any source, provided that it is obtained there in a purity required for the reduction or can be brought to such a purity with reasonable effort.

Bevorzugt sind verfahrensimmanente Quellen für das Kohlenstoffdioxid, wobei unter einer verfahrensimmanenten Quelle in diesem Zusammenhang insbesondere die Weiterverarbeitung der Aminobenzoesäure zur einem unmittelbaren Umsetzungsprodukt derselben unter Bildung von Kohlenstoffdioxid verstanden wird. Die Verwendung von Kohlenstoffdioxid, das in der Fermentation gemäß Schritt (A) gebildet wird, ist zwar technisch möglich, jedoch nicht bevorzugt, da dieses Kohlenstoffdioxid in großer Verdünnung anfällt und der Aufwand zu dessen Aufkonzentrierung unverhältnismäßig groß wäre. Process-immanent sources for the carbon dioxide are preferred, whereby a process-immanent source in this context means in particular the further processing of the aminobenzoic acid to a direct reaction product thereof with the formation of carbon dioxide. Although the use of carbon dioxide formed in the fermentation according to step (A) is technically possible, it is not preferred because this carbon dioxide is obtained in high dilution and the effort required to concentrate it would be disproportionately high.

Kohlenstoffdioxid, das aus einer Weiterverarbeitung der Aminobenzoesäure zu einem unmittelbaren Umsetzungsprodukt derselben stammt, ist dabei insbesondere das Kohlenstoffdioxid, welches bei einer Decarboxylierung der Aminobenzoesäure zu Anilin (siehe unten für weitere Details) anfällt. Dieses Kohlenstoffdioxid aus der Decarboxylierung ist besonders geeignet, denn es enthält als Verunreinigungen allenfalls Spurenanteile an Anilin oder Anthranilsäure, die leicht abgetrennt werden können. Carbon dioxide resulting from the further processing of aminobenzoic acid into a direct reaction product is, in particular, the carbon dioxide produced during the decarboxylation of aminobenzoic acid to aniline (see below for further details). This carbon dioxide from the decarboxylation is particularly suitable because it contains at most trace amounts of aniline or anthranilic acid as impurities, which can be easily separated.

Wie bereits erwähnt, kann das für die Reduktion einzusetzende Kohlenstoffdioxid auch aus einer externen Quelle stammen. Die Verwendung von verfahrensimmanenten und externen Quellen kann auch in Kombination erfolgen, d. h. das eingesetzte Kohlenstoffdioxid kann eine Mischung aus Kohlenstoffdioxid aus einer verfahrensimmanenten Quelle wie insbesondere der Decarboxylierung und Kohlenstoffdioxid aus einer externen Quelle sein. Als externe Quellen sind vielfältige Quellen denkbar, wie etwa Kohlenstoffdioxid stammend aus As already mentioned, the carbon dioxide used for the reduction can also come from an external source. The use of process-immanent and external sources can also be combined, i.e., the carbon dioxide used can be a mixture of carbon dioxide from a process-immanent source, such as decarboxylation, and carbon dioxide from an external source. Various sources are conceivable as external sources, such as carbon dioxide from

• einem Verfahren zur Herstellung von (i) Bioethanol, (ii) Zement, (iii) Wasserstoff (welcher z. B. aus einer Dampfreformierung inkl. einer CO-Konvertierung oder einer mikrobiellen Elektrolyse [3] stammt) oder (iv) Epoxiden, oder • a process for the production of (i) bioethanol, (ii) cement, (iii) hydrogen (e.g. from steam reforming including CO conversion or microbial electrolysis [3]) or (iv) epoxides, or

• einem in einem Faulbehälter durchgeführten biologischen Abbauprozess (insbesondere in einer Kläranlage oder Biogasanlage), oder • a biological degradation process carried out in a digester (in particular in a sewage treatment plant or biogas plant), or

• aus einer Verbrennung von Brennstoffen, oder • from combustion of fuels, or

• einem Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid aus Luft (sog. direct air capture). • a process for extracting carbon dioxide from air (so-called direct air capture).

(Für [3] siehe: Abudukeremu Kadier et al., "A comprehensive review of microbial electrolysis cells (MEC) reactor designs and configurations for sustainable hydrogen gas production", erschienen in Alexandria Engineering Journal 2016, 55, 427 - 443.) (For [3] see: Abudukeremu Kadier et al., "A comprehensive review of microbial electrolysis cells (MEC) reactor designs and configurations for sustainable hydrogen gas production", published in Alexandria Engineering Journal 2016, 55, 427 - 443.)

Die Gewinnung solchen Kohlenstoffdioxids aus einer externen Kohlenstoffdioxid-Quelle erfolgt im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch an sich bekannte Adsorptions-, Absorptions- und/oder Membranverfahren. Derartige Verfahren eignen sich auch zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid aus dem Abgas der Fermentation.In a preferred embodiment of the process according to the invention, such carbon dioxide is extracted from an external carbon dioxide source using known adsorption, absorption, and/or membrane processes. Such processes are also suitable for extracting carbon dioxide from the exhaust gas of the fermentation process.

Die Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus Gasgemischen geling beispielsweise mit Druckwechseladsorption (DWA) an Aktivkohlen, Molekularsieben sowie Kohlenstoffmolekularsieben. Sie beruht auf einem unterschiedlichen Adsorptionsverhalten der Gasbestandteile gegenüber dem Adsorbens (die feste und stationäre Phase, auf der das Adsorptiv, d.h. die Gasbestandteile, gebunden werden). Ebenfalls eingesetzt werden kann eine Aminwäsche. Hierbei handelt es sich um einen Absorptionsprozess, wobei die chemische Reaktion zwischen Gaskomponenten und Lösung die physikalische Absorption überlagert und nochmals mehr Kohlenstoffdioxid aufgenommen werden kann. Als Waschmittel dient eine Aminlösung. Membranverfahren nutzen Diffusionsmembranen, welche die unterschiedliche Löslichkeit der Gaskomponenten in der Membran ausnutzen. The separation of carbon dioxide from gas mixtures is achieved, for example, by pressure swing adsorption (PSA) on activated carbon, molecular sieves, and carbon molecular sieves. This is based on the different adsorption behavior of the gas components towards the adsorbent (the solid and stationary phase on which the adsorptive, i.e. the gas components, are bound). A Amine scrubbing. This is an absorption process in which the chemical reaction between gas components and the solution overrides the physical absorption, allowing even more carbon dioxide to be absorbed. An amine solution serves as the scrubbing agent. Membrane processes use diffusion membranes, which exploit the different solubility of the gas components in the membrane.

Die Kohlenstoffdioxid-Abtrennung aus der Umgebungsluft (sog. Direct Air Capture, DAC) kann ebenfalls dazu eingesetzt werden, um Kohlenstoffdioxid für die Weiterverarbeitung im erfindungsgemäßen Verfahren bereitzustellen. Die wichtigsten bisher verfolgten DAC-Ansätze lassen sich grundlegend in die drei nachfolgend dargestellten Technologiepfade unterteilen:Carbon dioxide separation from ambient air (so-called direct air capture, DAC) can also be used to provide carbon dioxide for further processing in the process according to the invention. The most important DAC approaches pursued to date can be fundamentally divided into the three technology paths outlined below:

Die Absorption und Elektrodialyse stellt einen Prozess dar, bei dem die Absorption des in der angesaugten Luft enthaltenen Kohlenstoffdioxids mithilfe von Natronlauge erfolgt. Durch Ansäuern der resultierenden Natriumcarbonatlösung mit Schwefelsäure wird das Kohlenstoffdioxid in nahezu reiner Form wieder abgeschieden. Anschließend folgt die Wiederherstellung der Natronlauge und der Schwefelsäure über einen elektrochemisch getriebenen Membranprozess (Elektrodialyse). Absorption and electrodialysis is a process in which the carbon dioxide contained in the intake air is absorbed using sodium hydroxide solution. By acidifying the resulting sodium carbonate solution with sulfuric acid, the carbon dioxide is removed in a nearly pure form. The sodium hydroxide solution and sulfuric acid are then regenerated using an electrochemically driven membrane process (electrodialysis).

Beim Prozess der Absorption und Kalzinierung erfolgt die Absorption des Kohlenstoffdioxids ähnlich wie im vorherigen Verfahren mithilfe von Alkalimetalllauge (Natron- oder Kalilauge). Bei Verwendung von Kalilauge wird das aus der Kohlenstoffdioxid-Absorption resultierende wässrige Kalium(hydrogen-)carbonat in einem Pelletreaktor zu Calciumcarbonat ausgefällt und per Kalzinierung in Kohlenstoffdioxid und Calciumoxid zersetzt. Letzteres wird zu Calciumhydroxid hydratisiert und steht anschließend für einen erneuten Durchgang zur Verfügung. In the absorption and calcination process, carbon dioxide is absorbed similarly to the previous process using an alkali metal hydroxide solution (sodium hydroxide or potassium hydroxide). When potassium hydroxide is used, the aqueous potassium (hydrogen) carbonate resulting from carbon dioxide absorption is precipitated into calcium carbonate in a pellet reactor and decomposed into carbon dioxide and calcium oxide by calcination. The latter is hydrated to calcium hydroxide and is then available for recycle.

