Prof. Dr. rer. nat. Regina Palkovits
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30.09.2025

Die Substitution fossiler Ressourcen und Energieträger im Zuge der Energie- und Ressourcenwende stellt verschiedene Branchen wie die Energiewirtschaft oder die chemische Industrie vor große Herausforderungen. Für die Etablierung neuer Prozessketten, die gleichzeitig nachhaltig und wirtschaftlich sind, gelten Elektro-Bioraffinerien als besonders vielversprechend. Angesichts der stofflichen Vielfalt zukünftiger Bioraffinerien, setzt das hier beantragten Vorhaben PyrSElekt einen Schwerpunkt auf die elektrochemische Umwandlung gut zugänglicher biogener Carbonsäuren zu Pyrrolidonen. Pyrrolidone stellen wichtige Intermediate für pharmazeutische Produkte, Nahrungsergänzungsmittel, Werk-, Kleb- und Farbstoffe oder Lösemittel dar und sind daher industriell sehr vielfältig einsetzbar. Ziel von PyrSElekt ist es, mit Hilfe neuartige Reaktionspfade zu unterschiedlichen Pyrrolidonen neue und innovative Elektrobioraffineriekonzepte zu entwickeln. Drei komplementäre Ansätze bilden den Fokus des Vorhabens: (1) Die Aminierung und anschließende elektrokatalytische Hydrierung von Lävulinsäure hin zu N-Alkylpyrrolidonen, (2) die Amidierung von Glutarsäure und anschließende elektrochemische Decarboxylierung sowie C-N-Kreuzkupplung zur Synthese von Pyrrolidonen (z.B. ¿-Butyrolactam) und (3) die elektrokatalytische Hydrierung von Itakonsäure mit anschließender Amidierung und Ringschluss und im letzten Schritt die elektrokatalytische Hydrierung des Imids zu N-Alkyl-3-methylpyrrolidon oder N-Alkyl-4-methylpyrrolidon.