Multiphase Systems
Liquid Multiphase Systems auf der Grundlage polarer Lösungsmittel wie Wasser sind in vielerlei Hinsicht sehr vielversprechend für die Abtrennung von homogenen Katalysatoren und deren Recycling.
Viele Ansätze befassen sich mit der grundlegenden Herausforderung, homogene Katalysatoren effizient von den gebildeten Produkten zu trennen, um ihr Recycling zu realisieren. Einer dieser Ansätze sind flüssige Mehrphasensysteme, bei denen der homogen gelöste Katalysator in einer flüssigen Phase immobilisiert ist. Typischerweise werden dafür polare Lösungsmittel verwendet. Dieser Ansatz gewährleistet, dass die gewünschten, typischerweise unpolaren organischen Produkte aufgrund ihrer geringen Löslichkeit nach der Reaktion abgetrennt werden können. Dieser Ansatz erscheint besonders vielversprechend, auch im Hinblick auf industrielle Anwendungen: Die Leistung des homogenen Katalysators muss nicht beeinträchtigt werden und die Trennung der beiden flüssigen Phasen erfolgt in einem vergleichsweise einfachen Arbeitsgang.
Gemeinsam mit Forschern anderer Universitäten und Forschungseinrichtungen arbeiten wir im Sonderforschungsbereich/Transregio 63 “Integrated Chemical Processes in Liquid Multiphase Systems” (InPROMPT) zusammen. Der SFB/TR 63 wird seit 2010 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG) gefördert.
Wir sind an diesem Konsortium mit unserer Forschung zu sogenannten Thermomorphen Mehrphasensystemen (TMS) beteiligt, die sich durch die Ausnutzung temperaturabhängiger Mischungslücken ausgewählter Lösungsmittel auszeichnen. So erhält man bei erhöhter Reaktionstemperatur ein einphasiges Gemisch ohne Stoffübergangswiderstände. Wenn dieses Gemisch abgekühlt wird, bilden sich zwei Phasen, von denen eine idealerweise den Katalysator und die andere das gebildete Produkt enthält.
Unsereneuestes Review hierzu finden Sie unter:
(Bianga, et. al. Chem. Eur. J., 2019, 25, 11586-11608.)
Kürzlich haben wir eine Zusammenarbeit mit der Université d'Artois in Frankreich auf dem Gebiet der Cyclodextrine als Phasentransfermittel für die Hydroformylierung von langkettigen Alkenen in wässriger Phase begonnen, siehe (Künnemann, et al., Green Chem.2020, 22, 3809–3819)