Beim Prozess der Adsorption und Desorption wird das Kohlenstoffdioxid zunächst via organischer Chemiesorption an einen Sorbent gebunden, welcher anschließend vor allem durch Wärme- oder Feuchtigkeitszufuhr regeneriert wird. Als Filtermaterial kann u. a. trockene Zellulose zum Einsatz kommen, an deren Oberfläche Aminverbindungen angelagert werden, oder ein Harz mit angelagerten Aminen. In the adsorption and desorption process, the carbon dioxide is first bound to a sorbent via organic chemisorption, which is then regenerated primarily by the addition of heat or moisture. The filter material used can include dry cellulose, on whose surface amine compounds are deposited, or a resin with amines deposited on it.

Die eigentliche Umsetzung des Kohlenstoffdioxids zu dem Reduktionsprodukt erfolgt bevorzugt durch Reaktion mit Wasserstoff oder elektrolytisch mittels an sich bekannter und nachfolgend daher nur kurz referierter Verfahren. The actual conversion of carbon dioxide to the reduction product is preferably carried out by reaction with hydrogen or electrolytically by means of processes known per se and therefore only briefly described below.

Die Reduktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasserstoff zu Ameisensäure oder Salzen derselben erfolgt unter Einsatz geeigneter Katalysatoren, insbesondere Ruthenium- und Iridium- Katalysatoren mit Stickstoff- und/oder Phosphor-haltigen Liganden. Geeignete Verfahren sind beispielsweise in Chem. Rev. 2015, 115, 12936-12973 von W.-H. Wang, Y Himeda, J. T. Muckerman, G. F. Manbeck und E. Fujita ("CO Hydrogenation to Formate and Methanol as an Alternative to Photo- and Electrochemical CO2 Reduction") [4] beschrieben. Siehe bspw. Schema 2 (Ameisensäure) und Schema 3 (Formiat-Salz) von [4], Ein Verfahren zur Gewinnung von Ameisensäure durch COz-Hydrierung unter Verwendung von Rutheniumkatalysatoren wie insbesondere [Ru(H)2(PnBus)4] unter Einsatz von Aminen wie insbesondere Trihexylamin und polaren (zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken befähigten) Lösungsmitteln wie Diolen (insbesondere 2-Methyl-l,3-propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2- Propandiol oder Ethandiol) wurde von T. Schaub und R. A. Paciello in Angew. Chem. 2011, 123, 7416 -7420 ("Ein Verfahren zur Herstellung von Ameisensäure durch CCH-Hydrierung: Thermodynamik und die Rolle von CO") [5] beschrieben. Es wird ein mehrphasiges Flüssig- flüssig-Verfahrenskonzept offenbart, das die Rückgewinnung des Amins, des polaren Lösungsmittels und des Katalysators gestattet, wobei Ameisensäure destillativ aus dem System abgetrennt wird. The reduction of carbon dioxide with hydrogen to formic acid or its salts is carried out using suitable catalysts, particularly ruthenium and iridium catalysts with nitrogen- and/or phosphorus-containing ligands. Suitable processes are described, for example, in Chem. Rev. 2015, 115, 12936-12973 by W.-H. Wang, Y. Himeda, J.T. Muckerman, GF. Manbeck, and E. Fujita ("CO Hydrogenation to Formate and Methanol as an Alternative to Photo- and Electrochemical CO2 Reduction") [4]. See, for example, Scheme 2 (formic acid) and Scheme 3 (formate salt) of [4]. A process for the production of formic acid by CO2 hydrogenation using ruthenium catalysts, in particular [Ru(H)2(PnBus)4], using amines, in particular trihexylamine, and polar (hydrogen-bonding) solvents such as diols (in particular 2-methyl-1,3-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, or ethanediol) was described by T. Schaub and R.A. Paciello in Angew. Chem. 2011, 123, 7416-7420 ("A process for the production of formic acid by CCH hydrogenation: Thermodynamics and the role of CO") [5]. A multiphase liquid-liquid process concept is disclosed, allowing the recovery of the amine, the polar solvent, and the catalyst, with formic acid being separated from the system by distillation.

Die Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasserstoff zu Ameisensäure kann auch biotechnologisch erfolgen; siehe etwa F. Oswald et al., ("Formic acid Formation by Clostridium ljungdahlii at elevated Pressures of carbon Dioxide and hydrogen"), Front. Bioeng. Biotechnol. 2018, Volume 6, Article 6 [6], The reaction of carbon dioxide with hydrogen to form formic acid can also be achieved biotechnologically; see, for example, F. Oswald et al., ("Formic acid formation by Clostridium ljungdahlii at elevated pressures of carbon dioxide and hydrogen"), Front. Bioeng. Biotechnol. 2018, Volume 6, Article 6 [6],

Die elektrochemische Reduktion von Kohlenstoffdioxid zu Ameisensäure erfolgt durch saure Elektrolyse, d. h. bei pH-Werten unterhalb des pKs-Werts von Ameisensäure (3,77), insbesondere bei pH 2,00 bis 3,75. Für diesen Zweck geeignete Elektrolysezellen und Betriebsweisen werden von M. Oßkopp, A. Löwe, C. M.S. Lobo, S. Baranyai, T. Khoza, M. Auinger und E. Klemm in Journal of CO Utilization 2022, 56, 101823 ("Producing formic acid at low pH values by electrochemical CO2 reduction") [7] beschrieben. The electrochemical reduction of carbon dioxide to formic acid occurs by acid electrolysis, i.e., at pH values below the pKa of formic acid (3.77), particularly at pH 2.00 to 3.75. Suitable electrolysis cells and operating methods for this purpose are described by M. Oßkopp, A. Löwe, C. M.S. Lobo, S. Baranyai, T. Khoza, M. Auinger, and E. Klemm in Journal of CO Utilization 2022, 56, 101823 ("Producing formic acid at low pH values by electrochemical CO2 reduction") [7].

Die elektrochemische Reduktion von Kohlenstoffdioxid zu Formiat-Salzen erfolgt entsprechend bei pH-Werten oberhalb des pKs-Werts von Ameisensäure, beispielsweise bei pH 10. Für diesen Zweck geeignete Elektrolysezellen und Betriebsweisen werden von Achim Löwe et al. in ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 4213 - 4223 ("Optimizing Reaction Conditions and Gas Diffusion Electrodes Applied in the CO2 Reduction Reaction to Formate to Reach Current Densities up to 1.8 A cm~2") [8] beschrieben. The electrochemical reduction of carbon dioxide to formate salts occurs at pH values above the pKa value of formic acid, for example at pH 10. Suitable electrolysis cells and operating modes for this purpose are described by Achim Löwe et al. in ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 4213 - 4223 ("Optimizing Reaction Conditions and Gas Diffusion Electrodes Applied in the CO2 Reduction Reaction to Formate to Reach Current Densities up to 1.8 A cm~ 2 ") [8].

Die elektrochemische Reduktion von Kohlenstoffdioxid zu Essigsäure wird von Ratnadip De et al. in Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 10527 - 10534 ("Electrocatalytic Reduction of CO2 to Acetic Acid by a Molecular Manganese Corrole Complex") [9] beschrieben. Ein weiterer denkbarer Weg ist die Reduktion des CO2 (insbesondere durch katalytische Hydrierung) zu Methanol und dessen Verwendung in einem Monsanto-Verfahren zur Herstellung von Essigsäure durch die Carbonylierung von Methanol mit Kohlenstoffmonoxid. Das für die Carbonylierung benötigte Kohlenstoffmonoxid ist ebenfalls durch katalytische Hydrierung oder elektrochemische Reduktion (siehe zum Beispiel WO 2021/069498 Al) zugänglich. The electrochemical reduction of carbon dioxide to acetic acid is described by Ratnadip De et al. in Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 10527–10534 ("Electrocatalytic Reduction of CO2 to Acetic Acid by a Molecular Manganese Corrole Complex") [9]. Another conceivable route is the reduction of CO2 (particularly by catalytic hydrogenation) to methanol and its use in a Monsanto process for the production of acetic acid by the carbonylation of methanol with carbon monoxide. The carbon monoxide required for the carbonylation is also accessible by catalytic hydrogenation or electrochemical reduction (see, for example, WO 2021/069498 A1).

