Photokatalytische Chinolin-Produktion aus Nitroaromaten

18904 N

Forschungsstelle 1:

DECHEMA –Forschungsinstitut

Theodor-Heuss-Allee 25

60486 Frankfurt am Main

Projektleiter 1: Dr. Jonathan Bloh 
Forschungsstelle 2:

Justus-Liebig-Universität Gießen

Physikalisch-Chemisches Institut

Heinrich-Buff-Ring 58

35392 Gießen
Projektleiter 2: Dr. Roland Marschall
Forschungsstelle 3:

Universität Stuttgart

Institut für Technische Chemie

Pfaffenwaldring 55

70569 Stuttgart
Projektleiter 3: Dr. Dirk Ziegenbalg
Laufzeit: 01.01.2016 - 31.12.2018

Chinoline und ihre Derivate sind eine wichtige Stoffklasse, die aus Farbstoffen und biologisch aktiven Verbindungen hergestellt werden. Neben einigen synthetischen Verfahren, die meist auf der Kondensation von Anilinen mit Carbonylverbindungen basieren, wird ein Großteil des heute benötigten Chinolins immer noch durch fraktionierte Destillation aus Steinkohlenteer gewonnen. Alternativ können Chinoline durch den Einsatz von heterogenen Photokatalysatoren bereits bei Raumtemperatur in einem einstufigen Prozess hergestellt werden. Dabei werden Nitroaromaten und einfache Alkohole mit einem Photokatalysator, beispielsweise TiO2, umgesetzt. Durch die milden Reaktionsbedingungen und die einfachen kostengünstigen Reagenzien ist diese Variante deutlich effizienter und nachhaltiger als konventionelle Syntheseverfahren. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines effizienten Reaktor- und Katalysatorsystems für photokatalytische Reaktionen. Als Modellreaktion wird hier zunächst die Reaktion von Nitrobenzol mit Ethanol zum Chinaldin betrachtet. Das Konzept soll aber prinzipiell auch auf andere Reaktionen übertragbar sein. Als Photokatalysator soll zunächst das bereits erprobte TiO2 verwendet werden. Damit auch sichtbares Licht für die Reaktion genutzt werden kann, werden zusätzlich neue Materialen auf Basis von MgFe2O4 entwickelt. Zum besseren Verständnis der Reaktion werden die kinetischen Parameter der einzelnen Teilreaktionen bestimmt und der Einfluss der Reaktionsbedingungen untersucht. Damit kann die Ausbeute und Selektivität des Produktes gezielt optimiert werden. Außerdem soll das Spektrum der über diese Synthese zugänglichen Verbindungen erforscht und erweitert werden, um eine möglichst große Bandbreite an Produkten zu erhalten. Für die Reaktion werden - basierend auf den kinetischen Untersuchungen - speziell optimierte, möglichst kontinuierlich betriebene Photoreaktoren entwickelt.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18904 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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