Vari­an­te der Hydroformylierung

Die Hydro­for­my­lie­rung ist eine der bedeu­tends­ten Reak­tio­nen in der indus­tri­el­len orga­ni­schen Che­mie und einem For­scher­team unter Betei­li­gung von Evo­nik und dem Leib­niz-Insti­tut für Kata­ly­se (LIKAT) ist erneut ein Durch­bruch auf dem Gebiet der Hydro­for­my­lie­rung gelun­gen.  Unge­sät­tig­te Ver­bin­dun­gen wer­den mit Syn­the­se­gas zu Alde­hyden und Alko­holen umgesetzt.
 
Der bis­he­ri­ge Stand der Wis­sen­schaft ging davon aus, dass sich die­se Reak­ti­on, wird sie mit Cobalt kata­ly­siert, nur unter hohen Druck­ver­hält­nis­sen durch­füh­ren lässt, ohne dass sich der Kata­ly­sa­tor zer­setzt. Dies hat Pro­fes­sor Dr. Robert Fran­ke, Lei­ter der Hydro­for­my­lie­rungs­for­schung bei Evo­nik, zusam­men mit den For­schungs­part­nern vom LIKAT, Dr. Baoxin Zhang und Dr. Chris­toph Kubis, widerlegt.

„Mit die­ser Ent­de­ckung haben wir neue Pro­zess­op­tio­nen für die Hydro­for­my­lie­rung gefun­den“, sagt Fran­ke, der zudem als Pro­fes­sor für Che­mie an der Ruhr-Uni­ver­si­tät Bochum tätig ist. „Es könn­te zukünf­tig mög­lich sein, die­se groß­tech­ni­sche Reak­ti­on wesent­lich öko­no­mi­scher und umwelt­freund­li­cher zu machen. Die­se Ver­fah­ren zu ent­wi­ckeln, ist unse­re Auf­ga­be für die nächs­ten Jahre.“

 
Den For­schern gelang es erst­ma­lig nach­zu­wei­sen, dass Cobalt­car­b­onyle, sehr kos­ten­güns­ti­ge Ver­bin­dun­gen für die Kata­ly­se der Hydro­for­my­lie­rung, auch bei nied­ri­gen Drü­cken aktiv und sta­bil sind. Der Schlüs­sel zu die­ser Ent­de­ckung war die Ent­wick­lung spe­zi­el­ler spek­tro­sko­pi­scher Mess­me­tho­den und dazu­ge­hö­ri­ge mathe­ma­ti­sche Werk­zeu­ge zur Datenauswertung.
 
Hoch­druck­pro­zes­se, die Cobalt­car­b­onyle als Kata­ly­sa­tor ver­wen­den, könn­ten zukünf­tig durch neue Ver­fah­ren mit nied­ri­ge­ren Drü­cken abge­löst wer­den. Die­se neu­en Pro­zes­se wären dann kos­ten­güns­ti­ger, ener­gie­ef­fi­zi­en­ter und damit nach­hal­ti­ger. Bei Evo­nik hät­te dies Aus­wir­kun­gen auf die Pro­duk­ti­on lang­ket­ti­ger Alko­ho­le, wie zum Bei­spiel dem Oxo-Alko­hol Isonona­nol (INA), der unter ande­rem für die Her­stel­lung von Weich­ma­chern ein­ge­setzt wird.
 
Auf­grund der beson­de­ren Bedeu­tung die­ser Ent­de­ckung publi­zier­te die renom­mier­te Fach­zeit­schrift Sci­ence die Ergeb­nis­se des Pro­jek­tes. Dies ist die zwei­te Ver­öf­fent­li­chung von Pro­fes­sor Dr. Robert Fran­ke in Sci­ence zu Car­b­ony­lie­rungs­re­ak­tio­nen. Im Jahr 2020 gelang Fran­ke eine soge­nann­te ‚Dream Reac­tion‘, die direk­te Car­b­ony­lie­rung von 1,3‑Butadien. Auch die­se Ent­de­ckung war der Fach­zeit­schrift eine Ver­öf­fent­li­chung wert.