Acetat kann durch Umsetzung von CO2 oder Gemischen aus CO2 und CO mit Wasserstoff in einem biotechnologischen Verfahren erhalten werden; siehe die bereits erwähnte Veröffentlichung Microbial Biotechnology 2018, 11 (4), 606 - 625 [1], bspw. Fig. 2 darin. Daneben gibt es auch elektrochemische Verfahren, siehe etwa H. H. Heenen et al., " The mechanism for acetate formation in electrochem with potential, pH, and nanostructuring", erschienen in

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3990 [10]. Acetate can be obtained by reacting CO2 or mixtures of CO2 and CO with hydrogen in a biotechnological process; see the already mentioned publication Microbial Biotechnology 2018, 11 (4), 606 - 625 [1], e.g. Fig. 2 therein. There are also electrochemical processes, see for example HH Heenen et al., "The mechanism for acetate formation in electrochem with potential, pH, and nanostructuring", published in
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3990 [10].

ZUGABE DES REDUKTIONSPRODUKTS IN DIE FERMENTATION ADDITION OF THE REDUCTION PRODUCT TO THE FERMENTATION

Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens befasst sich mit der Zugabe des Reduktionsprodukts aus Schritt (C) in die Fermentation von Schritt (A). Das zurückgeführte Reduktionsprodukt dient in der Fermentation als Kohlenstoffquelle für die Mikroorganismen und reduziert somit den Bedarf an primärem Fermentationssubstrat, z. B. Zucker (siehe hierzu etwa auch die Ausführungsbeispiele zum Einsatz von Acetat). Erfolgt die Fermentation bei solchen pH-Werten, bei denen die Aminobenzoesäure überwiegend bis vollständig als Aminobenzoat-Anion (zum Beispiel als Natrium-Aminobenzoat) anfällt und wird als Reduktionsprodukt ein (insbesondere Alkalimetall-) Formiat oder Acetat verwendet, so tritt der zusätzliche Vorteil auf, dass die Gegenionen der Formiat- oder Acetatsalze als Gegenionen des Fermentationsprodukts Aminobenzoeat-Anion dienen können. Auf diese Weise wird der pH- Wert stabilisiert und der Bedarf an zusätzlicher Base (wie etwa Natronlauge) zur pH-Wert- Einstellung verringert oder vollständig vermieden. Step (D) of the process according to the invention involves adding the reduction product from step (C) to the fermentation of step (A). The recycled reduction product serves as a carbon source for the microorganisms in the fermentation and thus reduces the need for primary fermentation substrate, e.g., sugar (see also the exemplary embodiments for the use of acetate). If the fermentation takes place at pH values at which the aminobenzoic acid is obtained predominantly or entirely as the aminobenzoate anion (e.g., as sodium aminobenzoate), and if a (particularly alkali metal) formate or acetate is used as the reduction product, the additional advantage arises that the counterions of the formate or acetate salts can serve as counterions of the fermentation product, the aminobenzoate anion. In this way, the pH is stabilized, and the need for additional base (such as sodium hydroxide solution) for pH adjustment is reduced or completely avoided.

Dies führt daher letztlich zu folgenden Vorteilen: (1) Geringere Herstellkosten durch geringeren Substrat- und Base-Verbrauch bei der Herstellung des Zielproduktes; (2) geringerer CO2- Fußabdruck des Zielproduktes Aminobenzoesäure, da weniger Rohstoffe wie Zucker und Base benötigt werden (ferner besteht im Falle einer Weiterverarbeitung zu Anilin die Möglichkeit, das bei der Decarboxylierung entstehende CO2, gegebenenfalls ergänzt um CO2 aus anderen Quellen, stofflich wiederzuverwerten und damit nicht zu emittieren). This ultimately leads to the following advantages: (1) Lower manufacturing costs due to lower substrate and base consumption in the production of the target product; (2) lower CO2 footprint of the target product aminobenzoic acid, as fewer raw materials such as sugar and base are required (furthermore, in the case of further processing to aniline, there is the possibility of recycling the CO2 produced during decarboxylation, possibly supplemented with CO2 from other sources, and thus not emitting it).

Zur Veranschaulichung des Vorteils der Substratersparnis wurde der Einfluss der Zufuhr des Reduktionsprodukts auf die theoretische Ausbeute berechnet. Die theoretische Ausbeute ist dabei jeweils angegeben als die maximal erreichbare Masse an Anthranilsäure [g] pro eingesetzter Masse an Glucose [g], bzw. pro eingesetzter Masse an organischer Säure [g], wenn keine Glucose eingesetzt wird. Zu ihrer Berechnung wurden Elementarbilanzen (Bilanzen für Kohlenstoffatome, Stickstoffatome, Wasserstoffatome) und Ladungsbilanzen aufgestellt (siehe beispielsweise: Gregory N. Stephanopoulos et al., "Metabolie Engineering, Principles and Methodologies", 1998, Elsevier Inc., https://doi.org/10.1016/B978-0-12-666260-3.X5000-6, Kapitel 10.1.2 [11]). Als Reaktanden dienten Glukose und die jeweilige organische Säure, jeweils allein oder in vorgegebenen molaren Verhältnissen, sowie Ammoniak und molekularer Sauerstoff. Als Produkte wurden Anthranilsäure, Wasser und Kohlendioxid erlaubt, wobei die Menge an Anthranilsäure maximiert wurde und die Bildung von Wasser und Kohlenstoffdioxid der Bilanzierung von überschüssigem Wasserstoff und Sauerstoff diente. Für die Verwendung von Glucose und Ameisensäure im molaren Verhältnis 1 : 1 (siehe auch Eintrag 4 der folgenden Tabelle 1) lautet die Reaktionsgleichung beispielsweise: 14 C6HI2O6 + 14 CHOOH + 13 NH3 -> 13 H2N(C6H4)COOH + 72 H2O + 7 CO2.To illustrate the advantage of substrate savings, the influence of the addition of the reduction product on the theoretical yield was calculated. The theoretical yield is expressed as the maximum achievable mass of anthranilic acid [g] per mass of glucose [g] used, or per mass of organic acid [g] used if no glucose is used. Elemental balances (balances for carbon atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms) and charge balances were established to calculate this yield (see, for example, Gregory N. Stephanopoulos et al., "Metabolic Engineering, Principles and Methodologies," 1998, Elsevier Inc., https://doi.org/10.1016/B978-0-12-666260-3.X5000-6, Chapter 10.1.2 [11]). The reactants were glucose and the respective organic acid, either alone or in specified molar ratios, as well as ammonia and molecular oxygen. Anthranilic acid, water, and carbon dioxide were permitted as products, with the amount of anthranilic acid maximized and the formation of water and carbon dioxide serving to balance excess hydrogen and oxygen. For example, using glucose and formic acid in a molar ratio of 1:1 (see also entry 4 of Table 1 below), the reaction equation is: 14 C 6 HI 2 O 6 + 14 CHOOH + 13 NH 3 -> 13 H 2 N(C 6 H 4 )COOH + 72 H 2 O + 7 CO 2 .

Stoffwechselwege und Thermodynamik blieben bei der Berechnung unberücksichtigt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Metabolic pathways and thermodynamics were not considered in the calculation. The results are summarized in Table 1.

Tabelle 1: Effekt auf die Ausbeute an Anthranilsäure (oAB) durch das erfindungsgemäße Verfahren

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Table 1: Effect on the yield of anthranilic acid (oAB) by the process according to the invention
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Erläuterungen: Explanations:

SdT = Vorgehensweise des Standes der Technik; Ref. = Referenz; erf.-gem. = erfindungsgemäße Vorgehensweise. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, kann bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise die Glucose-Menge verringert werden, ohne mit einer Verschlechterung der Ausbeute rechnen zu müssen. SdT = prior art procedure; Ref. = reference; erf.-gem. = inventive procedure. As can be seen from Table 1, the amount of glucose can be reduced using the inventive procedure without having to expect a deterioration in yield.

Das Reduktionsprodukt kann kontinuierlich oder abschnittsweise in die Fermentation zugegeben werden. Dabei ist zu beachten, dass die Zugabe des Reduktionsprodukts so erfolgt, dass die in der Fermentationsbrühe vorliegende Konzentration an Reduktionsprodukt (die, siehe oben, als zusätzliche Kohlenstoffquelle für die Mikroorganismen dient) unterhalb einer für die Mikroorganismen toxischen Konzentration bleibt. Der Grenzwert ist dabei in Abhängigkeit vom Mikroorganismus und der Art des zugeführten Reduktionsprodukts unterschiedlich und kann in Vorversuchen leicht ermittelt werden. The reduction product can be added to the fermentation continuously or intermittently. It is important to ensure that the reduction product concentration in the fermentation broth (which, as mentioned above, serves as an additional carbon source for the microorganisms) remains below a concentration that is toxic to the microorganisms. The limit value varies depending on the microorganism and the type of reduction product added and can be easily determined in preliminary tests.

