Jahresbericht 2007 - Leibniz-Institut für Katalyse

Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe
Leiter des Bereiches
Nachwachsende
Rohstoffe
Prof. Dr. Udo Kragl
Tel.: (0381) 498 - 6450
Fax: (0381) 498 - 6452
udo.kragl@uni-rostock.de
www.chemie.uni-rostock.
de/atu/tc/index.htm
100ml-Autoklav mit
Gaseintragsrührer von
Parr Instruments für
Hydroformylierungen
Der Forschungsbereich
im Überblick
Eine nachhaltige zukunftsfähige Entwicklung, sowohl in der
Gesellschaft als auch und gerade in der chemischen Industrie, die
zum Leitbild des beginnenden 21. Jahrhunderts geworden ist, lässt
die Bedeutung nachwachsender Rohstoffe in der chemischen Industrie
von Jahr zu Jahr wachsen.
Nachwachsende Rohstoffe sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte
Produkte, die einer Verwendung im Nichtnahrungsbereich zugeführt
werden. Hier dominieren, mit über 51 % der Jahresproduktion Öle
und Fette, gefolgt von Stärke mit 27 % und Cellulose mit 14 %.
Die Arbeiten konzentrieren sich vor allem auf die Funktionalisierung
von Fetten und Ölen durch Reaktion an enthaltenen Doppelbindungen.
Dabei wird auf bekannte Katalysatorsysteme zurückgegriffen, die in
neuartigen Kombinationen mit Zweiphasensystemen, enzymatischen
Verfahren oder Membranverfahren zu neuen Prozessen führen. Durch
Bestimmung der kinetischen und thermodynamischen Parameter
der Reaktionssysteme stehen Daten für die Modellierung und die
Prozesssynthese zur Verfügung.
Ausgewählte Methoden und Expertisen sind:
• Biokatalyse in ionischen Flüssigkeiten
• Nanofiltration zur Abtrennung niedermolekularer Verbindungen
• Mehrphasenkatalyse
• Regio- und enantioselektive Oxidation
Funktionalisierung nachwachsender
Rohstoffe
Zielsetzung und Stand der Technik
Nachwachsende Rohstoffe im Bereich der Landwirtschaft gewinnen
zunehmend an Bedeutung. Ziel der Forschung sind neue Lösungen
für die Veredelung nachwachsender Rohstoffe zu interessanten
Produkten des Non-Food-Bereiches. Gewünscht ist eine effiziente
Veredelung, die zur chemischen Synthese konkurrenzfähig ist.
Projektleiter:
Dr. Eckhard Paetzold
Tel.: (0381) 1281 – 145
Fax: (0381) 1281 – 5000
eckhard.paetzold@
catalysis.de
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Ergebnisse
DC H. Postleb hydroformylierte Modellolefine im Rahmen des
Projektes „Organophile Nanofiltration für die nachhaltige
Produktion in der Industrie“. Frau Schütz befasste sich mit der
Oligo- und Polymerisation von Propylenoxid mit verschiedenen
Katalysatorsystemen. Dr. X. Wu bearbeitete die Oxidation von
Lignin-Modellsubstraten mit Cobalt-Komplex-Katalysatoren in
Ionischen Flüssigkeiten. Umfangreiche Tests mit verschiedenen
Hydroxynitrilasen zur Darstellung von chiralen Hydroxyarylen wurden
durchgeführt.
Die Olefine werden mittels Übergangsmetall-Phosphin-Komplexen
mit Kohlenmonoxid/Wasserstoff zu Aldehyden hydroformyliert. Die
Aldehyde reagieren mit Glycerin in Gegenwart von Säure zu Acetalen.
Die Kohlenstoffkette des Olefins wird so um vier Glieder verlängert.
Gleichzeitig haben die synthetisierten Acetale einen wesentlich
höheren Energiegehalt sowie günstigere neue Eigenschaften.
Literatur
[1] C. Schütz, T. Dwars, U. Kragl, Investigation on the Enzyme-Catalyzed
Oligomerization of Glycidol, Letters in Organic Chemistry 2006, 3. 9, 679-684.
[2] J. Schumacher, A. Mell, E. Paetzold, T. Daußmann, U. Kragl,
Hydroxynitrile lyase in organic solvent free systems to overcame thermodynamic
limitations, Adv. Synth. Catal., 2007, 349, 1418 - 1424