Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Trennung durch Vermahlen

03.05.2013
Trennung von Dicarbonsäure mittels molekularer Erkennung und Mechanochemie

Wie trennt man ein Gemisch, dessen Komponenten sehr ähnliche Eigenschaften haben? Kroatische Forscher stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuen Ansatz zur Trennung organischer Verbindungen vor.


Forscher des Ruder-Boskovic-Institut und der Universität Zagreb haben ein Verfahren zur Trennung von Fumar- und Maleinsäure mittels einer Gast-Wirt-Verbindung entwickelt. Der Clou: Das Verfahren funktioniert ohne Lösungsmittel durch Vermahlen der Substanzen.
(c) Wiley-VCH

Eine "Wirtsverbindung" erkennt die gesuchten "Gastmoleküle" nicht nur in Lösung, sondern auch im Festkörper, wenn der Wirt und Mischungen, die den Gast enthalten, miteinander vermahlen werden. Diese Erkennung mittels Mechanochemie lieferte bei der Abtrennung von Maleinsäure aus einer Mischung sehr ähnlicher Dicarbonsäuren die gleiche Selektivität wie bei der Kristallisation aus Lösung.

Mischungen von Dicarbonsäuren lassen sich durch Kristallisation, Rektifikation oder Extraktion trennen; diese Verfahren stoßen jedoch oft an ihre Grenzen, da die zu trennenden Dicarbonsäuren sehr ähnliche physikalische Eigenschaften haben. Krunoslav Uzarevic und seine Kollegen vom Ruder-Boskovic-Institut sowie von der Universität Zagreb schlagen nun einen alternativen Weg vor: eine Trennung durch molekulare Erkennung in der Festphase.

Unter molekularer Erkennung versteht man das Zusammenlagern von zueinander "passenden" Molekülen ohne chemische Bindung, man kennt dies z.B. von Enzymreaktionen und der DNA-Basenpaarung. Das Prinzip wird auch zum Aufbau supramolekularer Systeme für die Nanotechnologie genutzt. Werden Moleküle dabei in andere "eingelagert" spricht man von Wirts-Gast-Beziehungen. Normalerweise läuft dies in Lösung, damit Wirt und Gast die nötige Beweglichkeit haben, sich nahe genug zu kommen und zu wechselwirken.

Die Trennung über eine Wirts-Gast-Beziehung ist eine Herausforderung, da es sich bei den zu trennenden Dicarbonsäuren teilweise um Isomere oder geometrisch sehr ähnliche Moleküle handelt. So sind z.B. Fumarsäure und Maleinsäure Isomere. Fumarsäure kommt als Zwischenprodukt des Energiestoffwechsels in allen Zellen vor. Sie wird in der Lebensmittel- und der pharmazeutischen Industrie vielfach verwendet. Maleinsäure wird z.B. zur Herstellung von Polymeren, beim Färben von Baumwolle sowie in Entkalkungsmitteln eingesetzt. Fumarsäure wird üblicherweise durch Isomerisierung von Maleinsäure gewonnen. Maleinsäure ist gesundheitsschädlich, eine gewissenhafte Abtrennung von Resten daher unumgänglich.

Als "Wirtsmolekül" wählte das Forscherteam ein Polyamin. Es besteht aus zwei sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff-Sechsringen, die über eine Kohlenwasserstoffkette, die drei Amingruppen enthält, verbunden sind. Die Verbindung ist flexibel und kann in verschiedenen Konformationen kristallisieren. Als Wirt bindet sie bevorzugt Maleinsäure, die sie zwischen den zwei Ringen regelrecht in die Zange nimmt. Auch in Anwesenheit eines Überschusses an Fumarsäure sowie vier weiterer verwandter Dicarbonsäuren wurde Maleinsäure selektiv gebunden. Das Besondere: Diese Wirts-Gast-Bindung funktioniert sowohl konventionell bei einer gemeinsamen Kristallisation aus einer Lösung als auch direkt in der Festphase, wenn die Dicarbonsäuremischung zusammen mit dem Wirt intensiv vermahlen wird.

Die selektiven Bindung und Trennung von Gastmolekülen aus festen Mischungen ist, abgesehen von einigen Pionierarbeiten, ein bisher noch weitgehend unerforschtes Gebiet - das ein großes Potenzial für umweltfreundlichere Trennverfahren eröffnet.

Angewandte Chemie: Presseinfo 16/2013

Autor: Krunoslav Uzarevic, Ruder Boskovic Institute, Zagreb (Croatia), http://www.irb.hr/eng/People/Krunoslav-Uzarevic

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201301032

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise