Downstreamreaksjoner

Downstreamreaksjoner er påfølgende kjemiske transformasjoner som finner sted etter en innledende reaksjon i en reaksjonssekvens eller i en metabolsk bane. Begrepet brukes ofte for å beskrive transformasjoner som følger i et mekanismeledd eller i et enzymatisk eller katalytisk kaskade, der produktet fra ett trinn fungerer som substrat i neste trinn.

Disse reaksjonene er vanlige i organisk syntese, biokjemi og bioteknologi. I organisk kjemi betegnes ofte downstreamreaksjoner som del av kaskade- eller domino-reaksjoner, hvor flere transformasjoner gjennomføres i én potte uten mellomisolering av mellomprodukter. I biokjemi og biokatalyse oppstår downstreamreaksjoner i enzymkaskader eller metabolske baner, der hvert trinn driver videre til målmolekylet.

Egenskaper og utfordringer ved downstreamreaksjoner omfatter avhengighet av kjemiske eller biologiske kondisjoner, kinetikk og selektivitet, samt risiko for sideprodukter og opphopning av mellomprodukter. Koordinering av hastighet mellom trinnene og kompatible forhold er viktig for å oppnå høy samlet avkastning og renhet. Økt effektivitet kan komme gjennom tandem- eller en-potte prosesser, hvor feilkoordinering mellom trinnene kan redusere utbyttet.

Design og optimalisering fokuserer ofte på å velge kompatible katalysatorer eller enzymer, balansering av ko-faktorers regenerering, og bruk av isolerings- eller adskillelsesteknikker kun når det er nødvendig for å oppnå ønsket renhet. I industrien påvirker downstreamreaksjoner også prosessdesign, renhet og kostnader for etterfølgende rensing og isolasjon.

Eksempler på downstreamreaksjoner inkluderer enzymatiske kaskader som omdanner et substrat til et målprotein eller -molekyl, samt organiske kaskader hvor en reaksjon danner et mellomprodukt som umiddelbart omdannes i et påfølgende trinn.