Für die Verwertung von Formiat durch Mikroorganismen siehe auch Justine Turlin et al., Metabolie Engineering 2022, 74, 191 - 205, "Integrated rational and evolutionary engineering of genome-reduced Pseudomonas putida strains promotes synthetic formate assimilation" [12] Die Formiat-Assimilation ist ferner beschrieben in WO 2021/116330 Al. For the utilization of formate by microorganisms, see also Justine Turlin et al., Metabolie Engineering 2022, 74, 191 - 205, "Integrated rational and evolutionary engineering of genome-reduced Pseudomonas putida strains promotes synthetic formate assimilation" [12] Formate assimilation is further described in WO 2021/116330 Al.

VERWENDUNG DER AMINOBENZOESÄURE IN DER HERSTELLUNG WEITERER WERTPRODUKTE USE OF AMINOBENZOIC ACID IN THE PRODUCTION OF OTHER VALUE-PRODUCED PRODUCTS

Die in Schritt (B) erhaltene Aminobenzoesäure eignet sich, gegebenenfalls nach einer weiteren Reinigung mit bekannten Verfahren (z. B. Umkristallisation), für alle im Stand der Technik bekannten Anwendungsgebiete von Aminobenzoesäure. The aminobenzoic acid obtained in step (B) is suitable, optionally after further purification by known methods (e.g. recrystallization), for all applications of aminobenzoic acid known in the prior art.

Beispielsweise spielt ortho-Aminobenzoesäure (Anthranilsäure) als Ausgangsmaterial für die Synthese der als Riechstoffe bedeutenden Anthranilsäureester und von Indigo sowie von Arzneistoffen und Pflanzenschutzmitteln (Akarizide) eine wichtige Rolle. Erfindungsgemäß hergestellte Anthranilsäure eignet sich für alle diese Zwecke. For example, ortho-aminobenzoic acid (anthranilic acid) plays an important role as a starting material for the synthesis of anthranilic acid esters, which are important fragrances, and of indigo, as well as for pharmaceuticals and pesticides (acaricides). Anthranilic acid produced according to the invention is suitable for all of these purposes.

Bevorzugt ist die Verwendung erfindungsgemäß hergestellter Aminobenzoesäure für die Herstellung polymerer Verbindung. Hier kann das erfindungsgemäße Verfahren nämlich einen wertvollen Beitrag für die nachhaltigere Produktion von Kunststoffen leisten, die oft in großen Mengen benötigt werden. Beispielsweise kann Anthranilsäure wie in WO 2022/008449 Al (nach Überführung in Isatosäureanhydrid) oder WO 2022/008450 Al (nach Überführung in einen Anthranilsäureester) beschrieben zu einem Poly(anthranilamid) umgesetzt werden. Erfindungsgemäß gewonnene Anthranilsäure kann ebenfalls wie in WO 2022/122906 Al beschrieben in ein Anthranilsäurederivat ausgewählt aus Anthranilsäurehalogenid, Isatosäureanhydrid oder einem Gemisch derselben überführt und dann mit einem Polyol zu einem Polyamin umgesetzt werden, das sich wiederum zur Phosgenierung zu dem korrespondierenden Polyisocyanat eignet. The use of aminobenzoic acid prepared according to the invention is preferred for the production of polymeric compounds. Here, the process according to the invention can make a valuable contribution to the more sustainable production of plastics, which are often required in large quantities. For example, anthranilic acid can be converted to a poly(anthranilic amide) as described in WO 2022/008449 A1 (after conversion to isatoic anhydride) or WO 2022/008450 A1 (after conversion to an anthranilic ester). Anthranilic acid obtained according to the invention can also be converted to an anthranilic acid derivative selected from anthranilic acid halide, isatoic anhydride, or a mixture thereof as described in WO 2022/122906 A1 and then reacted with a polyol to form a polyamine, which in turn is suitable for phosgenation to the corresponding polyisocyanate.

Erfindungsgemäß gewonnene Aminobenzoesäure kann insbesondere auch zu Anilin decarboxyliert werden, das ein wichtiger Rohstoff insbesondere in der Polyurethanindustrie ist. Aminobenzoic acid obtained according to the invention can also be decarboxylated to aniline, which is an important raw material, particularly in the polyurethane industry.

Das so gewonnene Anilin kann seinerseits allen bekannten Verwendungen zugeführt werden. Insbesondere seien hier die (säurekatalysierte) Umsetzung mit Formaldehyd zu Methylendiphenylendiamin und Polymethylenpolyphenylenpolyamin, dessen Phosgenierung zu Methylendiphenylendiisocyanat und/oder Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat und die anschließende Umsetzung mit Polyolen zu Polyurethanen genannt. Selbstverständlich kann durch Decarboxylierung erfindungsgemäß hergestellter Aminobenzoesäure gewonnenes Anilin auch anderen Anwendung zugeführt werden, wie etwa der Herstellung von Azoverbindungen. Als Beispiel sei hier die Herstellung von Methylrot genannt, das durch Diazotierung der Aminogruppe von Anthranilsäure mit Natriumnitrit und Salzsäure anschließender Azokupplung mit N,N-Dimethylanilin zugänglich ist. DECARBOXYLIERUNG DER AMINOBENZOESÄURE The aniline obtained in this way can, in turn, be used for all known applications. In particular, the (acid-catalyzed) reaction with formaldehyde to form methylenediphenylenediamine and polymethylenepolyphenylenepolyamine, its phosgenation to form methylenediphenylene diisocyanate and/or polymethylenepolyphenylene polyisocyanate, and subsequent reaction with polyols to form polyurethanes should be mentioned. Of course, aniline obtained by decarboxylation of aminobenzoic acid prepared according to the invention can also be used for other applications, such as the production of azo compounds. One example is the production of methyl red, which is accessible by diazotization of the amino group of anthranilic acid with sodium nitrite and hydrochloric acid, followed by azo coupling with N,N-dimethylaniline. DECARBOXYLATION OF AMINOBENZOIC ACID

Wie bereits erwähnt, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Decarboxylierung der Aminobenzoesäure zu Anilin. As already mentioned, in a particularly preferred embodiment, the process according to the invention comprises the decarboxylation of the aminobenzoic acid to aniline.

Die Decarboxylierung kann erfolgen wie im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Ein Katalysator kann, muss jedoch nicht unbedingt eingesetzt werden. Decarboxylation can be carried out as is generally known in the art. A catalyst may, but is not required.

Als Katalysatoren eignen sich beispielsweise wässrige Säuren wie Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure; feste Säuren wie Zeolithe und Si-Ti-Molekularsiebe, feste Basen wie Hydroxy- Apatite und Hydrotalcite; polymere Säuren wie lonenaustauscherharze (bevorzugt Amberlyst). Besonders bevorzugte Katalysatoren sind die in WO 2022/253890 Al beschriebenen. Die dort offenbarten Katalysatoren zeichnen sich durch einen hohen Aluminiumoxidmassenanteil aus (mindestens 40 %). Bei dem Aluminiumoxid handelt es sich vorzugsweise um y-A^Os oder p- AI2O3, und zwar insbesondere dann, wenn neben Aluminiumoxid keine weiteren Metalloxide zugegen sind. Neben Aluminiumoxid können nämlich grundsätzlich auch noch weitere Metalloxide zugegen sein, insbesondere Magnesiumoxid (MgO) in einem auf die Gesamtmasse der Metalloxide bezogenen Massenanteil von 1,0 % bis 60,0 %, bevorzugt 2,0 % bis 50,0 %, besonders bevorzugt 5,0 % bis 35,0 % enthält. Weiterhin kann der Katalysator SiO? in einem auf seine Gesamtmasse bezogenen Massenanteil von 1,0 % bis 30,0 %, bevorzugt 2,0 % bis 20,0 %, besonders bevorzugt 2,0 % bis 10,0 % enthalten. Suitable catalysts include, for example, aqueous acids such as sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid; solid acids such as zeolites and Si-Ti molecular sieves; solid bases such as hydroxyapatites and hydrotalcites; and polymeric acids such as ion exchange resins (preferably Amberlyst). Particularly preferred catalysts are those described in WO 2022/253890 A1. The catalysts disclosed therein are characterized by a high aluminum oxide mass fraction (at least 40%). The aluminum oxide is preferably γ-AlO 2 or p-Al 2 O 3 , especially when no other metal oxides are present besides aluminum oxide. In addition to aluminum oxide, other metal oxides may in principle also be present, in particular magnesium oxide (MgO) in a mass fraction of 1.0% to 60.0%, preferably 2.0% to 50.0%, particularly preferably 5.0% to 35.0%, based on the total mass of the metal oxides. Furthermore, the catalyst may contain SiO2 in a mass fraction of 1.0% to 30.0%, preferably 2.0% to 20.0%, particularly preferably 2.0% to 10.0%, based on its total mass.

