Jahresbericht 2007 - Leibniz-Institut für Katalyse

Katalytische Verfahren Produktorientierte Verfahren
Versuchsanlage zur
diskontinuierlichen und
halbkontinuierlichen
Umsetzung von
Triglyceriden
BMBF-Projekt
„Nachhaltige Synthesen
mit Kohlendioxid:
Katalyse, Engineering und
Anwendungen“
Projektpartner: LIKAT
Rostock, Evonik Degussa
GmbH Hanau, Sigmar
Mothes HDT Berlin
Förderzeitraum:
2007-2008
Industrielle
Kooperationspartner:
Ammonia Casale S:A:
WeylChem GmbH
Evonik Degussa GmbH
Vertellus Inc.
Solvin S.A.
HOBUM GmbH
Uhde GmbH
Ölen und Fetten“, das zusammen mit einem Berliner KMU bearbeitet
wird, sollen Öle und Fette einstufig in Kohlenwasserstoffe umgesetzt
werden. In diesem Themenfeld ist auch eine Diplomarbeit angesiedelt;
hier sollen vornehmlich Pt-haltige Katalysatoren zur Deoxygenierung
langkettiger Carbonsäuren eingesetzt werden. Im Projekt „Katalytische
Veretherung von Glycerin“, das eine indonesische Postdoktorandin
bearbeitet, werden an basischen Festkörpern als Katalysatoren
vornehmlich lineare Glycerindimere als Hauptprodukte erhalten.
Gemeinsam mit PD Dr. Brückner werden in einer Diplomarbeit neue
Katalysatoren für die Glycerindehydratisierung zu Acrolein synthetisiert
und ausgetestet. In einem weiteren Projekt zur Dehydratisierung
von Glycerin wurden von einer ägyptischen Postdoktorandin
unterschiedliche Heteropolysäuren als Katalysatoren getestet.
Daneben wurden weitere Projekte zur Umsetzung von Biomasse
in Pyrolyseprodukte und zur Wasserstoffgewinnung aus Glycerin
bearbeitet. Hier wurden in Kooperation mit dem IIP DehraDun
und dem NCL Pune (Indien) leistungsfähige Katalysatoren für die
Reformierung von biomassestämmigen, O-haltigen Verbindungen
(Glucose, Sorbitol, Glycerin u.a.) bei erhöhten Temperaturen und
Drücken zur Gewinnung von Wasserstoff entwickelt.
Darüber hinaus wurden die schon früher begonnenen Arbeiten
zu Halogenierungen und Dehydrohalogenierungen fortgesetzt.
Zwei neue Doktorarbeiten zum Thema „In situ-Untersuchungen
zur Synthese von Dimethylcarbonat“ (in Kooperation mit Frau Dr.
Bentrup) und „Oxidative Carbonylierung von Methanol an SAPO
Materialien“ wurden begonnen. In einem Industrievorhaben wurden
Untersuchungen zur Bildung von Partikeln in Fällungen fortgesetzt.
Dazu wurde die interne Kooperation mit dem Bereich „Innovative
Methoden zum Studium von Struktur-Wirkungsbeziehungen“ (Frau PD
Dr. Brückner) ausgebaut und neben der Ultraschallspektroskopie auch
Synchrotronstrahlung, IR-, Raman- und UV/vis-Spektroskopie (z.T.
mittels Sonden) zur Charakterisierung betrieben. Des Weiteren wurde
in Kooperation mit dem Bereich von Prof. Beller ein umfangreiches
BMBF-Projekt zur Verwertung von CO begonnen.
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Im Folgenden wird detailliert über zwei Ergebnisse aus den
Themenbereichen berichtet.
Katalysierte selektive Oxidation
von Alkylaromaten zu Aldehyden
mit Sauerstoff und H O als
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Oxidationsmittel
Zielsetzung
Aromatische Aldehyde und Carbonsäuren sind wichtige Zwischenund
Endprodukte in der chemischen Industrie. Während große
Tonnagen wie z. B. Terephthalsäure heute umweltfreundlich
durch Oxidation mit Luftsauerstoff zugänglich sind, ist der Bereich
der im Feinchemiesektor angesiedelten substituierten Aldehyde
noch überwiegend eine Domäne klassischer Syntheseverfahren,
insbesondere der Halogenchemie. Ziel des vom BMBF geförderten
Projektes ist die Selektivoxidation von Alkylaromaten in Gegenwart
von Sulfoxiden als Sauerstofftransmitterverbindungen unter
Verwendung von Natriumperoxodisulfat und umweltfreundlichen
Oxidationsmitteln wie O und H O .
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Ergebnisse
Wie von Rys und Antognoli gefunden, erhöht bei der Oxidation von
Methylaromaten mit Peroxodisulfat ein Zusatz von Dimethylsulfoxid
signifikant die Ausbeuten an Aldehyden bei gleichzeitiger
Zurückdrängung der unerwünschten Säurebildung. Es wurde vermutet,
dass dieser Effekt insbesondere bei „Paaren“ von Methylaromaten
und in ihrem Ionisationspotential darauf abgestimmten Sulfoxiden
besonders hervortritt.
Dr. Michael Kant
Themenfeld:
Produktorientierte Verfahren
Leiterin
Dr. Angela Köckritz
Tel.: (030) 6392 - 4325
Fax: (030) 6392 - 4454
angela.köckritz@
catalysis.de
Kooperationspartner:
WeylChem Frankfurt GmbH,
HU Berlin,
KSI Meinsberg
Abb. 1: Ionisationspotentiale
der in die Rechnungen
einbezogenen Sulfoxide (rot
– berechnet, blau – aus der
NIST-Datenbank zugänglich)