SNISMs- Kombinierter Einfluss von pH, Katalysator und stark nicht-idealen Lösungsmittelmischungen zur Verbesserung säurekatalysierter Reaktionen

Die Effizienz von chemischen Synthesen wird durch das Zusammenspiel von Katalysator und Reaktionsmedium bestimmt. In der homogenen Katalyse sind eine hohe Substratlöslichkeit, schnelle Kinetik, hohe Ausbeuten sowie die Recyclingfähigkeit von Lösungsmittel und Katalysator erwünscht. Als säurekatalysierte Modellreaktionen werden Veresterungen verschiedener, organischer Säuren (z.B. Ameisen-, Essig-, oder Milchsäure) mit kurzkettigen Alkoholen untersucht, wobei als Katalysatoren die in der Arbeitsgruppe gut bekannten und vielseitig eingesetzten Heteropolysäuren (HPA) verwendet werden. Bei der Reaktion entsteht Wasser als Nebenprodukt. Es wird deshalb ein Reaktionsmedium benötigt, das die thermodynamische Wasseraktivität so gering wie möglich hält, gleichzeitig aber die Aktivität des Katalysators (Protonenaktivität) und der Edukte maximiert, um das thermodynamische Gleichgewicht auf die Produktseite zu verschieben. Bei Verwendung eines einzelnen Lösungsmittels wird häufig nur eine dieser Eigenschaften erreicht, z.B. die Verringerung der Wasseraktivität bei gleichzeitiger Verlangsamung der Reaktionskinetik. Deshalb sollen in stark nicht-idealen Lösungsmittelsystemen (SNISMs) Lösungsmittelgemische eingesetzt werden, die durch starke Wechselwirkungen vom Raoult’schen Gesetz abweichen. Dabei kann es sich z.B. um organische Lösungsmittel in Kombination mit Harnstoff, Terpenoiden oder Zuckern handeln. Der Einfluss von SNISMs auf das Phasenverhalten, die Ausbeute und die Reaktionskinetik ist bisher nicht gut bekannt und soll sowohl experimentell als auch mit einem thermodynamischen Vorhersagetool untersucht werden.

Dieses Projekt wird gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von PD Dr.-Ing. Christoph Held am Lehrstuhl für Thermodynamik der TU Dortmund bearbeitet. Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter dem Förderkennzeichen AOBJ: 699314.

Ansprechpartner: Lasse Prawitt (lasse.prawitt"AT"uni-hamburg.de)