Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nachhaltigkeit in der chemischen Synthese - Neue Plattformchemikalien, neue Wege in der Katalyse

03.09.2012
Produkte der Chemie sind unverzichtbar. Sie basieren überwiegend auf Erdöl, das knapp wird. Auf nachwachsende Rohstoffe umzusteigen, wird kontrovers diskutiert; denn Ackerflächen werden für Nahrungsmittel benötigt und sollen auch nicht zu Monokulturen verkommen.
In der chemischen Forschung wird nach nachhaltigen Wegen gesucht, um auch künftig vertraute und verbesserte chemische Produkte herzustellen. Die Tagung der Fachgruppe Nachhaltige Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) stellt einige wichtige Beispiele zu Forschungsarbeiten über „Nachhaltigkeit in der chemischen Synthese“ vor. Zu diesem Thema wird vom 16. bis 18. September 2012 an der Technischen Universität Kaiserslautern über 22 Vorträge und viele Posterbeiträge aus führenden Arbeitsgruppen diskutiert.

Den Anfang macht am Sonntagnachmittag Professor David J. Hamilton von der University of St. Andrews in Schottland. Er will Abfallprodukte nutzen, um daraus Chemikalien zu gewinnen, und stellt in Kaiserlautern seine Arbeiten über Abfallprodukte aus der Holz- und der Cashewnuss-Verarbeitung vor. Sein Augenmerk gilt vor allem Tallöl, Ölen auf Holzbasis, die als Nebenprodukte in der Zellstoff- und Papierindustrie anfallen, und Ölen, die aus den Schalen von Cashewnüssen gewonnen werden können. Im Tallöl interessiert ihn eine der Hauptkomponenten, das Methyloleat. Über verschiedene katalytische Schritte lassen sich daraus Diester, Diole und Diamine synthetisieren, die wiederum als Basis für Polymere, beispielsweise Polyester, dienen. Hamilton gelang dabei auch die sich oftmals schwierig gestaltende Trennung von Produkt und Katalysator. Die Cashewschalen enthalten interessante Phenole, die für die Synthese von Lockstoffen der Tsetse-Fliege (sie überträgt die Schlafkrankheit), von toxikologisch und ökotoxikologisch unbedenklichen Detergentien für Wasch- und Reinigungsmittel oder von Polymeradditiven einsetzbar sind.

Bislang wurde die chemische Forschung mit Fettsäuren und Pflanzenölen als nachwachsenden Rohstoffen, die aus konventionellen Nutzpflanzen gewonnen werden, vorangetrieben. Aus diesen Quellen erhält man aufgrund der Syntheseleistungen der Natur eine große Vielfalt an Basischemikalien, auch als erneuerbare Plattformchemikalien bezeichnet. Seit langem weiß man das Potenzial der Basischemikalien auf pflanzlicher Basis zu schätzen und zu nutzen, vor allem wegen der großen Erfolge in der Katalyseforschung, sowie der Anwendung neuer Katalysatoren und Katalysemethoden. Hierüber gibt Professor Dr. Michael A.R. Meier vom Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) in seinem Vortrag „Pflanzenöle: Der perfekte nachwachsende Rohstoff für die Polymerchemie?!“ einen Überblick. Er geht hierin auf die faszinierend durchdachten Katalyserouten ein, die zu Monomeren führen, die wiederum als Bausteine für eine große Vielfalt an Polymeren dienen.
Auch die Stärke hat großes Potenzial für biobasierte Materialien, auch weil sie preiswert und überall verfügbar ist. Der Chemiker Henning Winkler vom Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschung in Potsdam zeigt in seinem Vortrag, dass thermoplastische Polymere mit vielversprechenden Eigenschaften synthetisiert werden können, wenn die Stärke mit langkettigen Carbonsäuren - ebenso biobasierte Fettsäuren - verestert werden. Die Eigenschaften der Polymere hängen von der Kettenlänge der Carbonsäuren ab. Die zunächst sehr zeitintensiven Synthesen konnten durch Wechsel der Katalysatoren beschleunigt sowie effizienter und umweltverträglicher gestaltet werden.

Nachhaltigkeit in der chemischen Synthese heißt nicht, dass man sich nur noch mit Synthesen auf Basis nachwachsender Rohstoffe befassen würde. Zentrales Thema ist generell die Katalyseforschung. Sie befasst sich u.a. damit, bei wenig reaktionsfähigen Verbindungen, beispielsweise Kohlendioxid, und Bindungen, beispielsweise die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung in den Kohlenwasserstoffen, erwünschte chemische Reaktionen herbeizuführen. Professor Dr. Lutz Ackermann von der Georg-August-Universität Göttingen sucht nach neuen Wegen, die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung zu brechen, um somit die Kohlenwasserstoffe effizient funktionalisieren zu können. Er stellt in Kaiserslautern mehrere neue gangbare Wege vor, die umweltverträgliche und wirtschaftlich attraktive Alternativen eröffnen.

