Syntheseverfahren für Chemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen
Forscher der Ruhr-Universität Bochum entwickeln neue umweltfreundliche Verfahren zur Herstellung von Chemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen. Das Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen fördert das Vorhaben mit rund 1,2 Millionen Euro im Rahmen des Programms „Nachwuchsforschungsgruppen.NRW 2015-2021“. Der Bochumer Biochemiker Jun.-Prof. Dr. Robert Kourist leitet die neue Gruppe „ChemBioCat“. Mit den Fördergeldern werden drei Wissenschaftler für einen Zeitraum von sechs Jahren finanziert.
Ersatz für erdölbasierte Synthesewege finden
In absehbarer Zeit wird das Erdöl als wichtigste Rohstoffquelle der Chemie erschöpft sein. Die meisten biobasierten Chemikalien können bislang aber nur schwer anderweitig erzeugt werden. Neue umweltfreundliche Reaktionswege basierend auf nachwachsenden Ressourcen sind nötig. Sowohl chemische Katalysatoren als auch Biokatalysatoren können hierfür dienen. Die Nachwuchsforschergruppe „ChemBioCat“ entwickelt Prozesse, bei denen mehrere katalytische Reaktionsschritte in einem Reaktionsgefäß zu sogenannten Tandemreaktionen vereinigt werden. Dadurch entfallen Zwischenschritte, in denen Abfallprodukte entstehen, die aufwendig entfernt werden müssten. Das verbessert die Nachhaltigkeit.
Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen knüpfen und brechen
Der Fokus liegt auf Reaktionen, in denen Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen geknüpft oder gebrochen werden. „Aufgrund der hohen Stabilität dieser Bindungen ist das eine große Herausforderung“, sagt Robert Kourist von der Fakultät für Biologie und Biotechnologie. Der Ansatz soll zum Beispiel dazu dienen, aromatische Verbindungen aus landwirtschaftlichen Reststoffen direkt in Antioxidantien – wichtige Zusätze für Lebensmittel und Chemikalien – zu überführen.
Interdisziplinäre Herangehensweise gefragt
Eine erfolgreiche Entwicklung von Tandemreaktionen erfordert eine stark interdisziplinäre Herangehensweise. Die Chemiker Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte aus Bochum und Prof. Dr. Harald Gröger aus Bielefeld unterstützen das Projekt mit ihrer Expertise in anorganischer und organischer Chemie. „Trotz des großen Einsparungspotenzials der Tandemreaktionen erschwert die Komplexität der Systeme immer noch die industrielle Umsetzung“, so Kourist. „Wir konzentrieren uns daher auf die Entwicklung neuer Methoden, die das Zusammenspiel der Katalysatoren verbessern.“
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