Was die Reaktionsbedingungen betrifft, so kann die Decarboxylierung in einem breiten Bereich von Temperatur und Druck durchgeführt werden. Als Reaktionstemperatur eignet sich vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von 150 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt 160 °C bis 280 °C, ganz besonders bevorzugt 180 °C bis 240 °C. Der (absolute) Reaktionsdruck kann dabei 0,05 bar bis 300 bar, bevorzugt 1,0 bar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1,0 bar bis 60 bar, betragen. As for the reaction conditions, the decarboxylation can be carried out over a wide range of temperature and pressure. A suitable reaction temperature is preferably in the range of 150°C to 300°C, more preferably 160°C to 280°C, and most preferably 180°C to 240°C. The (absolute) reaction pressure can be 0.05 bar to 300 bar, preferably 1.0 bar to 100 bar, and most preferably 1.0 bar to 60 bar.

Die Decarboxylierung kann auch in Gegenwart von Anilin erfolgen, d. h. die Aminobenzoesäure wird in Anilin gelöst. Da Anilin in Bezug auf die Decarboxylierung von Aminobenzoesäure eine katalytische Wirkung entfaltet, mithin seine eigene Bildung beschleunigt (autokatalytische Wirkung), ist der Einsatz eines systemfremden Katalysators in dieser Variante nicht zwingend erforderlich; siehe auch WO 2020/020919 Al, wo ein derartiges Verfahren beschrieben ist. Im Unterschied zur in WO 2020/020919 Al offenbarten Vorgehensweise kann auch gereinigtes Anilin als Lösungsmittel für die Aminobenzoesäure verwendet werden. Ferner können im Unterschied zur in WO 2020/020919 Al offenbarten Vorgehensweise systemfremde Katalysatoren zusätzlich eingesetzt werden. Bei diskontinuierlicher Durchführung der Reaktion wird vorzugsweise vor Beginn der Decarboxylierung ein Massenanteil an Anilin, bezogen auf die Gesamtmasse an Anilin und Aminobenzoesäure, von 0,1 % bis 90 %, bevorzugt 1,0 % bis 70 %, besonders bevorzugt von 5,0 % bis 50 % eingestellt. Bei kontinuierlicher Durchführung der Reaktion wird während der Decarboxylierung stets ein Massenanteil an Anilin, bezogen auf die Gesamtmasse an Anilin und Aminobenzoesäure, von 0,1 % bis 90 %, bevorzugt 1,0 % bis 70 %, besonders bevorzugt 5,0 % bis 50 % eingestellt. The decarboxylation can also take place in the presence of aniline, i.e., the aminobenzoic acid is dissolved in aniline. Since aniline exerts a catalytic effect with respect to the decarboxylation of aminobenzoic acid, thus accelerating its own formation (autocatalytic effect), the use of a catalyst external to the system is not absolutely necessary in this variant; see also WO 2020/020919 A1, which describes such a process. In contrast to the procedure disclosed in WO 2020/020919 A1, purified aniline can also be used as a solvent for the aminobenzoic acid. Furthermore, in contrast to the procedure disclosed in WO 2020/020919 A1, catalysts external to the system can also be used. When the reaction is carried out discontinuously, a mass fraction of aniline, based on the total mass of aniline and aminobenzoic acid, of 0.1% to 90%, preferably 1.0% to 70%, particularly preferably 5.0% to 50% is preferably set before the start of the decarboxylation. When the reaction is carried out continuously, a mass fraction of aniline, based on the total mass of aniline and aminobenzoic acid, from 0.1% to 90%, preferably 1.0% to 70%, particularly preferably 5.0% to 50%.

Neben Anilin können natürlich auch andere Lösungsmittel bzw. Verdünnungsmittel eingesetzt werden, insbesondere Wasser. Darüber hinaus eignen sich vorzugsweise organische, polare bzw. protische Lösungsmittel wie beispielsweise halogenierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, lineare oder cyclische Ether, lineare oder cyclische Ester, lineare oder cyclische Amide, Alkohole, Ketone, Nitrile, Phenolderivate, Benzanilide, Sulfonamide oder Sulfolan, die bevorzugt einen Siedepunkt aufweisen, der bei den gewählten Bedingungen höher ist als die gewählte Reaktionstemperatur und bei dieser mit den Reaktionskomponenten bevorzugt ein homogenes Reaktionsgemisch ausbildet. In addition to aniline, other solvents or diluents can of course also be used, especially water. Furthermore, organic, polar, or protic solvents are preferably suitable, such as halogenated aliphatic or aromatic hydrocarbons, linear or cyclic ethers, linear or cyclic esters, linear or cyclic amides, alcohols, ketones, nitriles, phenol derivatives, benzanilides, sulfonamides, or sulfolane, which preferably have a boiling point that, under the selected conditions, is higher than the selected reaction temperature and, at this temperature, preferably forms a homogeneous reaction mixture with the reaction components.

Was die Reaktionsführung betrifft, eignet sich sowohl eine Durchführung in der Gasphase als auch in der Flüssigphase. Die Reaktion kann kontinuierlich (bevorzugt) oder diskontinuierlich durchgeführt werden. As far as the reaction procedure is concerned, both gas phase and liquid phase are suitable. The reaction can be carried out continuously (preferred) or discontinuously.

Bevorzugte Verfahrensweisen umfassen die Durchführung der Decarboxylierung der Aminobenzoesäure Preferred procedures include carrying out the decarboxylation of the aminobenzoic acid

• in der Flüssig- oder Gasphase in einem Reaktor, insbesondere in einem Rohrreaktor, mit einem integrierten Festbett des Katalysators (beinhaltend eine Schüttung des Katalysators als Formkörper (Extrudate) oder eine Ausgestaltung des Katalysators als monolithische Struktur), • in the liquid or gas phase in a reactor, in particular in a tubular reactor, with an integrated fixed bed of the catalyst (including a bed of the catalyst as a shaped body (extrudates) or a design of the catalyst as a monolithic structure),

• in der Flüssig- oder - bevorzugt - Gasphase in einem Wirbelschichtreaktor oder • in the liquid or – preferably – gas phase in a fluidized bed reactor or

• in der Flüssigphase in einem Rührkessel mit einer darin enthaltenen Suspension (Slurry) des Katalysators. • in the liquid phase in a stirred tank containing a suspension (slurry) of the catalyst.

Hierbei wird unter einem Rohrreaktor ein röhrenförmiger Reaktor verstanden, der bei kontinuierlicher Reaktionsführung (die bevorzugt ist) im Betrieb von dem reagierenden Reaktionsgemisch durchströmt wird. Rohrreaktoren werden bei kleinen Verhältnissen von Länge zu Durchmesser auch als Turmreaktoren bezeichnet; auch diese sind vom hier zugrunde gelegten Verständnis des Begriffs Rohrreaktor umfasst. A tubular reactor is defined as a tubular reactor through which the reacting reaction mixture flows during operation in continuous reaction mode (which is preferred). Tubular reactors with small length-to-diameter ratios are also referred to as tower reactors; these are also included in the definition of the term "tubular reactor" used here.

Die Verwendung von Katalysator-Formköpern (Extrudaten) oder monolithischen Katalysator- Strukturen erlaubt eine einfache Wiederverwendung des Katalysators nach erfolgter Decarboxylierung. The use of catalyst moldings (extrudates) or monolithic catalyst structures allows easy reuse of the catalyst after decarboxylation.

Der nach erfolgter Decarboxylierung vorliegende Katalysator wird vor dem erneuten Einsatz bevorzugt regeneriert. Hierzu kann der Katalysator mit organischem Lösemittel oder wässrigen Lösungen gewaschen werden und / oder bei erhöhter Temperatur in Anwesenheit von O2 ausgebrannt werden, um organische Ablagerungen zu entfernen. The catalyst remaining after decarboxylation is preferably regenerated before reuse. This can be done by washing the catalyst with organic solvents or aqueous solutions and/or burning it out at elevated temperatures in the presence of O2 to remove organic deposits.

Das gebildete Anilin kann mit Standardtechniken isoliert und gereinigt werden, insbesondere durch Destillation, und wie weiter oben beschrieben verwendet werden. Beispiele: The aniline formed can be isolated and purified by standard techniques, particularly distillation, and used as described above. Examples:

Einfluss der Zugabe von Kaliumacetat auf Ausbeute an AnthranilsäureInfluence of the addition of potassium acetate on the yield of anthranilic acid

Stammbeschreibung Tribe description

Alle Experimente wurden mit dem nachfolgend beschriebenen Stamm durchgeführt. All experiments were performed with the strain described below.