Das Unternehmen Umicore ist vielen als Hersteller von Autoabgaskatalysatoren bekannt. Es entwickelt und produziert aber auch Katalysatoren für die chemische Industrie, wobei es hier häufig bereits an der Schnittstelle zwischen der Academia und der Industrie agiert, also bei der Umsetzung vom Labor- zum Produktionsmaßstab behilflich ist. Das verlangt Erfahrung in der metallorganischen Chemie, insbesondere auf Basis wertvoller Metalle wie Platin oder Palladium. Dass bei der Katalysatorentwicklung von vornherein Überlegungen zur Umweltverträglichkeit und Recyclingfähigkeit der Metalle eine Rolle spielen, erläutert Dr. Andreas Rivas Nass von Umicore in Hanau.

Palladiumhaltige Katalysatoren finden zzt. besondere Beachtung bei den äußerst schwierig zu knüpfenden Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen, wodurch man beispielsweise vom Methan aus zu längerkettigen Kohlenwasserstoffen gelangen kann. Professor Dr. Lukas J. Gooßen von der Technischen Universität Kaiserslautern, einer der beiden Organisatoren der Tagung, stellt in seinem Vortrag Konzepte für nachhaltige Synthesen via Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen vor. Professor Dr. Werner R. Thiel, der zweite Organisator, ebenfalls TU Kaiserslautern, wartet mit einem weiteren ganz heißen Forschungsthema auf: die Hydrierung von Kohlendioxid mit Ruthenium-Katalysatoren, wodurch das Treibhausgas einer sinnvollen chemischen Nutzung zugeführt werden könnte.

Krönender Abschluss der Tagung wird die erstmalige Verleihung des Promotionspreises der GDCh-Fachgruppe Nachhaltige Chemie sein. Preisträgerin ist Dr. Hatice Mutlu vom Karlsruher Institut für Technologie. Die gebürtige Bulgarin, die in Istanbul Chemie studierte, hat ihre Doktorarbeit bei dem auch in Kaiserslautern vortragenden Professor Dr. Michael A.R. Meier durchgeführt. Zum Thema „Nachhaltige, effiziente Zugänge zu erneuerbaren Chemikalien und Polymeren“ hat sie vielfältige Methoden entwickelt, die den Prinzipien einer nachhaltigen Chemie genügen. Die Methoden ermöglichen die effiziente Umwandlung nachwachsender Rohstoffe in Basischemikalien bzw. in Monomere, die sich zur Herstellung von sehr unterschiedlichen Polymeren eignen. Besonders hervorgehoben seien die so genannten nachwachsenden Polyamide, die so gute Materialeigenschaften aufweisen, dass sie bereits heute industriell hergestellte Polyamide ersetzen könnten.

Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) gehört mit über 30.000 Mitgliedern zu den größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften weltweit. Sie hat 28 Fachgruppen und Sektionen, darunter die 2009 gegründete Fachgruppe Nachhaltige Chemie mit über 300 Mitgliedern. Die Fachgruppe ging aus einer gleichnamigen Arbeitsgemeinschaft hervor, die sich wiederum 2006 aus der GDCh-Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie ausgegründet hatte. Vorsitzender der Fachgruppe Nachhaltige Chemie ist Professor Dr. Matthias Beller, geschäftsführender Direktor des Leibniz-Instituts für Katalyse in Rostock.

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Im Focus: Basler Forschern gelingt die Züchtung von Knorpel aus Stammzellen

Aus Stammzellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen lassen sich stabile Gelenkknorpel herstellen. Diese Zellen können so gesteuert werden, dass sie molekulare Prozesse der embryonalen Entwicklung des Knorpelgewebes durchlaufen, wie Forschende des Departements Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel im Fachmagazin PNAS berichten.

Bestimmte mesenchymale Stamm-/Stromazellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen gelten als äusserst viel versprechend für die Regeneration von Skelettgewebe....

Im Focus: Basel researchers succeed in cultivating cartilage from stem cells

Stable joint cartilage can be produced from adult stem cells originating from bone marrow. This is made possible by inducing specific molecular processes occurring during embryonic cartilage formation, as researchers from the University and University Hospital of Basel report in the scientific journal PNAS.

Certain mesenchymal stem/stromal cells from the bone marrow of adults are considered extremely promising for skeletal tissue regeneration. These adult stem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Mai zum 7. Mal an der Hochschule Stralsund

12.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Aus dem Labor auf die Schiene: Forscher des HI-ERN planen Wasserstoffzüge mit LOHC-Technologie

19.04.2018 | Verkehr Logistik

Neuer Wirkmechanismus von Tumortherapeutikum entdeckt

19.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics