Angewandte Chemie

Cover image for Vol. 128 Issue 50

Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPhotoChem, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie


Den vollständigen Artikel und die Anschrift des Autors finden Sie in Angew. Chem 2000, 112 (13), 2399 - 2402, 2403 - 2406

Schneller vom Erdöl zum Damenstrumpf

Gezielte Oxidation von Kohlenwasserstoffen

Gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan sind wichtige Bestandteile des Rohöls. Leider sind sie ausgesprochen unwillig, chemische Reaktionen einzugehen. Erst die aufwendige, umweltbelastende Oxidation macht sie zu wertvollen Ausgangsmaterialien für die chemische Industrie. Britische Forscher um Sir John Meurig Thomas lässt diese Herausforderung nicht los: Sie suchen nach einer Strategie, um gesättigte Kohlenwasserstoffe in einem Schritt mit Luftsauerstoff zu den gewünschten Produkten umzusetzen.

Thomas und seine Mitarbeiter haben eine neue Katalysatorklasse entworfen, um ohne Umwege von Cyclohexan direkt zur Adipinsäure zu gelangen. Der Katalysator basiert auf Aluminiumphosphaten, die so synthetisiert werden, dass sie Mikroporen bilden. Ein kleiner Anteil des Aluminiums wird durch Eisen-Ionen ersetzt. Sie sitzen an der inneren Wand der winzigen Käfige und sind die aktiven Zentren, an denen die Reaktion stattfindet. Wichtig ist es, Form und Größe der Poren sorgfältig einzustellen, um die gewünschte Selektivität zu erreichen: Nur Produkte mit passender Molekülform und -größe können die Poren verlassen. Andere, wie die zyklischen Zwischenprodukte der Cyclohexan-Oxidation, verbleiben im Poreninnern und sind zur Weiterreaktion gezwungen. Die linearen Ketten dagegen sind beweglich genug, um die Poren zu verlassen. Auf diese Weise wird Adipinsäure als Hauptprodukt - neben einer Reihe verschiedener Nebenprodukte - erhalten.

"Mit unserer Arbeit wollten wir in erster Linie einen Design-Ansatz liefern. Viele neue Katalysatoren zur umweltfreundlichen Umsetzung organischer Moleküle in nutzbare Produkte sollen darauf basieren," erläutert Thomas. Und ein entscheidender Meilenstein ist seiner Forschertruppe bereits gelungen - mit einem Katalysator, dessen Käfige Cobalt statt Eisen enthalten und dessen Porengröße auf Hexan zugeschnitten wurde: So konnten erstmals nennenswerte Mengen an Adipinsäure direkt aus Hexan gewonnen werden.

Dies ist aber nur ein Etappensieg auf dem Weg, irgendwann auch Methan, Hauptbestandteil von Erdgas, als Ausgangsmaterial für die Chemische Industrie nutzbar zu machen.

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