Das Projekt "Förderinitiative Nachhaltige Pharmazie: Asymmetrische Decarboxylierung zur umweltfreundlichen Synthese optisch reiner Profene" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie durchgeführt. Profene wie Flurbiprofen und Naproxen gehören zu den meistverkauften non-steroidalen Entzündungshemmern und werden mit einem Handelsvolumen von mehreren 100 Mio € hergestellt. Da nur ein Enantiomer dieser Substanzen biologische Aktivität besitzt, besteht ein hoher Bedarf an umweltfreundlichen Methoden zu ihrer Herstellung. Lösungsansatz in diesem Projekt ist die Etablierung einer nachhaltigen Synthese der Enantiomere durch die Arylmalonat-Decarboxylase (AMDase) aus Bordatella bronchoseptica. Diese Reaktion er-möglicht die Synthese optisch reiner Profene in 100Prozent maximaler Ausbeute, wodurch Re-aktionsschritte eingespart werden und die Aufarbeitung vereinfacht wird.
Das Projekt "Innovative Energy Research N-INNER EPFB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie und Petrolchemie durchgeführt. 1. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Etablierung eines Reaktionsnetzwerkes, das über möglichst einfache, gut steuer- und kombinierbare katalytische Prozesse den Zugang zu einer breiten Palette von kraftstofftauglichen Molekülen aus Lignocellulose ermöglicht. Die synthetische Aufgabenstellung beinhaltet die gezielte Entfernung von Sauerstoff aus den eingesetzten Biomasse-basierten Plattformchemikalien durch katalytische Hydrierungs-, Dehydratisierungs-, Decarboxylierungs- und Decarbonylierungsreaktionen. Die Selektivität der Umwandlungen soll durch die methodische Kombination mit Additiven und die systematische Optimierung der Reaktionsbedingungen gesteuert werden. 2. Arbeitsplanung Für die angestrebte Umsetzung von Plattformchemikalien und Zuckerderivaten werden zunächst homogene Katalysatoren entwickelt, die in Wasser und Ionischen Flüssigkeiten löslich und aktiv sind. Die für die Reaktion benötigten maßgeschneiderten Ionischen Flüssigkeiten werden entsprechend den Anforderungen synthetisiert und optimiert. Nach der Charakterisierung der Katalysatoren erfolgt die Testung in vornehmlich homogen katalysierten Flüssigphasen-Prozessen. Als Ausgangsstoffe für die primären Untersuchungen sollen 5-(Hydroxymethyl)furfural sowie dessen Folgeprodukt Lävulinsäure dienen. Beide Verbindungen zählen zu einer Palette von Chemikalien, die bereits heute in industriellem Maßstab aus Biomasse zugänglich. Auf Grundlage der Ergebnisse erfolgen die Optimierung der Katalysatoren und die methodische Kombination mit aciden Additiven. Anschließend erfolgt die Ausweitung der Untersuchungen auf komplexere Biomasse-Derivate und Vorarbeiten zur Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens.
