Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung von Verfahren zur Hydrosilylierung, Silanisierung und Vinylierung von Fettsäuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wacker Chemie AG durchgeführt. Fettsäuren zählen zu den besonders kostengünstigen Chemierohstoffen, die sich aus nach-wachsenden Rohstoffen ableiten. Die weit entwickelte Technologie zur Herstellung von Fettsäuren erlaubt es, diese in für technische Anwendungen wohldefinierter Reinheit bereitzustellen. Zudem ist ein breites Spektrum unterschiedlicher Fettsäuren zugänglich (insbesondere C12 bis C22-Säuren), womit sich mögliche Produkteigenschaften und Verfahrensanpassungen über die gezielte Wahl der Fettsäurekettenlänge einstellen bzw. auswählen lassen. Daher zählen Fettsäuren zu den bedeutendsten und etabliertesten Einsatzgebieten nachwachsender Rohstoffe in der chemischen Industrie. Von besonderem Interesse ist dabei auch die Nutzung von Fettsäuren als Basis für polymere Materialien, da sich damit i.d.R. grossvolumige Einsatzmöglichkeiten eröffnen. Die Einheitlichkeit und Reinheit kommerzieller Fettsäuren stellt eine günstige Voraussetzung für entsprechen-de Monomerbausteine dar. Aus der breiten Palette relevanter Polymerklassen zählen Vinylpolymere zu den bedeutendsten Polymeren. Vinylpolymere umfassen auch die wichtige Gruppe der Polymerisate von Vinylestern. So decken Polyvinylacetat und verwandte Copolymerisate nicht nur breite Anwendungsmöglichkeiten von Kaugummirohstoffen bis hin zu Klebstoffen ab, sondern sind zudem als einzige Klasse von Vinylpolymeren biologisch abbaubar. Der Einsatz von Fettsäure-Vinylestern als Comonomer ist bekannt, wobei dafür insbesondere Vinyllaurat zum Einsatz kommt. Vinyllaurat wird bisher über das industriell etablierte Verfahren der Vinylierung mit Acetylen hergestellt. Dieses Verfahren ist aber limitiert auf leichtflüchtige Carbonsäuren, und damit nicht für höhere Fettsäuren geeignet. Von Interesse ist daher die Untersuchung der Zugänglichkeit von Vinylestern höherer natürlicher Fettsäuren.
Das Projekt "Neue Quellen zur Erstellung hochölsäurehaltiger Sonnenblumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Im Gegensatz zu klassischen Sonnenblumen enthalten HO-Sonnenblumen ein Öl mit einem Anteil der Ölsäure (C18:1) von über 75 Prozent. Gleichzeitig ist der Gehalt an Linolsäure (C18:2) deutlich reduziert. HO-Öl kann sowohl im Nahrungsmittelbereich, als Brat-, Frittierfett oder Salatöl, als auch in technisch-chemischen Anwendungen, z.B. für Tenside in Waschmitteln, oder zur Erstellung von Kunststoffen, verwendet werden. Im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit der LSA wurde am Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) der Universität Bonn (Arbeitsgruppe Prof. H. Schnabl) eine partielle Protoplastenfusion zwischen H. maximiliani und H. annuus durchgeführt. Die aus der Fusion entstandenen Pflanzen (P0) wurden in Bonn getestet. Die P1-Generation wurde ab 2002 an der Landessaatzuchtanstalt (LSA) weitergeführt. An den P2-Samen wurden Fettsäureanalysen durchgeführt. Dadurch wurden zwei Pflanzen (HO-Max1, HO-Max2) gefunden, die erhöhte Ölsäuregehalte aufwiesen (größer 80 Prozent). Beide Pflanzen gehen auf unterschiedliche Fusionsprodukte zurück. Im Sommer 2003 wurden Samen weitergeführt, die zuvor mittels Halbkornanalytik auf hohen Ölsäuregehalt selektiert wurden. Um herauszufinden, ob sich diese Pflanzen von den beiden weiteren HO-Quellen der Sonnenblume (Pervenets, HA435) unterscheiden, wurden Kreuzungen zwischen Pflanzen mit unterschiedlichen HO-Quellen durchgeführt. Stand der Arbeiten: Die bisher vorliegenden Ergebnisse deuten auf unterschiedliche, aber eng gekoppelte Gene hin, die in den unterschiedlichen HO-Quellen verantwortlich sind für die Ausprägung des Merkmals hochölsäurehaltig.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Screening neuer Resistenzquellen und Identifizierung von Resistenzfaktoren gegen die Verticillium-Welke an Raps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz durchgeführt. 