Bioökonomie International 2022: Aromatische Plattformchemikalien aus biobasierten nachwachsenden Rohstoffen

Fast der gesamte heutige "chemische Produktstammbaum", also sämtliche Chemikalien, die später vom Endverbraucher genutzt werden, basieren auf weniger als 10 ungesättigten Kohlenwasserstoffen als Basischemikalien (im Detail Ethylen, Propylen, Buten und Aromaten), wobei diese Chemikalien auf fossilen Rohstoffquellen beruhen. Dies macht deutlich, wie wichtig das Auffinden neuer Produktionswege für solche Chemikalien ausgehend von erneuerbaren Rohstoffen anstelle von fossilen Rohstoffen ist. Während für Alkene eine solche biobasierte Route bereits existiert und für Ethylen in industriellem Maßstab mit der Dehydratisierung von biobasiertem Ethanol als Schlüsselschritt realisiert wurde, stellt die Entwicklung eines großtechnisch einsetzbaren Zugangs zu den dringend benötigten aromatischen Plattformchemikalien Benzol, Toluol, Xylole und Phthalate aus biobasierten Rohstoffen immer noch eine große, ungelöste Herausforderung dar. In diesem gemeinsamen Projektvorhaben zwischen der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Shuji Aka von der Osaka University, Japan, und unserer Arbeitsgruppe an der Universität Bielefeld wird genau diese Herausforderung adressiert, insbesondere am Beispiel von zwei Carbonsäureeinheiten aufweisenden Aromaten einen skalierbaren, wirtschaftlichen und nachhaltigen Zugang zu solchen aromatischen Plattform-chemikalien auf der Grundlage von nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln. Konzeptionell basiert der angestrebte hocheffiziente, kostenattraktive und nachhaltige Zugang zu den Ziel-Aromaten aus biobasierten Materialien auf dem Einsatz von Furfuralen (die aus natürlichen Produktabfällströmen zugänglich sind) in einer Diels-Alder-Reaktion und anschließender Dehydratisierung, wobei dem katalytischen Schlüsselschritt der Dehydratisierung zur Aromatisierung besondere Bedeutung als Forschungsherausforderung zukommt.