Bioschmierstoffe Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Nachwuchsgruppe: Lipidmodifizierte Hydroxycarbonsäureanhydride - neuartige Bausteine für Tenside, Kosmetika und Polymere

Anschrift
Bergische Universität Wuppertal - Fachbereich C - Mathematik und Naturwissenschaften - Fachgruppe Chemie - Organische Chemie
42119 Wuppertal
Gaußstr. 20
Kontakt
Prof. Dr. Manfred / Hans J. Schneider / Altenbach
Tel: +49 202-439-2775 2647
E-Mail: schneid@uni-wuppertal.de/orgchem@uni-wuppertal.de
FKZ
22025605
Anfang
01.08.2006
Ende
30.11.2011
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Herstellung lipidmodifizierter Hydroxycarbonsäureanhydride und die Nutzung dieser Schlüsselbausteine zur Herstellung neuartiger Produkte mit innovativen Eigenschaften. Die Ausgangsstoffe sind Fettsäuren aus nativen Fetten und Ölen sowie natürliche Hydroxycarbonsäuren, die jeweils in großen Mengen preiswert verfügbar sind. Wir haben in unseren Vorarbeiten überraschend gefunden, dass sich die Titelverbindungen auf sehr einfache Weise und in hervorragenden Ausbeuten herstellen lassen. Als sehr gute Elektrophile lassen sie sich mit unterschiedlichsten Nukleophilen wie Fettaminen, Aminoalkoholen, Aminosäuren, Aminozuckern, Proteinhydrolysaten, Alkoholen, Polyolen, Zuckern, u.s.w. in Kombinationsprodukte mit neuen Eigenschaften überführen. Als Beispiele dafür seien neuartige Tenside, Kosmetika, Emulgatoren, Komplexbildner sowie Polymere erwähnt. Die im Rahmen dieses Vorhabens hergestellten Produkte sollen nach der Einreichung von Schutzrechten möglichst rasch industriellen Partnern zur Eigenschaftsprüfung und somit einer technischen Verwertung zugeführt werden.
Ergebnisdarstellung
Die Umsetzung von Äpfel- Wein- und Citronensäure mit Fettsäurechloriden führte in hohen Ausbeuten zu O-acylierten Hydroxycarbonsäureanhydriden, die als Schlüsselbausteine für weitere Umsetzungen fungierten. Um die als Abfallprodukte anfallenden freien Fettsäuren und die entstehende Salzsäure zu vermeiden, konnten im Rahmen des Projektes zwei alternative Syntheseverfahren entwickelt werden, die als Rohstoffe ausschließlich Hydroxycarbonsäuren, Fettsäuren und Essigsäureanhydrid verwenden. Die O-acylierten Hydroxycarbonsäureanhydride der Äpfel- und Weinsäure konnten sehr erfolgreich mit einer Reihe von Nukleophilen umgesetzt werden, wie z.B. Diolen, Polyolen, Kohlenhydraten, Aminosäuren, Diaminen und auch mit nukleophilen Gruppen von Wirkstoffen, z.B. von Antioxidantien, Duftstoffen und pharmazeutischen Wirkstoffen. Die Produkte wurden analysiert und deren Eigenschaften für mögliche Nutzanwendungen ermittelt. So konnten zahlreiche neuartige Verbindungen hergestellt werden, die eingesetzt werden können als Tenside, Emulgatoren, Geliermittel, Antioxidantien oder auch als "Proflavour"- bzw. "Prodrug"-Systeme, wenn die Freisetzung der Ester durch Hydrolasen erfolgt. Unbefriedigend verliefen die Versuche, O-acylierte Citronensäureanhydride mit Nukleophilen umzusetzen, woraufhin alternative Syntheseverfahren entwickelt wurden, um Citronensäure selektiv zu modifizieren. Dies gelang, indem Citronensäure direkt Borsäure katalysiert oder nach Schützung als Borsäureester eingesetzt wurde. Auch hier wurden Produkte erhalten, die für die Einsatzbereiche Tenside, Emulgatoren, Verdicker sowie Komplexierungsmittel geeignet sind. Zudem konnten Polymere durch Polykondensation von Hydroxycarbonsäuren mit Diolen gewonnen werden. Dies gelang besonders gut mittels Borsäure als Katalysator.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
 
 
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