Auf Grundlage des Bakteriums Corynebacterium glutamicum ATCC13032 wurde durch gerichtete chromosomale Modifikationen ein mikrobieller Stamm erzeugt, der Anthranilsäure produziert. Alle genetischen Modifikationen d. h. chromosomale Deletionen und Integration von Genen, erfolgten durch doppelte homologe Rekombination unter Verwendung von entsprechenden pK19mobsacß-Derivaten (Schäfer et al., 1994: "Small mobilizable multipurpose cloning vectors derived from the Escherichia coli plasmids pK18 and pK19: selection of defined deletions in the chromosome of Corynebacterium glutamicum."; Gene 1994, 145 (1), 69 - 73 [13]; doi: 10.1016/0378-1119(94)90324-7) Based on the bacterium Corynebacterium glutamicum ATCC13032, a microbial strain producing anthranilic acid was generated through targeted chromosomal modifications. All genetic modifications, i.e., chromosomal deletions and gene integration, were performed by double homologous recombination using corresponding pK19mobsacß derivatives (Schäfer et al., 1994: "Small mobilizable multipurpose cloning vectors derived from the Escherichia coli plasmids pK18 and pK19: selection of defined deletions in the chromosome of Corynebacterium glutamicum."; Gene 1994, 145 (1), 69–73 [13]; doi: 10.1016/0378-1119(94)90324-7)

Die Aktivität der Anthranilatphosphoribosyltransferase TrpD wurde herabgesetzt, indem zunächst das native trpD-A\\e\ deletiert und durch ein Allel (genannt trpD5) mit GTG- statt ATG- Startcodon und Ribosomenbindestelle mit verringertem Abstand zum Startcodon ersetzt wurde (SEQ ID NO. 1). The activity of the anthranilate phosphoribosyltransferase TrpD was reduced by first deleting the native trpD-A\\e\ and replacing it with an allele (called trpD5) with GTG instead of ATG start codon and ribosome binding site with reduced distance to the start codon (SEQ ID NO. 1).

Es wurde das Gen (SEQ ID NO. 5) deletiert, welches für eine bzw. die einzige Phosphoenolpyruvat-Carboxylase in C. glutamicum (SEQ ID NO. 4) kodiert. The gene (SEQ ID NO. 5) encoding one or the only phosphoenolpyruvate carboxylase in C. glutamicum (SEQ ID NO. 4) was deleted.

Zur Verstärkung des Aromatenbiosynthesewegs wurde ein artifizielles, polycistronisches PtUf- aroLAC-Operon (SEQ ID NO. 12), bestehend aus den Genen aroL (b0388) aus Escherichia coli, sowie aroA (cg0873) und aroC (cgl829) aus C. glutamicum, unter der Kontrolle des konstitutiven Promoters des Elongationsfaktors Tuf, strangabwärts von cg2563 integriert. Zusätzlich wurde das Allel aroGnew, welches für eine feedbackresistente Variante der DAHP- Synthase (SEQ ID NO. 11) aus E. coli kodiert, strangabwärts von cg3132 in das Genom des Stamms integriert. To enhance the aromatic biosynthesis pathway, an artificial, polycistronic P tU f- aroLAC operon (SEQ ID NO. 12), consisting of the genes aroL (b0388) from Escherichia coli, as well as aroA (cg0873) and aroC (cgl829) from C. glutamicum, was integrated downstream of cg2563 under the control of the constitutive promoter of the elongation factor Tuf. In addition, the allele aroG new , which encodes a feedback-resistant variant of the DAHP synthase (SEQ ID NO. 11) from E. coli, was integrated downstream of cg3132 into the genome of the strain.

Vorgehensweise Procedure

Es wurden vergleichende Kultivierungen des oben genannten Stamms zur Produktion von ortho-Aminobenzoesäure ausgehend von 20 g/L D-Glucose und unterschiedlichen Konzentrationen von Kaliumacetat durchgeführt. Tabelle 2: Übersicht über die Konzentrationen der Kohlenstoffquellen D-Glucose und Kaliumacetat in den Hauptkultivierungsmedien. Für die Medien 1 bis 4 wurden je zwei Replikate mit einem initialen Kultivierungsvolumen von je 50 mL angelegt.

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Comparative cultivations of the above-mentioned strain were carried out for the production of ortho-aminobenzoic acid starting from 20 g/L D-glucose and different concentrations of potassium acetate. Table 2: Overview of the concentrations of the carbon sources D-glucose and potassium acetate in the main culture media. Two replicates were prepared for media 1 to 4, each with an initial culture volume of 50 mL.
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Für jede Bedingung aus Tabelle 2 wurden je zwei Replikate angelegt. Die Kultivierungsbedingungen sind nachfolgend dargestellt (Tabelle 3). Two replicates were created for each condition in Table 2. The cultivation conditions are shown below (Table 3).

Tabelle 3: Übersicht über die Kultivierungsbedingungen der Vor- und Hauptkulturen. Die zweiten Vorkulturen, sowie die Hauptkulturen (initial vor der ersten Probennahme je 50 mL) wurden in Erlenmeyer-Kolben mit einem maximalen Fassungsvolumen von je 1000 mL durchgeführt. Als Sterilbarriere dienten Baumwollstopfen.

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Table 3: Overview of the cultivation conditions for the pre- and main cultures. The second pre-cultures, as well as the main cultures (initially 50 mL each before the first sample collection), were carried out in Erlenmeyer flasks with a maximum capacity of 1000 mL each. Cotton plugs served as a sterile barrier.
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Verwendete Medien, deren Zusammensetzung und Herstellung Media used, their composition and production

Wenn nicht anders beschrieben, werden alle Medien mit Reinstwasser (H2O MilliQ) hergestellt und autoklaviert. Unless otherwise stated, all media are prepared with ultrapure water (H2O MilliQ) and autoclaved.

Tabelle 4: Flüssige und feste Komplexmedien aus Brain-Heart-Infusion (BHI) zur Anzucht von Zellen.

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Tabelle 5: Flüssiges Minimalmedium mit Komplexbestandteilen für die Anzucht von Zellen in der Vorkultur. Die Mengen der Einwaage sind für 1 L fertiges CGXII Vorkulturmedium angegeben. Die final angestrebten Konzentrationen im fertigen Medium werden erst nach vollständiger Supplementation erreicht.
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Table 4: Liquid and solid complex media from brain-heart infusion (BHI) for cell culture.
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Table 5: Liquid minimal medium with complex components for cell growth in preculture. The sample weights are given for 1 L of finished CGXII preculture medium. The final target concentrations in the finished medium are only achieved after complete supplementation.
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MOPS = (3-(N-Morpholino)propansulfonsäure) MOPS = (3-(N-morpholino)propanesulfonic acid)

Tabelle 6: Flüssiges Minimalmedium für die Hauptkulturen. Die Mengen der Einwaage sind für 1 L fertiges CGXII Hauptkulturmedium angegeben. Die final angestrebten Konzentrationen im fertigen Medium werden erst nach vollständiger Supplementation erreicht.

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Table 6: Liquid minimal medium for the main cultures. The sample weights are given for 1 L of finished CGXII main culture medium. The final target concentrations in the finished medium are only achieved after complete supplementation.
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Tabelle 7: Übersicht zur Herstellung der 2 g/L Biotin-Stammlösung. Die Lösung wird nicht autoklaviert, sondern steril filtriert (0,2 pm). Die Lösung kann für 1 Monat bei 4 °C aufbewahrt werden.

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Ta bei le 8: Übersicht zur Herstellung der 600 g/L d-Glucose-Stammlösung.
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Table 7: Overview of the preparation of the 2 g/L biotin stock solution. The solution is not autoclaved, but sterile filtered (0.2 μm). The solution can be stored for 1 month at 4 °C.
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Table 8: Overview of the preparation of the 600 g/L d-glucose stock solution.
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Tabelle 9: Übersicht zur Herstellung der 327 g/L Kaliumacetat-Stammlösung.

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Tabelle 10: Übersicht zur Herstellung der 10 g/L CaCh-Stammlösung.
Figure imgf000033_0003
Table 9: Overview of the preparation of the 327 g/L potassium acetate stock solution.
Figure imgf000033_0002
Table 10: Overview of the preparation of the 10 g/L CaCh stock solution.
Figure imgf000033_0003

Tabelle 11: Übersicht zur Herstellung der 200 g/L MgSO4-Stammlösung.

Figure imgf000033_0004
Table 11: Overview of the preparation of the 200 g/L MgSO 4 stock solution.
Figure imgf000033_0004

Tabelle 12: Übersicht zur Herstellung der Spurenelement-Stammlösung. Die Lösung wird nicht autoklaviert, sondern steril filtriert (0,2 pm). Diese Lösung ist 6 Monate bei 4 °C haltbar. Empfehlenswert aufgrund der geringen Einwaagen ist die Herstellung eines Ansatzes von 1 L.

