Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In diesem Forschungsprojekt sollte die Abtrennung von Stickstoffmonoxid bzw. Stickstoffdioxid aus Abgasen mit der Synthese von hochwertigen Spezialchemikalien kombiniert werden. Bisher werden Stickoxide aus Abgasen im Rahmen der gro\u00dftechnischen Entstickung haupts\u00e4chlich in einfachen Stickstoff umgewandelt. Die beiden g\u00e4ngigen Verfahren sind als SCR (Selektive katalytische Reduktion) und SNCR (Selektive nicht-katalytische Reduktion) bekannt. Pilotstudien existieren zudem zu BioDeNOx, einem Verfahren, das Stickstoffmonoxid zun\u00e4chst mittels Bindung an Eisen(II)-EDTA-Komplexe aus dem Gasstrom entfernt. Das derart gebundene NO wird in einem zweiten Schritt enzymatisch in Stickstoff umgewandelt wobei der Eisen-Komplex regeneriert wird.
\nDes Weiteren existieren einige wenige Prozesse, in denen aus Stickoxiden Basischemikalien wie Salpeters\u00e4ure, anorganische Nitratsalze oder Nitroaromaten gewonnen werden k\u00f6nnen. <\/p>\n
Das Anwendungspotenzial der Radikale Stickstoffdioxid wie auch Stickstoffmonoxid, das aus der organischen Synthese bekannt ist, wird im Rahmen der Entstickung somit noch nicht genutzt. Im Unterschied zu den bekannten Verfahren zur Entstickung sollten in diesem Forschungsprojekt deswegen gezielt chemische Reaktionen entwickelt werden, die es erlauben, niedrig konzentrierte Stickoxide aus sauerstoffhaltigen (abgas\u00e4hnlichen) Gasstr\u00f6men zu entfernen. Die Rahmenbedingungen stellen dabei eine wesentliche Herausforderung dar, da in der organischen Synthese bisher fast ausschlie\u00dflich h\u00f6her konzentrierte Stickoxide in Abwesenheit in von Sauerstoff eingesetzt wurden. <\/p>\n
Grunds\u00e4tzlich kann zur chemischen Verwertung von Stickoxiden einerseits die Eignung von Stickstoffmonoxid als stickstoffzentrierter Radikalabf\u00e4nger genutzt werden, andererseits die hohe Reaktivit\u00e4t von Stickstoffdioxid, welche beispielsweise eine Addition des Radikals an diverse C-C-Doppelbindungen erm\u00f6glicht. Um die sp\u00e4tere Vermarktung der in der Entstickungsreaktion erhaltenen Produkte zu gew\u00e4hrleisten, standen hochwertige und wirtschaftlich bedeutende Gruppen chemischer Verbindungen wie Aminos\u00e4uren und Aminoalkohole im Vordergrund der Untersuchungen. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenInnerhalb dieses Forschungsprojektes wurden drei unterschiedlich Prozesse studiert, mit denen eine Entstickung von Abgasen an die Synthese von Feinchemikalien gekoppelt werden kann. Die zu Projektbeginn favorisierte Methode der Oxim- und Aminos\u00e4uresynthese, in der Stickstoffmonoxid zun\u00e4chst durch Bindung an Eisen(II)-DMSO-Komplexe aus dem Gasstrom entfernt wird, stellte sich nur f\u00fcr hohe NO-Konzentrationen im Gasstrom als geeignet heraus. <\/p>\n
Im Zusammenhang mit der aus dem BioDeNOx-Prozess bekannten, effektiveren Entfernung von NO mittels Eisen(II)-EDTA-Komplexen konnten wir im Sinne eines \u0084Proof of Principle\u0093 zeigen, dass derartige gebundenes Stickstoffmonoxid \u00fcber Reaktionen mit weniger reaktiven Benzylradikalen nutzbar gemacht werden kann.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Als aussichtsreichste Methode zur Abgasreinigung in Kombination mit chemischer Synthese stellt sich aktuell die Nitrohydroxylierung von Styrol in Ethylacetat dar. Dieses Verfahren eignet sich auch f\u00fcr kleine NO2-Konzentration im Gasstrom wobei in einer metallfreien Reaktion einfach weiterverwertbare Reaktionsprodukte erhalten werden. Die Anwendbarkeit der Methode konnte bereits in einem 10-Liter-Gasw\u00e4scher demonstriert werden. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Forschungsprojekts wurden bzw. werden wie folgt vorgestellt:<\/p>\n
Publikationen:
\nFixation and recycling of nitrogen monoxide through carbonitrosation reactions
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, Green Chem. 2014, 16, 2982-2987. (Open access)
\nOxidative nitration of styrenes for the recycling of low-concentrated nitrogen dioxide in air
\nD. Hofmann, C. De Salas, M. R. Heinrich, ChemSusChem 2015, angenommen.