'Non food' Winterraps ist die bedeutendste nachwachsende Rohstoffpflanze, wobei der Erzeugung von reiner Ölsäure eine herausragende Bedeutung zukommt. Die Intensivierung des Rapsanbaus hat zu erheblichen phytosanitären Problemen, insbesondere zur Zunahme der Verticillium-Welke geführt. Verticillium befällt die Rapswurzel während der gesamten Vegetationszeit und verursacht die so genannte 'krankhafte Abreife'. Der Pilz überdauert mit Mikrosklerotien im Boden, die sich durch die enge Fruchtfolge anreichern. Eine chemische Bekämpfung ist nicht möglich. In einem Verbund von Phytopathologie (Uni Göttingen), Züchtungsforschung (Uni Gießen) und Züchtungsunternehmen soll intensiv nach Resistenzquellen für die Entwicklung resistenter hochölsäurereicher Sorten gesucht werden. Ausgangsmaterial für das geplante Resistenzscreening sind verwandte Brassica-Arten, Resynthese-Rapse sowie Zuchtlinien- und Genbankmaterial, welches von der Uni Giessen und den Züchtern bereit gestellt wird. In Untersuchungen der Wirt-Pathogeninteraktion sollen Resistenzfaktoren gegen Verticillium identifiziert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung neuer Hochölsäure-Rapsformen mit Resistenz gegen Verticillium-Welke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. 'Non food' Winterraps ist die bedeutendste nachwachsende Rohstoffpflanze, wobei der Erzeugung von reiner Ölsäure eine herausragende Bedeutung zukommt. Die Intensivierung des Rapsanbaus hat zu erheblichen phytosanitären Problemen, insbesondere zur Zunahme der Verticillium-Welke geführt. Verticillium befällt die Rapswurzeln während der gesamten Vegetationszeit und verursacht die sog. 'krankhafte Abreife'. Der Pilz überdauert mit Mikrosklerotien im Boden, die sich durch die enge Fruchtfolge anreichern. Eine chemische Bekämpfung ist nicht möglich. In einem Verbund aus Phytopathologie (Uni Göttingen), Züchtungsforschung (Uni Giessen) und Züchtungsunternehmen soll intensiv nach Resistenzquellen für die Entwicklung resistenter hochölsäurehaltiger Sorten gesucht werden. Ausgangsmaterial für das geplante Resistenzscreening sind verwandte Brassica-Arten, Resynthese-Rapse sowie Zuchtlinien- und Genbankmaterial, welches von der Uni Giessen und den Züchtern bereit gestellt wird. In Untersuchungen der Wirt-Pathogeninteraktion sollen Resistenzfaktoren gegen Verticillium identifiziert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung neuer Synthesemethoden zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette). In dem Forschungsverbund aus Industriepartnern und akademischen Partnern soll im Gesamtvorhaben eine neue Spaltungsmethode von ungesättigten Fettsäuren und deren Derivaten unter Erhalt der Doppelbindung entwickelt werden, welche mittels neuen katalytischen Verfahren durch Isomerisierung zu bisher nicht zugänglichen, endständigen Alkencarbonsäuren umgesetzt werden. Diese neuen Substanzen werden als Bausteine für die Herstellung von Spezialchemikalien auf der Basis von Silanen, Siloxanen und Vinylestern eingesetzt. 1) Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren (Ölsäure und/oder Erucasäure), sowie deren Ester, 2) Entwicklung und Optimierung von Aufarbeitungsverfahren für die erhaltene Spaltprodukte, 3) Verschiebung der Doppelbindungen in omega-Position durch Isomerisierung der durch hydrothermale Spaltung erhaltenen kürzerkettigen ungesättigten Alkencarbonsäuren, sowie der Ölsäure und/oder Erucasäure bzw. deren Ester, 4) Bewertung, Scale-Up der Katalysatorsynthese, sowie Bereitstellung der für die Isomerisierung benötigten Katalysatoren, 5) Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur chemischen Konversion der endständig funktionalisierten Alkencarbonsäuren zu Polysiloxanen, Silanen, sowie Vinylestern. Hierzu sollen die erhaltenen verwertbaren Ergebnisse (z.B. Spezialchemikalien und Katalysatoren) in den Pilotmaßstab überführt und im Hinblick auf eine kommerzielle Anwendung geprüft werden. Eine Verwertung kommerziell relevanter Ergebnisse durch den jeweiligen Industriepartner als Ergänzung bisheriger Geschäftsfelder ist geplant. Resultierende neuartige Spezialchemikalien sowie neue Isomerisierungskatalysatoren runden somit das Produktportfolio der beteiligten Partner ab und stärken das Know-how und die bisherige Geschäftstätigkeit.
