idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Teilen: 
04.03.2021 09:21

Elektrochemie ermöglicht nachhaltige Herstellung von Sulfonamiden

Petra Giegerich Kommunikation und Presse
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

    Ein Forschungsteam der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz hat eine vollkommen neue, elektrochemische Methode entwickelt, um Sulfonamide schnell, kostengünstig und umweltfreundlich herzustellen. Sulfonamide sind in vielen Medikamenten, zum Beispiel in Antibiotika und Viagra, aber auch in Agrochemikalien und Farbstoffen enthalten und bilden damit eine für die Pharma- und die chemische Industrie wichtige Molekülklasse.

    Mit einem an der JGU entwickelten Verfahren lassen sich wichtige Substanzen für die Pharmaindustrie schnell, kostengünstig und umweltfreundlich herstellen

    Ein Forschungsteam der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat eine vollkommen neue, elektrochemische Methode entwickelt, um Sulfonamide schnell, kostengünstig und umweltfreundlich herzustellen. Sulfonamide sind in vielen Medikamenten, zum Beispiel in Antibiotika und Viagra, aber auch in Agrochemikalien und Farbstoffen enthalten und bilden damit eine für die Pharma- und die chemische Industrie wichtige Molekülklasse. Während für das bisherige Verfahren zu ihrer Herstellung ätzende Chemikalien, hohe Temperaturen und teure Metallkatalysatoren nötig sind, kommt die neue Methode mit kostengünstigen Grundstoffen, elektrischem Strom und weitgehend unbedenklichen Lösungsmitteln aus. Das berichten die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie. „Beim herkömmlichen Verfahren sind drei Reaktionsstufen nötig, wobei jede Stufe die Herstellungskosten um den Faktor zwei bis fünf nach oben treibt. Bei der neuen Methode reicht eine einzige Reaktionsstufe. Diese ist gut skalierbar und kann somit im industriellen Maßstab angewendet werden“, sagt Prof. Dr. Siegfried Waldvogel, Leiter des Forschungsteams und Sprecher des Spitzenforschungsbereichs „SusInnoScience“ (Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource-efficient Science in the Anthropocene) der JGU.

    Als Ausgangsstoffe für die neue Reaktion dienen Moleküle aus den Stoffklassen der Amine und der Aromaten sowie der Schadstoff Schwefeldioxid, der bei vielen industriellen Prozessen als Abfallprodukt anfällt. Quasi nebenbei ermöglicht es die neue Methode, diesen Abfall in Wertprodukte zu verwandeln: Die Amine reagieren in Lösung mit dem Schwefeldioxid, wodurch als Zwischenprodukt Amidosulfinat entsteht. Nun könnten sowohl Sauerstoff als auch Schwefel die aromatischen Moleküle angreifen, die zuvor mit dem elektrischen Strom oxidiert wurden. Dabei ist die Bindung des Sauerstoffs unerwünscht. „Diese Bindung verhindern wir durch die Wahl des passenden Lösungsmittels – man könnte sagen, dass hier der Clou liegt“, sagt Waldvogel. Das Lösungsmittel bildet starke Wasserstoffbrücken mit den Sauerstoffatomen aus und blockiert diese dadurch – der Weg ist frei für die gewünschten Schwefel-Kohlenstoff-Bindungen. Nach der Reaktion lässt sich das Lösungsmittel rückdestillieren und erneut verwenden. „Mit der elektrochemischen Herstellung von Sulfonamiden haben wir einen völlig neuen Ansatz in der Chemie geschaffen, der sich auf viele andere Reaktionen übertragen lässt. Wir haben gewissermaßen eine Tür aufgestoßen, hinter der sich zahlreiche neue Möglichkeiten bieten“, sagt Waldvogel, der zu den weltweit führenden Wissenschaftlern auf dem Gebiet der Elektrochemie zählt.


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Prof. Dr. Siegfried R. Waldvogel
    Department Chemie
    Johannes Gutenberg-Universität Mainz
    55099 Mainz
    Tel.: +49 6131 39-26069
    E-Mail: waldvogel@uni-mainz.de
    https://www.aksw.uni-mainz.de/


    Originalpublikation:

    S. P. Blum et al., Metallfreie, elektrochemische Synthese von Sulfonamiden direkt aus (Hetero)arenen, SO2 und Aminen, Angewandte Chemie, 28. Dezember 2020,
    https://doi.org/10.1002/ange.202016164


    Weitere Informationen:

    https://susinnoscience.uni-mainz.de/ – Profilbereich „SusInnoScience“ der JGU
    https://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/13042_DEU_HTML.php – Pressemitteilung „Wertvolle Chemikalien aus verseuchtem Erdreich gewinnen“ (29.01.2021)
    https://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/12467_DEU_HTML.php – Pressemitteilung „Lignin statt Vanadium: Mainzer Wissenschaftler forschen an nachhaltiger Alternative zu Metallverbindungen in großen Stromspeichern“ (04.11.2020)


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Studierende, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
    Chemie, Medizin, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Prof. Dr. Siegfried Waldvogel, Sprecher des Profilbereichs „SusInnoScience“ (Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource-efficient Science in the Anthropocene) der JGU


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).