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Tabelle 13: Übersicht zur Herstellung von lx Phosphatpuffer (PBS). Verwendet wurde der lOx PBS (Artikelnummer BP399-1) der Firma Fisher Scientific GmbH.
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Table 12: Overview of the preparation of the trace element stock solution. The solution is not autoclaved, but sterile filtered (0.2 μm). This solution is stable for 6 months at 4 °C. Due to the small sample weights, we recommend preparing a 1 L batch.
Figure imgf000033_0005
Table 13: Overview of the preparation of lx phosphate buffer (PBS). The lOx PBS (article number BP399-1) from Fisher Scientific GmbH was used.
Figure imgf000034_0001

Verwendete Geräte Devices used

Tabelle 14: Übersicht über die in dieser Studie untersuchten Parameter sowie die Geräte und Verfahren zu deren Untersuchung.

Figure imgf000034_0002
Tabelle 14 (fortgesetzt)
Figure imgf000035_0001
Table 14: Overview of the parameters investigated in this study and the equipment and procedures used to investigate them.
Figure imgf000034_0002
Table 14 (continued)
Figure imgf000035_0001

Durchführung Implementation

Von Glycerinüberdauerungsformen der für die Kultivierung verwendeten mikrobiellen Kulturen wurde zur Generierung der Starterkulturen Zellmasse entnommen und diese zum Beimpfen einer BHI-Agarplatte verwendet. Die BHI-Agarplatten wurde bei 30 °C ü/N inkubiert.To generate starter cultures, cell mass was taken from glycerol-surviving forms of the microbial cultures used for cultivation. This was used to inoculate a BHI agar plate. The BHI agar plates were incubated at 30 °C above atmospheric humidity.

Die auf diese Weise angelegte Agarplattenkultur wurde zum Beimpfen einer BH I-Flüssigkultur verwendet. Dazu wurde den jeweiligen BHI-Agarplattenkulturen etwas Zellmasse entnommen und je 4,5 mL BHI-Flüssigmedium in einem Rundbodenröhrchen beimpft. Die Flüssigkulturen wurden für 7,5 h bei 30 °C und 200 U/min inkubiert (Vorkultur I). The agar plate culture prepared in this way was used to inoculate a BH I liquid culture. For this purpose, a small amount of cell mass was taken from the respective BHI agar plate cultures and inoculated with 4.5 mL of BHI liquid medium in a round-bottom tube. The liquid cultures were incubated for 7.5 h at 30 °C and 200 rpm (preculture I).

Für die zweite Vorkultur wurde CGXII Vorkulturmedium mit 20 g/L D-Glucose verwendet. Dazu wurden zwei Schüttelkolben mit je 49 mL des Vorkulturmediums in einen 1000 mL- Erlenmeyerkolben überführt, 1 mL der BHI-Flüssigvorkultur hinzugegeben und diese Schüttelkolbenvorkulturen bei 200 U/min und 30 °C für 17 h inkubiert. For the second preculture, CGXII preculture medium containing 20 g/L D-glucose was used. Two shake flasks containing 49 mL of the preculture medium were transferred to a 1000 mL Erlenmeyer flask, 1 mL of the BHI liquid preculture was added, and these shake flask precultures were incubated at 200 rpm and 30 °C for 17 h.

Vorkultur II wurde für die Inokulation der Hauptkulturen verwendet. Dazu wurden die beiden Kulturen nach der Bestimmung der optischen Dichte zunächst vollständig abzentrifugiert und die erhaltenen Zellpellets in PBS-Puffer resuspendiert. Dabei wurde eine optische Dichte von 50 eingestellt. Die Suspensionen wurden vereinigt und alle Hauptkulturen wurden mit je 1 mL derselben Zellsuspension zu einer initialen optischen Dichte (ODsoo) von 1 inokuliert. Je Hauptkulturbedingung wurden zwei Kulturen angelegt. Tabelle 15: Messung der optischen Dichte (ODgoo) nach erfolgter Inkubation der zweiten Vorkultur im Schüttelkolben und benötigte Volumina zur Resuspension der Zellpellets.

Figure imgf000036_0001
Preculture II was used for inoculating the main cultures. After determining the optical density, both cultures were first centrifuged completely, and the resulting cell pellets were resuspended in PBS buffer. An optical density of 50 was set. The suspensions were combined, and all main cultures were inoculated with 1 mL of the same cell suspension to an initial optical density (OD 500 ) of 1. Two cultures were established for each main culture condition. Table 15: Measurement of the optical density (ODgoo) after incubation of the second preculture in the shake flask and volumes required for resuspension of the cell pellets.
Figure imgf000036_0001

Die auf diese Weise hergestellten Hauptkulturen wurden in einen Kühner Inkubationsschüttler (Tabelle 14) überführt und inkubiert. Für die Probennahme über den Zeitraum der Kultivierung wurden die Schüttelkolben dem Inkubationsschüttler entnommen. Unter sterilen Bedingungen wurden Proben zur Bestimmung von Glucose, Acetat, Ammonium, ortho-Aminobenzoesäure, ODgoo und Biotrockenmasse entnommen. Ergebnisse The main cultures prepared in this way were transferred to a Kühner incubation shaker (Table 14) and incubated. For sampling throughout the cultivation period, the shake flasks were removed from the incubation shaker. Samples were taken under sterile conditions for the determination of glucose, acetate, ammonium, ortho-aminobenzoic acid, ODgOO, and dry biomass. Results

Acetat-Konzentration Acetate concentration

Tabelle 16: Übersicht über die gemessenen Acetat-Konzentrationen über den zeitlichen Verlauf für je zwei Replikate mit Medium 1 bis 3. Die Proben mit Medium 3 wurden nicht vermessen, da kein Acetat hineingegeben wurde.

Figure imgf000036_0002
Table 16: Overview of the measured acetate concentrations over time for two replicates each with medium 1 to 3. The samples with medium 3 were not measured because no acetate was added.
Figure imgf000036_0002

(n. b. = nicht bestimmt; DL = Detektionslimit) Ammonium-Konzentration (nb = not determined; DL = detection limit) Ammonium concentration

Tabelle 17: Übersicht über die Ammoniumkonzentrationen (NH Konzentration) über den zeitlichen Verlauf für je zwei Replikate mit Medium 1 bis 3.

Figure imgf000037_0001
D-Glucose-Konzentration Table 17: Overview of the ammonium concentrations (NH concentration) over time for two replicates each with medium 1 to 3.
Figure imgf000037_0001
D-glucose concentration

Tabelle 18: Übersicht über die gemessenen d-Glucosekonzentrationen über den zeitlichen Verlauf für je zwei Replikate mit Medium 1 -3. Das Detektionslimit (DL) betrug 0,3 mmol/L D- Glucose.

Figure imgf000037_0002
Biotrockenmasse-Konzentration (BTM) Table 18: Overview of the measured d-glucose concentrations over time for two replicates each with medium 1-3. The detection limit (DL) was 0.3 mmol/L D-glucose.
Figure imgf000037_0002
Biomass dry matter concentration (BDM)

Tabelle 19: Finale Biotrockenmassekonzentrationen für je zwei Replikate mit Medium 1 bis 3.

Figure imgf000038_0001
ortho-Aminobenzoesäure-Konzentration (oAB) Tabelle 20: Übersicht über die ortho-Aminobenzoesäure-Konzentration über den zeitlichen Verlauf für je zwei Replikate mit Medium 1 - 3. Das Detektionslimit (DL) betrug 0,2 g/L
Figure imgf000038_0002
Table 19: Final dry biomass concentrations for two replicates each with medium 1 to 3.
Figure imgf000038_0001
ortho-Aminobenzoic acid concentration (oAB) Table 20: Overview of the ortho-Aminobenzoic acid concentration over time for two replicates each with medium 1 - 3. The detection limit (DL) was 0.2 g/L
Figure imgf000038_0002

Produktausbeute Product yield

Tabelle 21: Übersicht über die errechneten ortho-Aminobenzoesäureausbeuten nach 30 h und 52 h für zwei Replikate mit Medium 1 bis 3, bezogen auf Glucose. Diese werden angegeben als massenbezogener (goAb/gc-Giucose) und stoffmengenbezogener Quotient (molOAb/molGiucose).

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Table 21: Overview of the calculated ortho-aminobenzoic acid yields after 30 h and 52 h for two replicates with medium 1 to 3, based on glucose. These are expressed as mass-related (gAb/gC-glucose) and molar-related quotients (mol Ab /mol Glucose ).
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Zusammenfassung Summary

In der hier beschriebenen Schüttelkolbenkultivierung eines ortho- Aminobenzoesäureproduzenten basierend auf C. glutamicum wurde der Einfluss verschiedener Konzentrationen von (Kalium-) Acetat als zusätzliche C-Quelle auf die Ausbeute von ortho-Aminobenzoesäure bezogen auf die eingesetzte Glukosemenge untersucht. In the shake flask cultivation of an ortho-aminobenzoic acid producer based on C. glutamicum described here, the influence of different concentrations of (potassium) acetate as an additional C source on the yield of ortho-aminobenzoic acid based on the amount of glucose used was investigated.

