Eine aktuelle Studie des Max-Planck-Gesellschaft für Kohlenforschung in Deutschland zeigt, dass Biomasse das Potenzial hat, Öl als wichtigen Rohstoff für die Produktion hochwertiger Chemikalien zu ersetzen. Die zugehörigen Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift „Science“ veröffentlicht und eröffnen neue Möglichkeiten für die chemische Industrie, Alternativen zu fossilen Rohstoffen zu erkunden.
Die Studie wurde vom Team um Prof. Dr. Benjamin List, Direktor des Max-Planck-Gesellschaft für Kohlenforschung, geleitet und konzentrierte sich auf eine Klasse von Verbindungen, die aus Biomasse stammen – Furan-Derivate. Doktorand Nils Frank vom Team erklärte: „Unser Leitsatz lautet: Biomasse statt Erdöl als chemischen Rohstoff nutzen.“ Das Forschungsteam entwickelte einen innovativen Photohydrolyse-Prozess, der eine oxidations-reduktionsneutrale Ringöffnung von Furanverbindungen ermöglicht und diese erfolgreich in ein Schlüsselintermediat, Dialdehyd-Bernsteinsäure, umwandelt – ein Reaktionsweg, der der Wissenschaft bisher unbekannt war.
„Das Licht ist deshalb wichtig, weil diese Reaktion eine ‚umgekehrte Reaktion‘ ist und Energieeintrag benötigt, und diese Energie stammt, wie bei der natürlichen Photosynthese, aus Licht“, erläuterte Nils Frank. Diese Methode vermeidet die traditionell benötigten Oxidations- oder Reduktionsschritte und bietet einen direkteren Weg zur Synthese komplexer Moleküle aus Biomasse.
Besonders wichtig ist, dass das Team nachweisen konnte, dass dieser Weg direkt von Furanen zur Synthese von Vorläufermolekülen für Arzneistoffe wie Prostaglandine oder Antibiotika genutzt werden kann. Co-Autor Dr. Markus Leutzsch wies darauf hin: „Wir fanden heraus, dass die Reaktion über einen heterocyclischen Ring abläuft, der wissenschaftlich bisher nicht beschrieben wurde.“ Dies offenbart einen völlig neuen Reaktionsmechanismus. Obwohl derzeit unklar ist, ob diese Methode direkt für die zukünftige Arzneimittelproduktion eingesetzt wird, hat Teammitglied Dr. Moreshwar Chaudhari bereits durch die Entwicklung eines durchlichteten Durchflussreaktors das Potenzial für eine großtechnische Skalierung des Prozesses validiert.
Diese Forschung zur Biomasse-Umwandlung demonstriert die Möglichkeit, erneuerbare Ressourcen und Lichtenergie zur Treibung chemischer Reaktionen zu nutzen. Prof. Dr. Benjamin List fasste zusammen: „Kohlendioxid und Licht sind die Grundbausteine der zukünftigen chemischen Industrie. Nils‘ Entdeckung ist nur der Anfang unserer Arbeit in diese Richtung.“ Diese Ergebnisse legen den Grundstein für eine nachhaltigere Chemikalienproduktion, die weniger von fossilen Ressourcen abhängt.
Veröffentlichungsdetails: Autoren: Nils Frank et al., Titel: „Photohydrolysis of Furans“, erschienen in: Science (2026). Zeitschrifteninfo: Science
