Biokatalyse & Polymerchemie

Prof. Udo Kragl (Universität Rostock)

Wir beschäftigen uns mit der Verfahrensentwicklung für chemo- und biokatalytische Prozesse. Dies umfasst sowohl die Entwicklung neuer Verfahren, insbesondere im Bereich der Aufarbeitung z. B. mit Membranverfahren, als auch neue Katalysatoren und Materialien. Auch Untersuchungen zur Maßstabsvergrößerung und der Optimierung bestehender Prozesse und Verfahren im Hinblick auf ökonomische und ökologische Aspekte sind Gegenstand der Arbeiten. Im Bereich der Biokatalyse hat sich Dr. Jan von Langermann mit dem Konzept der in-situ Produktabtrennung habilitiert, Dr. Robert Francke im Bereich der Elektrokatalyse mit dem Konzept der Membranabtrennung polymergebundender Mediatoren. Die Forschungsaktivitäten am LIKAT werden durch die am Institut lokalisierte Nachwuchsgruppe Dr. Esteban Mejia geprägt, der sich im Dezember 2020 erfolgreich habilitiert hat. Zu den Forschungsschwerpunkten gehören u.a. Silikon-basierte Polymere und Polyether-basierte Funktionelle Materialien.

Literatur

[1] F.O. Sommer, J.-S. Appelt, I. Barke, S. Speller, S. U. Kragl, Membranes 2020, 10, 308. UV-Polymerized Vinylimidazolium Ionic Liquids for Permselective Membranes.

[2] J. Claus, A. Brietzke, C. Lehnert, S. Oschatz, N. Grabow, U. Kragl, PLoS ONE 2020, 15, e0231421. Swelling characteristics and biocompatibility  of ionic liquid-based hydrogels for biomedical applications.

[3] L.-E. Meyer, A. Gummesson, U. Kragl, J. von Langermann, Biotech. J. 2019, 14, 1900215. Development of Ionic Liquid‐Water‐Based Thermomorphic Solvent (TMS)‐Systems for Biocatalytic Reactions.

 

Themengruppe PD Dr. habil. Esteban Mejia

Die Chemie, einer der Hauptakteure des Fortschritts und (wohl) Verursacher der meisten seiner Übel, wurde aufgerufen, diese Probleme frontal anzugehen! Dafür war eine "komplette Umstellung" der Art und Weise, wie Chemiker ihre Prozesse gestalten und ihre Ergebnisse verwalten, notwendig. Der Paradigmenwechsel kam mit der Entwicklung des Konzepts der "grünen Chemie" und ihrer zwölf Prinzipien, in deren Zentrum die Katalyse steht.

Geleitet von den Prinzipien der Grünen Chemie, ist die Anwendung katalytischer Technologien zur Entwicklung nachhaltiger Prozesse und Produkte die zentrale Forschungsmotivation der Gruppe „Polymerchemie & Katalyse“. Unsere Hauptforschungsaktivitäten umfassen die Entwicklung von sicheren Polymerisationskatalysatoren für Verbraucherprodukte (wie Silikonen), zusammen mit neuartigen Base-Metal-Systemen zur Herstellung biologisch abbaubarer Polymere und die nachhaltige Synthese von CO2-Epoxid-Copolymeren.

Außerdem werden neuartige katalytische Systeme auf Kupferbasis für die Synthese von Enynen und Heterocyclen entwickelt, die eine Verbesserung gegenüber bestehenden Technologien darstellen und auf die Verwendung von Edelmetallen und vorfunktionalisierten Substraten verzichten. Diese Systeme umfassen molekulare Koordinationsverbindungen und künstliche Metalloenzyme.

Weitere Forschungsschwerpunkte sind die Entwicklung von metallfreien Katalysatoren für aerobe Oxidationsreaktionen, einschließlich heterogener Carbokatalysatoren und persistenter Radikalkationen. Sowie die Synthese und Anwendung heterogener Katalysatoren, die aus Abfall-Reishülsen abgeleitet sind. Hier konnte ein alternativer Weg für die Valorisierung von landwirtschaftlichen Reis-Bioabfällen etabliert werden, was zu Produkten mit hohem Mehrwert (den Katalysatoren) und potenziellen unmittelbaren Auswirkungen in der chemischen Industrie führt.

 

Literatur:

1) Catalytic Aerobic Oxidations, 1st ed. (Ed: Esteban Mejía), Catalysis Series No. 39, Print ISBN: 978-1-78801-720-6, Royal Society of Chemistry, 2020.

2) F. Unglaube, P. Hünemörder, X. Guo, Z. Chen, D. Wang and E. Mejía, Helv. Chim. Acta 2020, 103, e2000184. Phenazine Radical Cations as efficient Homogeneous and Heterogeneous Catalysts for the Cross‐Dehydrogenative Aza‐Henry Reaction.

3) A. Salazar, A. Linke, R. Eckelt, A. Quade, U. Kragl and E. Mejía, ChemCatChem 2020, 12, 3504-3511. Oxidative Esterification of 5‐Hydroxymethylfurfural under Flow Conditions Using a Bimetallic Co/Ru Catalyst.

4) A. A. Almasalma, E. Mejía, Synthesis 2020, 52, 529-536. Allylic C–H Alkynylation via Copper-Photocatalyzed Cross-Dehydrogenative Coupling.