Das Projekt "Hochleistungspolyamide aus Pflanzenölen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Organische Chemie durchgeführt. Ziel des Projekts ist es Monomersynthesen ausgehend von Ölsäure, Erucasäure und anderen, auch mehrfach ungesättigten, Fettsäuren zu entwickeln um einen Zugang zu Polyamiden aus heimischen nachwachsenden Rohstoffen aufzuzeigen. Die im Projekt erzielten Daten sollen unter anderem auch das mögliche Substitutionspotential der untersuchten nachwachsenden Polyamide aufzeigen und neue Anwendungsmöglichkeiten von heimischen nachwachsenden Rohstoffen im Nichtnahrungsmittelsektor demonstrieren. Neben klassischen organischen Synthesen sollen in diesem Projekt auch katalytische und nachhaltige Verfahren zur Monomersynthese untersucht und miteinander verglichen werden. Nach erfolgreicher Synthese von Fettsäurederivaten mit terminalen als auch innenständigen -NH2 Gruppen sollen diese zu den entsprechenden Polyamiden umgesetzt werden. Die so erhaltenen Polymere werden vollständig chemisch charakterisiert (NMR, GPC, IR, ...). Nach erfolgreicher Optimierung der Monomer- und Polymersynthese sollen größere Mengen der Polyamide dargestellt werden um deren Anwendungseigenschaften zu charakterisieren. Neben thermischen Daten (Tm, Tg, Stabilität) sollen auch mechanische Eigenschaften (Härte, Elastizität, Bruchzähigkeit, Steifigkeit, ...) untersucht werden um mögliche Einsatzgebiete der erhaltenen Kunststoffe aufzuzeigen.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Katalytische Isomerisierung zur Darstellung endständiger Olefine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Straubing, Lehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung neuer Synthesemethoden zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette). In dem Forschungsverbund aus Industriepartnern und akademischen Partnern soll im Gesamtvorhaben eine neue Spaltungsmethoden von ungesättigten Fettsäuren und deren Derivaten unter Erhalt der Doppelbindung entwickelt werden, welche mittels neuen katalytischen Verfahren durch Isomerisierung zu bisher nicht zugänglichen, endständigen Alkencarbonsäuren umgesetzt werden. Diese neuen Substanzen werden als Bausteine für die Herstellung von Spezialchemikalien auf der Basis von Silanen, Siloxanen und Vinylestern eingesetzt. Arbeitsplanung:1) Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren (Ölsäure und/oder Erucasäure), sowie deren Ester2) Entwicklung und Optimierung von Aufarbeitungsverfahren für die erhaltene Spaltprodukte3) Verschiebung der Doppelbindungen in omega-Position durch Isomerisierung der durch hydrothermale Spaltung erhaltenen kürzerkettigen ungesättigten Alkencarbonsäuren, sowie der Ölsäure und/oder Erucasäure bzw. deren Ester4) Bewertung, Scale-Up der Katalysatorsynthese, sowie Bereitstellung der für die Isomerisierung benötigten Katalysatoren.5 Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur chemischen Konversion der endständig funktionalisierten Alkencarbonsäuren zu Polysiloxanen, Silanen, sowie Vinylestern Ergebnisverwertung: Hierzu sollen die erhaltenen Ergebnisse (z.B. Spezialchemikalien und Katalysatoren) in den Pilotmaßstab überführt und im Hinblick auf eine kommerzielle Anwendung geprüft werden. Eine Verwertung der erhaltenen Ergebnisse durch die Industriepartner als Ergänzung der bisherigen Geschäftsfelder ist geplant. Die neuartigen Spezialchemikalien sowie neue Isomerisierungskatalysatoren runden somit das Produktportfolio der beteiligten Partner ab und stärken das Know-how und die bisherige Geschäftstätigkeit.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Katalysatorentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umicore AG & Co. KG durchgeführt. Katalysatorenentwicklung zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung neuer Synthesemethoden zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette). In dem Forschungsverbund aus Industriepartnern und akademischen Partnern soll im Gesamtvorhaben eine neue Spaltungsmethode von ungesättigten Fettsäuren und deren Derivaten unter Erhalt der Doppelbindung entwickelt werden, welche mittels neuen katalytischen Verfahren durch Isomerisierung zu bisher nicht zugänglichen, endständigen Alkencarbonsäuren umgesetzt werden. 1) Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren (Ölsäure und/oder Erucasäure), sowie deren Ester2) Entwicklung und Optimierung von Aufarbeitungsverfahren für die erhaltene Spaltprodukte3) Verschiebung der Doppelbindungen in omega-Position durch Isomerisierung der durch hydrothermale Spaltung erhaltenen kürzerkettigen ungesättigten Alkencarbonsäuren, sowie der Ölsäure und/oder Erucasäure bzw. deren Ester4) Bewertung, Scale-Up der Katalysatorsynthese, sowie Bereitstellung der für die Isomerisierung benötigten Katalysatoren.5) Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur chemischen Konversion der endständig funktionalisierten Alkencarbonsäuren zu Polysiloxanen, Silanen, sowie Vinylestern Hierzu sollen die erhaltenen verwertbaren Ergebnisse (z.B. Spezialchemikalien und Katalysatoren) in den Pilotmaßstab überführt und im Hinblick auf eine kommerzielle Anwendung geprüft werden. Eine Verwertung kommerziell relevanter Ergebnisse durch den jeweiligen Industriepartner als Ergänzung bisheriger Geschäftsfelder ist geplant. Resultierende neuartige Spezialchemikalien sowie neue Isomerisierungskatalysatoren runden somit das Produktportfolio der beteiligten Partner ab und stärken das Know-how und die bisherige Geschäftstätigkeit.
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