Es wurde festgestellt, dass der finale oAB-Titer und damit die oAB-Ausbeute bezogen auf die eingesetzte Glukosemenge (goAs/gGiucose) mit zunehmender Acetat-Konzentration zunahm. Von den getesteten Medien wurde die höchste Ausbeute mit Medium 2 erreicht, welches 20 g/L Glukose und 13,299 g/L Kaliumacetat enthielt. Hier wurde ein Wert von 0,186 goAs/gGiucose erreicht, wohingegen ohne Acetat (Medium 3) lediglich ein Wert von 0,109 goAs/gGiucose erreicht wurde. It was found that the final oAB titer and thus the oAB yield relative to the amount of glucose used (g/L glucose) increased with increasing acetate concentration. Of the media tested, the highest yield was achieved with Medium 2, which contained 20 g/L glucose and 13.299 g/L potassium acetate. A value of 0.186 g/L glucose was achieved, whereas without acetate (Medium 3) a value of only 0.109 g/L glucose was achieved.

Claims

Patentansprüche: Patent claims: 1. Verfahren umfassend die Herstellung von Aminobenzoesäure, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: 1. A process comprising the preparation of aminobenzoic acid, the process comprising the following steps: (A) Fermentation einer fermentierbaren Kohlenstoff-haltigen Verbindung und einer Stickstoff-haltigen Verbindung in Gegenwart von Mikroorganismen unter Erhalt einer Aminobenzoat-Anionen und/oder Aminobenzoesäure enthaltenden Fermentationsbrühe; (A) fermenting a fermentable carbon-containing compound and a nitrogen-containing compound in the presence of microorganisms to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions and/or aminobenzoic acid; (B) Gewinnen von Aminobenzoesäure aus der Fermentationsbrühe; (B) recovering aminobenzoic acid from the fermentation broth; (C) Umsetzen von Kohlenstoffdioxid zu einem Reduktionsprodukt ausgewählt aus Ameisensäure, Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Essigsäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure; und (C) converting carbon dioxide to a reduction product selected from formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, acetic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid; and (D) Zugabe des Reduktionsprodukts aus Schritt (C) in die Fermentation von Schritt (A). (D) Addition of the reduction product from step (C) to the fermentation of step (A). 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem in der Fermentation von Schritt (A) gebildetes Kohlenstoffdioxid nicht in Schritt (C) zu dem Reduktionsprodukt umgesetzt wird.2. The process according to claim 1, wherein carbon dioxide formed in the fermentation of step (A) is not converted into the reduction product in step (C). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem ortho-Aminobenzoesäure oder para- Aminobenzoesäure hergestellt wird. 3. A process according to claim 1 or 2, wherein ortho-aminobenzoic acid or para-aminobenzoic acid is produced. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Verfahren einen Schritt (E) umfasst, in welchem die Aminobenzoesäure aus Schritt (B) zu Anilin decarboxyliert und dabei gebildetes Kohlenstoffdioxid in Schritt (C) zu dem Reduktionsprodukt umgesetzt wird. 4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the process comprises a step (E) in which the aminobenzoic acid from step (B) is decarboxylated to aniline and carbon dioxide formed thereby is converted in step (C) to the reduction product. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem in Schritt (C) Kohlenstoffdioxid aus einer externen Quelle zu dem Reduktionsprodukt umgesetzt wird. 5. A process according to any one of claims 1 to 4, wherein in step (C) carbon dioxide from an external source is converted to the reduction product. 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Kohlenstoffdioxid aus einer externen Quelle aus 6. A method according to claim 5, wherein the carbon dioxide is supplied from an external source of • einem Verfahren zur Herstellung von (i) Bioethanol, (ii) Zement, (iii) Wasserstoff oder (iv) Epoxiden, oder • a process for producing (i) bioethanol, (ii) cement, (iii) hydrogen or (iv) epoxides, or • einem biologischen Abbauprozess in einem Faulbehälter, oder • a biological degradation process in a digester, or • einer Verbrennung von Brennstoffen, oder • combustion of fuels, or • einem Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid aus Luft stammt. • a process for extracting carbon dioxide from air. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem Schritt (C) eine Umsetzung des Kohlenstoffdioxids mit Wasserstoff oder eine Elektrolyse des Kohlenstoffdioxids umfasst. 7. A process according to any one of claims 1 to 6, wherein step (C) comprises reacting the carbon dioxide with hydrogen or electrolyzing the carbon dioxide. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Mikroorganismen in Schritt (A) ausgewählt sind aus Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae oder einer Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Mikroorganismen, und/oder bei welchem die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung ausgewählt ist aus Stärkehydrolysat, Ameisensäure, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumformiat, Essigsäure, einem Alkalimetallsalz der Essigsäure, Ammoniumacetat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysaten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen, und/oder bei welchem die Stickstoff-haltige Verbindung ausgewählt ist aus Ammoniakgas, Ammoniakwasser, einem Ammoniumsalz, Sojaprotein, Harnstoff oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Stickstoff-haltigen Verbindungen. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the microorganisms in step (A) are selected from Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans, Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms, and/or wherein the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, formic acid, an alkali metal salt of formic acid, ammonium formate, acetic acid, an alkali metal salt of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds, and/or wherein the Nitrogen-containing compound is selected from ammonia gas, ammonia water, an ammonium salt, soy protein, urea or a mixture of two or more of the aforementioned nitrogen-containing compounds. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Mikroorganismen in Schritt (A) ausgewählt sind aus Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans oder einer Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Mikroorganismen. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the microorganisms in step (A) are selected from Escherichia coli, Pseudomonas putida, Corynebacterium glutamicum, Bacillus coagulans or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms. 10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das Reduktionsprodukt in Schritt (C) ausgewählt ist aus Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumacetat oder einem Alkalimetallsalz der Essigsäure. 10. The process according to claim 9, wherein the reduction product in step (C) is selected from ammonium formate, an alkali metal salt of formic acid, ammonium acetate or an alkali metal salt of acetic acid. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem Schritt (A) in einem pH-Wert-Bereich von 5,5 bis 11 unter Erhalt einer Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe durchgeführt wird. 11. A process according to claim 9 or 10, wherein step (A) is carried out in a pH range of 5.5 to 11 to obtain a fermentation broth containing aminobenzoate anions. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welchem die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung ausgewählt ist aus Stärkehydrolysat, einem Alkalimetallsalz der Ameisensäure, Ammoniumformiat, einem Alkalimetallsalz der Essigsäure, Ammoniumacetat, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysaten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoff-haltigen Verbindungen. 12. A process according to any one of claims 9 to 11, wherein the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, an alkali metal salt of formic acid, ammonium formate, an alkali metal salt of acetic acid, ammonium acetate, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates of lignocellulosic raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Mikroorganismen in Schritt (A) ausgewählt sind aus Ashbya gossypii Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii,13. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the microorganisms in step (A) are selected from Ashbya gossypii, Pichia pastoris, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica, Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae oder einer Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Mikroorganismen. Saccharomyces cerevisiae or a mixture of two or more of the aforementioned microorganisms. 14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das Reduktionsprodukt ausgewählt ist aus Ameisensäure oder Essigsäure. 14. The process according to claim 13, wherein the reduction product is selected from formic acid or acetic acid. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei welchem Schritt (A) in einem pH-Wert-15. A process according to claim 13 or 14, wherein step (A) is carried out in a pH- Bereich von 3,0 bis < 5,5 unter Erhalt einer Aminobenzoesäure und/oderRange from 3.0 to < 5.5 to obtain an aminobenzoic acid and/or Aminobenzoat-Anionen enthaltenden Fermentationsbrühe durchgeführt wird. fermentation broth containing aminobenzoate anions. 16. Verfahren nach einem Ansprüche 13 bis 15, bei welchem die fermentierbare Kohlenstoff-haltige Verbindung ausgewählt ist aus Stärkehydrolysat, Ameisensäure, Essigsäure, Zuckerrohrsaft, Zuckerrübensaft, Hydrolysaten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen oder einer Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten Kohlenstoffhaltigen Verbindungen. 16. The method according to any one of claims 13 to 15, wherein the fermentable carbon-containing compound is selected from starch hydrolysate, formic acid, acetic acid, sugar cane juice, sugar beet juice, hydrolysates from lignocellulose-containing raw materials or a mixture of two or more of the aforementioned carbon-containing compounds.
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