Neuer Katalysator für Adipinsäure

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Forscher haben einen neuen Katalysator für die Produktion von Adipinsäure-Derivaten gefunden. Adipinsäure wird für die Herstellung von Polyamid 6.6 benötigt.

Adipate (Salze der Adipinsäure) können derzeit nur durch eine mehrstufige, energie- und kostenaufwendige Synthese hergestellt werden. Diese basiert nicht nur auf der Verwendung vieler Chemikalien, sondern setzt auch Stickoxide (NOx) frei, die zu den wesentlichen Treibhausgasen gehören.

Das Potenzial des neuen Katalysators ist groß: Adipate werden jährlich in großem Maßstab von mehreren Millionen Tonnen produziert und dienen als Ausgangsstoffe für die Herstellung zahlreicher Produkte, unter anderem Weichmacher und vor allem Polyamid 6.6.

Adipinsäure: Erstmals direkte Carbonylierung von 1,3-Butadien

Die Carbonylierung ist eine der bedeutendsten Reaktionsklassen in der chemischen Industrie. Es geht dabei um die katalysierte Einführung einer CO-Gruppe (Carbonyl-Gruppe) in organische Verbindungen. Wissenschaft und Industrie hatten schon seit mehr als 60 Jahren nach einer Möglichkeit gesucht, den nun gelungenen Reaktionsschritt zu realisieren.

Professor Dr. Robert Franke, Evonik Performance Materials, wirkte an der Entwicklung eines neuen Katalysators für Adipinsäure mit. Foto: Evonik

Das Team agierte unter der Leitung von Professor Matthias Beller, Direktor des Leibniz-Instituts für Katalyse (Likat) in Rostock, und Professor Robert Franke von Evonik Performance Materials. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, den Ausgangsstoff 1,3-Butadien auf direktem Wege doppelt zu carbonylieren, um daraus Adipate herzustellen.

Der Schlüssel zum Durchbruch war die Entwicklung eines neuen Palladium-Katalysators auf Basis eines spezifischen Phosphin-liganden (HeMaRaPhos). Dieser Ligand bindet an Palladium und ergibt so einen hochselektiven, effizienten und langlebigen Katalysator, der unter industriell realisierbaren Bedingungen Ausbeuten der Adipinsäure-Derivate von 95% erbringen kann.

Aufgrund der besonderen Bedeutung dieser Innovation publizierte die renommierte Fachzeitschrift Science die Ergebnisse des Projektes.

Die beteiligten Projektpartner legen mit ihrem neuen Verfahren den Grundstein für eine umweltfreundlichere und kostengünstigere Syntheseroute in großem Maßstab. Die großtechnische Evaluierung hinsichtlich ökonomischer und technischer Gesichtspunkte startet ab sofort.

mg

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