Prof. Dr. Klaus-Dieter Vorlop
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29.02.2008

Im Projekt erfolgte die weitere Evaluierung der Leistungsfähigkeit von Goldkatalysatoren zur Oxidation von bestimmten niedermolekularen Kohlenhydraten. Diese können mit hoher Selektivität Kohlenhydrate am C1- Kohlenstoff zu den entsprechenden Monocarbonsäuren oxidieren. Diese Ergebnisse stellten einen fundamentalen Durchbruch in der oxidativen Konversion von Kohlenhydraten dar. Die entwickelten Goldträgerkatalysatoren sind in der Lage mit sehr hoher Aktivität, bisher nicht gekannter Langzeitstabilität und praktisch 100 %iger Selektivität, die Aldosen zu den entsprechenden Aldonsäuren (z.B. Glucose zu Gluconsäure) zu oxidieren. Es erfolgte eine umfassende kinetische Charakterisierung von Katalysator und Reaktion sowie eine umfassende reaktionstechnische Charakterisierung des Reaktionssystems und die Ableitung technisch vorteilhafter Reaktionsbedingungen. Die erzielten hervorragenden Ergebnisse bezüglich der Entwicklung von Goldkatalysatoren und deren Einsatz zur selektiven Oxidation von Aldosen haben die Südzucker AG dazu bewogen, das Verfahren und den Katalysator in eine größere Pilotanlage zu übertragen, um eine technische und wirtschaftliche Umsetzung zu verifizieren. Die erzielten Ergebnisse der Oxidation an der C6-Position bieten aussichtsreiche Ansatzpunkte, deren weitere Verfolgung in einem Nachfolgeprojekt lohnenswert erscheint.

Im Rahmen des Vorhabens soll eine Weiterentwicklung von Goldkatalysatoren im Labor- und Pilotmaßstab sowie ein grundlagenorientiertes Katalysator- und Substratscreening für die Oxidation von niedermolekularen Kohlenhydraten durchgeführt werden. Dabei stellt das Katalysator- und Substratscreening einen wichtigen Schwerpunkt dar. Weitere Schwerpunkte sind die Katalysatorpräparation und -charakterisierung. Die Katalysatoren sollen sowohl unter absatzweisen als auch unter kontinuierlichen Bedingungen insbesondere im Hinblick auf ihre kinetischen Eigenschaften untersucht werden. Des Weiteren sollen die Katalysatoren in der neu zu bauenden Pilotanlage der Südzucker AG eingesetzt werden. Im Erfolgfall resultiert aus dem Projekt ein kostengünstiges chemisch-katalytisches Verfahren zur Herstellung von Glucon- , Lactobion- und Maltobionsäure. Daher würde bei einem erfolgreichen Projektabschluss in der nächsten Phase eine Demonstrationsanlage gebaut werden. Darin sollen vor allem die Substrate umgesetzt werden, für die bislang kein Markt besteht. Die produzierten Substanzen sollen für eine Markterschließung genutzt werden.