Das Projekt "Katalysator- und Prozessentwicklung zur Herstellung biogener Isohexid-Amine (IsohexAmin)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Technische Chemie und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Isohexid-Amine sind aufgrund ihrer vergleichsweise rigiden Struktur von großem Interessen für die Herstellung neuartiger biomassebasierter Polyamide. Jedoch ist für eine anwendungsbezogene Entwicklung die Verfügbarkeit der Monomere bisher der limitierende Faktor. Auf organisch-synthetischem Weg bzw. über teure homogenkatalytische Ansätze können sie im Labormaßstab aus den technisch verfügbaren Monomeren Isosorbid und Isomannid hergestellt werden. In einem vorausgegangenen Projekt wurden nun Reaktionsbedingungen identifiziert, die erstmalig die Aminierung von Isohexiden mit Ammoniak in wässrigen Lösungen ermöglichen. Im Rahmen dieses Vorhabens soll die heterogen katalysierte Aminierung von Isohexiden in wässriger Lösung in Richtung technischer Reife weiterentwickelt werden. Das Projekt ist in vier Teilaufgaben gegliedert: 1) Katalysatoroptimierung, 2) Kontinuierliche Reaktionsführung, 3) Stofftrennung und Produktentwicklung und 4) Verfahrensentwicklung. In (1) soll der identifizierte, kommerziell verfügbare Katalysator Ruthenium auf Aktivkohle (Ru/C) optimiert werden. Insbesondere ist das Ziel, unter Minimierung des Leachings, die Aktivität zu steigern, indem durch den Einsatz bimetallischer Ru-basierter Systeme bzw. von Promotoren die Affinität für die Bindung der gebildeten Amine gesenkt wird. In (2) wird die Möglichkeit der kontinuierlichen Prozessführung durch Einsatz eines kontinuierlichen Rührkessels untersucht. Im Fokus stehen dabei insbesondere Versuche zur Langzeitstabilität, der Reaktionskinetik sowie möglicher Massentransferlimitierungen an Formkörperkatalysatoren. In (3) wird die technisch relevante Trennung der Produkte über chromatographische Verfahren weiterentwickelt sowie als Konzeptstudie die Herstellung Isohexidamin-basierten Polyamide gezeigt. Auf dieser Basis soll in (4) über eine konzeptuelle Verfahrensentwicklung das Potential für eine technische Aufskalierung evaluiert sowie die Wirtschaftlichkeit abgeschätzt werden.