Solicar – Thermische Solvolyse von Lignin in Dimethylcarbonat zu biobasierten Aromaten

Herausforderung

Aufgrund der Knappheit fossiler Rohstoffe bei gleichzeitig zunehmenden Bedarf rücken Technologien zur Nutzung nachhaltiger Alternativen immer mehr in den Fokus der Wissenschaft. Dazu zählt auch die Gewinnung von aromatischen Molekülen. Diese werden bisher hauptsächlich aus Erdöl isoliert und sind für die Herstellung eines Großteils an Erzeugnissen der chemischen Industrie, z. B. Medikamenten, Pflanzenschutzmitteln oder Kunststoffen, unabdingbar.

Als einzige in hohen Mengen verfügbare natürliche Quelle für aromatische Moleküle kann das in Pflanzen vorkommende Biopolymer Lignin angesehen werden. Lignin selbst lässt sich als Makromolekül aufgrund seiner Heterogenität und damit geringen Reaktivität nur bedingt einsetzen. Erst durch Depolymerisation des Lignins können kleinere aromatische Moleküle (z. B. Monomere, Dimere) gewonnen werden. Diese hochwertigen Aromaten könnten als Plattformchemikalien oder zur Herstellung von Feinchemikalien verwendet werden. Ein wesentliches Hindernis bei der Depolymerisation von Lignin sind unerwünschte Nebenreaktionen.

Ziele und Vorhaben

Gesamtziel des Vorhabens Solicar ist die Entwicklung und Erprobung eines neuen Prozesses zur basenkatalysierten thermischen Solvolyse von Lignin zu Monoaromaten und niedermolekularen Ligninderivaten in Dimethylcarbonat (DMC), einem »grünen«, nicht-toxischen und umweltfreundlichen Lösungsmittel. Auf diese Weise können wir eine höhere thermische Stabilität der Ligninderivate erreichen, verbunden mit einer geringeren Glasübergangstemperatur sowie einer höheren Löslichkeit in aprotischen organischen Lösungsmitteln.

Daraus resultiert eine bessere Kompatibilität der Ligninderivate mit hydrophoben Materialien, sodass sich die Ligninderivate für den Einsatz in Blends mit Polymeren oder Kautschuk einsetzen lassen sollten.