Leibniz-Institut für Katalyse e.V. - Außenstelle Berlin
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12489 Berlin

22003704

01.04.2005

Leinöl konnte mit H2O2 und einem Wolframat/Phosphonat-Katalysator in hohen Ausbeuten und Seletivitäten epoxidiert werden, einem Upscaling stand nur die schlechte Abtrennbarkeit von Produkt und wässriger Katalysatorlösung im Kilo-Maßstab entgegen. Methyloleat wurde mit sehr hohen Ausbeuten mit O2/Aldehyd in sein Epoxid überführt. Die Reaktion gelang auch in H2O als Lösungsmittel. Die Reaktionsbedingungen für das System O2/Aldehyd wurde umfassend optimiert und die Ergebnisse publiziert. Für die Spaltung von Methyloleat und Ölsäure zu Azelainsäure (bzw. -monomethylester) und Pelargonsäure wurden unterschiedliche Strategien verfolgt. Mittels verschiedener spektroskopischer Methoden wurde versucht, Informationen über Reaktionsmechanismen zu erhalten. Am aussichtsreichsten erwiesen sich die direkte Spaltung von Ölsäure mit Os-Katalysatoren/Aldehyd/O2, Ölsäure mit Os-Katalysatoren/Perameisensäure (in situ hergestellt aus H2O2/HCOOH) und Ölsäure /H2WO4/HOCH2P(O)(OH)2/Trioctylammoniumhydrogensulfat/H2O2 im lösungsmittelfreien System. Wenn die epoxidierte Ölsäure oder ihr Methylester günstig zur Verfügung stehen, war auch deren Öffnung mit Toluolsulfonsäure und anschließender Spaltung von 9,10-Dihydroxystearat mit Co-Katalysatoren/Aldehyd/O2 erfolgreich. Da das Gemisch aus 9- und 10-Oxomethylstearat leicht in bis zu 94% Ausbeute herstellbar war, sollten sich künftige Untersuchungen auch mit Möglichkeiten der Spaltung an der Ketogruppe beschäftigen. Man bekäme allerdings Gemische aus C8-C10-Mono- und -dicarbonsäuren, die jedoch destillativ zu trennen wären.

In diesem Projekt sollen neue Verfahren zur selektiven katalytischen Oxidation von Fettsäuren zu Epoxiden, Diolen und Dicarbonsäuren entwickelt werden.Diese Verfahren sollen gemeinsam mit dem industriellen Partner HOBUM Oleochemicals GmbH erarbeitet werden, im Erfolgsfall können die Zielprodukte vom Partner als Komponenten für Klebstoffe, Kunststoffe und -fasern sowie Lacke und Harze genutzt und bestehende Verfahren verbessert und erweitert werden. Als "grüne" Oxidationsmittel sollen vorrangig molekularer Sauerstoff oder Luft eingesetzt werden, die deutliche Kosteneinsparungen und Vorteile hinsichtlich der Atomökonomie und der Vermeidung von Salzfrachten bieten. Die Katalysatoren sollen unter Nutzung von parallelisierten Versuchssystemen entwickelt und optimiert werden. Um eine optimale Katalysatorabtrennung zu gewährleisten, sollen die Katalysatoren an verschiedenen Trägern immobilisiert oder in wässrigen Zweiphasensystemen heterogenisiert werden. Bei Erfolg des Projektes wird eine bilaterale Weiterführung mit dem Ziel der Entwicklung eines Pilotprozesses angestrebt. Eine derartige Technologie wäreauch für andere Öle und Fette verarbeitende Unternehmen nutzbar.