Aromatische Verbindungen aus dem nachwachsenden Rohstoff Lignin

8. Februar 2021, von Jakob Albert

Foto: UHH / FB Chemie / J. Albert

Beginnend ab dem 01.04.2021 wird das Projekt „Kontinuierliche selektive oxidative Depolymerisierung von Lignin zu wertvollen Monoaromaten mittels Polyoxometallat-basierten Katalysatoren und just-in-time Produktentnahme (POMLig)“ von Prof. Dr.-Ing. Jakob Albert aus der technischen Chemie durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) und die Siemens AG für drei Jahre gefördert.
Lignin ist ein komplexes, hydrophobes aromatischen Makromolekül und stellt eines der häufigsten nachwachsenden, biobasierten Polymere auf der Erde dar. Aufgrund der vielen aromatischen Gruppen ist Lignin vor allem für die Produktion von niedermolekularen Aromaten von großem Interesse. Derzeit gibt es jedoch noch kein industrielles Verfahren zur selektiven Gewinnung der im Lignin enthaltenen aromatischen Verbindungen. Demnach werden niedermolekulare Aromaten zum heutigen Zeitpunkt hauptsächlich petrochemisch hergestellt. Die Produktion ist dadurch zum einen nicht ressourcenschonend und zum anderen auch direkt von der Verfügbarkeit fossiler Rohstoffe und dem Erdölpreis abhängig. Das nachwachsende Biopolymer Lignin hingegen fällt vor allem in der Papier- und Zellstoffindustrie, sowie bei Betrieben, die biogene Fasern verarbeiten als Nebenproduktstrom an. Statt diese Nebenproduktströme wie derzeit lediglich energetisch zu verwerten, sollen die ligninhaltigen Ströme im Rahmen des geförderten Projektes oxidativ zu niedermolekulare Aromaten depolymerisiert werden.
Ziel dieses Projektes ist eine effiziente und kontinuierliche Produktion von Monoaromaten, wie beispielsweise Vanillin, Methylvanillat, Syringaldehyd und Methylsyringat aus industriellen, ligninhaltigen Nebenproduktströmen. Dabei gilt es neben der Optimierung des Katalysatorsystems auch eine sogenannte just-in-time Entnahme der Zielprodukte aus dem Reaktionsmedium zu etablieren. Dadurch sollen weitere ungewünschte Folgereaktionen zwischen den Zielprodukten und dem Katalysator unterbunden und demnach die Ausbeuten der Wunschprodukte maximiert werden.
Der Abbau der ligninhaltigen Nebenproduktströme zu wertvollen monoaromatischen Materialien soll somit zur angestrebten Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen beitragen.