\nCapture and recycling of nitrogen monoxide through FeII(EDTA)(NO) complexes
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, in Vorbereitung<\/p>\n
Posterpr\u00e4sentationen:
\nRadical Carbonitrosation and Recycling of the Waste Gas Nitrogen Monoxide
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, Gordon Research Conference: Green Chemistry, Lucca, Italy, (21st – 27th July, 2012)
\nRadical Carbonitrosation and Recycling of the Waste Gas Nitrogen Monoxide
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, 2nd International Symposium on Green Chemistry Renewable carbon and Eco-Efficient Processes, La Rochelle, France, (21st – 24th May, 2013)
\nRadical Carbonitrosation and Recycling of the Waste Gas Nitrogen Monoxide
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, 17th Annual Green Chemistry and Engineering Conference, Maryland, USA, (18th – 20th June, 2013)
\nOxidative Nitration of Styrenes with Nitrogen Oxides in Air to Combine Denitrification and Organic Synthesis
\nD. Hofmann, C. de Salas, M. R. Heinrich, 3rd International Symposium on Green Chemistry, La Rochelle, France, (3rd – 7th May, 2015)<\/p>\n
Vortr\u00e4ge:
\nRecycling of the Waste Gas Nitrogen Monoxide through Radical Reactions
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, GSMS Winterschool, Kirchberg, Austria, (27th February, 2013)
\nSynthesis of pharmaceuticals combined with the denitrification of waste gases
\nC. de Salas, M. R. Heinrich, 2nd International Symposium on Green Chemistry Renewable carbon and Eco-Efficient Processes, La Rochelle, France, (21st – 24th May, 2013)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens In diesem Forschungsprojekt sollte die Abtrennung von Stickstoffmonoxid bzw. Stickstoffdioxid aus Abgasen mit der Synthese von hochwertigen Spezialchemikalien kombiniert werden. Bisher werden Stickoxide aus Abgasen im Rahmen der gro\u00dftechnischen Entstickung haupts\u00e4chlich in einfachen Stickstoff umgewandelt. Die beiden g\u00e4ngigen Verfahren sind als SCR (Selektive katalytische Reduktion) und SNCR (Selektive nicht-katalytische Reduktion) […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[57,47,52,53],"class_list":["post-25989","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-bayern","tag-klimaschutz","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"30388\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"73.060,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg (FAU)\nDepartment Chemie und Pharmazie\nPharmazeutische Chemie","dbu_projektdatenbank_strasse":"Nikolaus-Fiebiger-Str. 10","dbu_projektdatenbank_plz_str":"91058","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Erlangen","dbu_projektdatenbank_p_von":"2012-07-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2014-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"(+49)-(0)9131-85-65670","dbu_projektdatenbank_inet":"www.medchem.uni-erlangen.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Bayern","dbu_projektdatenbank_foerderber":"121","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-30388.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25989","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25989\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43218,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25989\/revisions\/43218"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25989"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25989"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25989"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}