Leibniz-Institut für Katalyse e.V.
Albert-Einstein-Str. 29 a
18059 Rostock

22001308

01.10.2008

Im Verbundvorhaben wurden chemisch katalysierte Prozesse entwickelt, um in hohen Ausbeuten aus Triglyceriden (bspw. hoch ölsäurehaltigem Sonnenblumenöl) langkettige und omega-funktionalisierte Chemikalien (1,19-Nonadekansäure, 1,19-Nonadekanol und 1,19-Nonadekandiamin) zu gewinnen. Aus den so gewonnenen Monomeren wurden neuartige hochwertige Polymere zur Herstellung von Polyamiden, Polyurethanen (Formulierungen und thermoplastischen Polyurethane) hergestellt und anwendungstechnische Charakterisierungen der erhaltenen Polymere durchgeführt. Die hergestellten Polyurethane und Polyamide verfügen über interessante Gebrauchseigenschaften wie Transluzenz, gute Elastizität und Rückstelleigenschaften sowie eine auffallend gute Hydrolysebeständigkeit. Im Teilvorhaben 1 wurde ein neuartiges chemisch katalysiertes Direktsyntheseverfahren zur Herstellung von 1,19-Nonadekansäuredimethylester aus hoch ölsäurehaltigem Sonnenblumenöl (HOSO) entwickelt, optimiert und in den Technikumsmaßstab überführt. Dieses neuartige Verfahren ermöglicht in einem Schritt die Umesterung, Isomerisierung und die nachfolgende Methoxycarbonylierung von HOSO in Ausbeuten von bis zu 90%. Dies eröffnet neue technisch interessante Syntheserouten zur Herstellung von bifunktionellen Oleochemikalien, die als Polymerbausteine nutzbar sind. Andere Verfahren wie die Selbstmethathese oder die biotechnologische omega-Oxidation erreichen deutlich geringere Ausbeuten. Das Direktsyntheseverfahren wurde patentrechtlich weltweit geschützt. Um die generelle Nutzbarkeit dieses Verfahrens zu testen, wurde auch 1,23-Tricosandimethylester aus Erucasäuremethylester erfolgreich hergestellt.

Das Gesamtziel des geplanten Vorhabens ist die Erzeugung von Polymeren aus HO-Sonnenblumenöl. Teilziele sind dabei (i) die Herstellung von monomeren Triglyceriden sowie deren bifunktionellen Hydrolyseprodukten mit einem möglichst hohen Anteil von omega-Substitution, (ii) deren Polymerisation zu Polyurethanen und Polyamiden. Die isomerisierende Hydroformylierung von Triglyceriden aus HO-Sonnenblumenöl zu einem möglichst hohen Anteil von omega-formylierten Verbindungen ist die Basisreaktion, darauf aufbauend sollen Formylgruppen in Amino-,Carboxyl- und Hydroxygruppen überführt werden. Eine ausgefeilte GC- und HPLC-Analytik soll den Anteil von n-Formylderivaten nachweisen. Langfristig soll in Zusammenarbeit mit den beteiligten Industrieunternehmen ein Scale-up in Angriff genommen werden. Es wird erwartet, dass die erhaltenen Polyole die Nachteile bisher bekannter Produkte (Weichmachereffekt von Seitenketten) umgehen und sich für den Bereich der Hart- und Weichschäumen als auch der thermoplastischen Polyurethane eignen. Weiterhin soll die Verarbeitung von langkettigen Aminen zu neuartigen Polyamiden mit verbesserten Materialeigenschaften untersucht werden.