Neue Methode für Herstellung von PA66-Vorstufe

Bielefelder Forscher entwickeln umweltschonendes Verfahren, mit der sich Adiponitril, ein Vorprodukt für Polyamid 6.6, erzeugen lässt.

Um Polyamid 6.6 (PA66) zu produzieren, braucht die Industrie die Chemikalie Adiponitril (ADN) – jedes Jahr mehr als 1 Mio. t weltweit. Noch wird hochgiftige Blausäure verwendet, um ADN zu erzeugen. Chemiker der Universität Bielefeld wollen das ändern. Sie stellten am 30.11.2018 im Fachmagazin „Nature Communications“ eine Methode vor, die anstelle von Blausäure ein Enzym nutzt, um diese Verbindung herzustellen.

In Kombination mit anderen Verfahren eröffnet diese Biokatalyse-Reaktion eine Perspektive, zukünftig die PA66-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.

PA66 wird in einem mehrstufigen Verfahren hergestellt. Adiponitril ist nötig, um den PA66-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 Polyamid 6.6 zu gelangen“, sagt Gröger.

mg