Das Projekt "Katalytische Transformationen ausgehend von ungesättigten Fettsäuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Chemie, Lehrgebiet Organische Chemie, Arbeitsgruppe Lukas Gooßen durchgeführt. Ausgehend von ungesättigten Fettsäuren sollen neue katalytische Transformationen gefunden werden, um Wertstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu erzeugen. Im Vordergrund steht dabei die Erweiterung des Produktspektrums, das bisher aus diesen Substraten zugänglich ist, unter Anwendung neuer effektiver und abfallfreier Synthesemethoden. Konkrete Ziele sind einerseits die direkte Derivatisierung von Fettsäuren an der Carboxylgruppe durch Amidierung oder Decarboxylierung und andererseits die Doppelbindungsisomerisierung einfach ungesättigter Fettsäuren mit dem Ziel der selektiven Derivatisierung zu Lactonen als Wert-stoffe. Für die Synthese langkettiger Amide soll eine umweltfreundliche, einfache Methode gefunden werden, die ohne toxische Kupplungsreagentien auskommt und möglichst keine vorgeschaltete Aktivierung der Carbonsäure erfordert. Im Vordergrund stehen zunächst Umsetzungen freier Fettsäuren, die eventuell in die Entwicklung einer generell anwendbaren Methode münden. Die direkte einstufige thermische Amidierung freier Fettsäuren ohne Kupplungsreagentien gelang durch einfachen Zusatz von Molekularsieben. Die Wiederentdeckung dieser umweltfreundlichen Dehydratisierungsmittel ermöglicht die Darstellung langkettiger Carbonsäureamide in quantitativen Ausbeuten. Die Methode wurde erfolgreich auf andere Carbonsäuren und ein breites Spektrum von Aminen übertragen. Die bisher nicht realisierte katalytische Decarboxylierung ungesättigter Fettsäuren zu Olefinen war ein weiterer Aspekt dieses Forschungsvorhabens. Erste Ergebnisse lassen darauf schließen, dass durch rutheniumkatalysierte reduktive Decarbonylierung bestimmter ungesättigter Fettsäureester die entsprechenden langkettigen Olefine zugänglich sind. Diese sind von Bedeutung als Zwischenprodukte, finden als Kraftstoffzusätze Verwendung und werden bisher - allerdings als Isomerengemische - aus Mineralöl gewonnen. Weitere Optimierungen auf diesem Gebiet sind in Arbeit. Es sollen neue katalytische Transformationen gefunden werden, die ein thermodynamisches Gleichgewicht von Carbokationen oder Doppelbindungsisomeren erzeugen und gezielt eine Spezies zur Reaktion bringen. Diese würde dann im Gleichgewicht nachgeliefert, bis ein einheitliches Produkt in möglichst hoher Gesamtausbeute gebildet wird. Basierend auf diesem Konzept konnten wir eine neue, silberkatalysierte Lactonisierungsmethode ungesättigter Fettsäuren entwickeln, die erstmals eine katalytische Einstufensynthese nicht-kommerzieller aliphatischer Lactone ausgehend von nachwachsenden Rohstoffen darstellt. Die Grundidee der Doppelbindungswanderung in einer ungesättigten Fettsäure kombiniert mit selektiver in situ Funktionalisierung ist weiterhin Gegenstand unserer Forschung. Zum Abfangen bestimmter Zielisomere, wie in situ generierte Michaelartige Systeme, könnten in Zukunft N-Nucleophile eingesetzt werden. Auf diese Weise würden wertvolle beta-Aminoester in einem Schritt aus natürlichen, ungesättigten Fettsäurederivaten zugänglich.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Hydrierung und Decarboxylierung von Ölen und Fetten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, Fettsäuren aus Pflanzenölen (speziell aus Rapsöl gewonnene Fettsäureestergemische) als Kraftstoffkomponente oder Reinkraftstoff zu hydrieren bzw. zu decarboxylieren, zu charakterisieren und ausgewählte Chargen auf ihre Eignung als Kraftstoffsubstitute in modernen Dieselmotoren zu untersuchen. Neben Decarboxylierung und Hydrierung ist vor allem eine Spaltung der Fettsäureketten erforderlich, um essentielle Kraftstoffeigenschaften zu gewährleisten. Die einzelnen Reaktionen werden durch homogene Katalysatoren bewerkstelligt. Ziel ist es, Reaktionsschritte parallel im gleichen Ansatz durchzuführen. Dabei sollen milde, energetisch wenig aufwändige Verfahren zum Einsatz kommen. Sie werden im Labormaßstab in 100-ml-Autoklaven getestet und bei Erfolg in den 1-Liter-Maßstab für die Charakterisierung als Kraftstoff bzw. -komponente überführt. Die Produkte sollen im Kraftstofflabor unter Fr. Dr. Schümann eingehend analysiert werden.