Organische Chemie: Künstlicher Diesel
In Anbetracht schwindender Vorräte an Erdöl vermuten manche Wissenschaftler, in Zukunft würde der Treibstoff für Verkehrsmittel aus Kohle, Erdgas und synthetischen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen stammen. Vor einer Nutzung müssten diese Moleküle aber zunächst auf Längen von 9 bis 20 Kohlenstoff-Atomen verlängert werden, was etwa der Zusammensetzung von Diesel entspricht. Ein Wissenschaftlerteam um Maurice Brookhart von der Universität von North Carolina in Chapel Hill hat für diesen Zweck eine Kombination von Katalysatoren entwickelt, die selektiv gesättigte Kohlenwasserstoffketten (Alkane) verknüpfen.
Die Reaktion verläuft über eine Zwischenstufe, in der einige Kohlenstoff-Atome durch Doppelbindungen (Alkene) verbunden sind. Um diese Phase zu erreichen, entfernt ein Iridium-Komplex vorübergehend benachbarte Wasserstoffatome aus dem Alkan. Ein zweiter Katalysator kann anschließend zwei Alken-Moleküle unter Abspaltung eines noch kurzkettigeren Kohlenwasserstoffrests miteinander verbinden. Der Iridium-Komplex gibt danach den entzogenen Wasserstoff wieder an das nun langkettigere Alkan zurück. Auf diese Weise entstehen aus zwei kurzen ein längeres und ein noch kürzeres Alkan-Molekül.
Der Prozess ist sehr selektiv für lineare Moleküle, die sich besser energetisch verwerten lassen als zyklische Verbindungen. Allerdings sehen die Forscher noch ein großes Verbesserungspotenzial, was durch andere Katalysatoren erreicht werden könnte. Bis zu einer Markteinführung wird darum noch einige Zeit vergehen.
Die Reaktion verläuft über eine Zwischenstufe, in der einige Kohlenstoff-Atome durch Doppelbindungen (Alkene) verbunden sind. Um diese Phase zu erreichen, entfernt ein Iridium-Komplex vorübergehend benachbarte Wasserstoffatome aus dem Alkan. Ein zweiter Katalysator kann anschließend zwei Alken-Moleküle unter Abspaltung eines noch kurzkettigeren Kohlenwasserstoffrests miteinander verbinden. Der Iridium-Komplex gibt danach den entzogenen Wasserstoff wieder an das nun langkettigere Alkan zurück. Auf diese Weise entstehen aus zwei kurzen ein längeres und ein noch kürzeres Alkan-Molekül.
Der Prozess ist sehr selektiv für lineare Moleküle, die sich besser energetisch verwerten lassen als zyklische Verbindungen. Allerdings sehen die Forscher noch ein großes Verbesserungspotenzial, was durch andere Katalysatoren erreicht werden könnte. Bis zu einer Markteinführung wird darum noch einige Zeit vergehen.
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.