Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Methode für sichere Herstellung von Nylon-Vorstufe

30.11.2018

Bielefelder Forscher entwickeln umweltschonendes Verfahren

Der Kunststoff Nylon ist allgegenwärtig. Ob Regenschirme, Strumpfhosen oder Küchenhelfer: Sie haben alle gemeinsam, dass sie aus Nylon gefertigt sind. Um Nylon zu produzieren, braucht die Industrie die Chemikalie Adiponitril – jedes Jahr mehr als eine Million Tonnen weltweit. Noch wird hochgiftige Blausäure verwendet, um Adiponitril zu erzeugen. Chemiker der Universität Bielefeld wollen das ändern. Sie stellen heute (30.11.2018) im Fachmagazin „Nature Communications“ eine Methode vor, die anstelle von Blausäure ein Enzym nutzt, um diese Verbindung herzustellen.


Prof. Dr. Harald Gröger und sein Mitarbeiter Tobias Betke haben eine Methode entwickelt, die dazu beiträgt, Nylon aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen.

Foto: Universität Bielefeld

In Kombination mit anderen Verfahren eröffnet diese Biokatalyse-Reaktion eine Perspektive, zukünftig die Nylon-Vorstufe umweltschonend ausgehend von Kohlendioxid und Sonnenlicht zu produzieren.

„Die derzeitige Herstellungsmethode für Adiponitril hat sich zwar seit Jahrzehnten bewährt und ist mit hohen Sicherheitsstandards verbunden“, sagt Professor Dr. Harald Gröger, einer der Autoren der Studie und Leiter der Forschungsgruppe Organische Chemie I der Universität Bielefeld. „Die Verwendung von Blausäure bleibt aber ein Risiko. Wenn schon bei den Grundstoffen der Produktion auf giftiges Material verzichtet wird, kommt solch ein Risiko gar nicht erst auf“, ergänzt Gröger.

Nylon wird in einem mehrstufigen Verfahren hergestellt. Adiponitril ist nötig, um den Nylon-Grundstoff Hexamethylendiamin zu erzeugen. „Wir verwenden ein Enzym, also einen Katalysator aus der Natur, um Adiponitril herzustellen“, sagt Tobias Betke, Erstautor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter in Grögers Forschungsgruppe.

Das Enzym namens Aldoximdehydratase kann in gut zugänglicher Weise durch Fermentation hergestellt werden und erlaubt eine umweltschonende Herstellung von Adopinitril.

„So entsteht in kürzester Zeit und auf effiziente Weise Adiponitril. Das Verfahren hat eine hohe Raum-Zeit-Ausbeute, was bedeutet, dass es nicht nur schnell, sondern auch sehr ergiebig ist“, sagt Harald Gröger. „Die Reaktion braucht zudem wenig Energie. Sie verläuft bei Raumtemperatur im Wasser.“

Harald Gröger sieht die neue Methode überdies als Beitrag zum Ansatz, die Abhängigkeit von Erdöl zu vermindern und die Rohstoffversorgung auf eine breite Basis zu stellen. Die Unternehmen Evonik, Siemens und Covestro haben kürzlich eine Methode vorgestellt, mit der sich Kohlendioxid mit Sonnenenergie zur Basischemikalie 1-Hexanol umwandeln lässt.

„Darauf aufbauend kann unsere Methode als einer von mehreren Zwischenschritten dienen, um von 1-Hexanol zu Adiponitril als eine der Vorstufen von Nylon zu gelangen“, sagt Gröger.

Die Studie wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über das Programm „Biotechnologie 2020+, Nächste Generation biotechnologischer Verfahren“ gefördert (Fördernummer: 031A184A).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Harald Gröger, Universität Bielefeld
Fakultät für Chemie, Organische Chemie I
Telefon: 0521 106-2057, -6920 (Sekretariat)
E-Mail: harald.groeger@uni-bielefeld.de

Originalpublikation:

Tobias Betke, Manuel Maier, Heidrun Gruber-Wölfler, Harald Gröger: Biocatalytic production of adiponitrile and related aliphatic linear α,ω-dinitriles. Nature Communications, http://doi.org/10.1038/s41467-018-07434-0, erschienen am 30.November 2018.

Weitere Informationen:

https://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/uniaktuell/entry/nitril_chemikalien_ohne_hoch... „Nitril-Chemikalien ohne hochgiftiges Zyanid hergestellt“ (Pressemitteilung vom 26.09.2017)

Jörg Heeren | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Elektrosynthese von Alkoholen energieeffizienter gestalten
18.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht TUM Agenda 2030: Kräfte bündeln zur Additiven Fertigung: TUM erforscht digitale Fertigungstechnologie der Zukunft
09.10.2019 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

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

Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers

18.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Volle Wertschöpfungskette in der Mikrosystemtechnik – vom Chip bis zum Prototyp

18.10.2019 | Physik Astronomie

Innovative Datenanalyse von Fraunhofer Austria

18.10.2019 | Informationstechnologie

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