化石原料仍然在化学工业中占据主导地位。但世界各地的实验室正在研究未来大规模生产过程避免使用原油、天然气和煤炭的方法。所谓的平台化学品正变得越来越重要。它们完全由可再生原材料制成。但它们在工业过程中的使用需要特殊的催化剂。

LIKAT的研究小组与大连化学物理研究所合作，刚刚在《自然通讯》杂志上展示了这样一种催化剂。在单个反应步骤中，它可以将平台化学糠醛转化为胺，胺是最重要的合成构件之一。

胺是药物和农用化学品合成中的功能成分，广泛应用于能源技术和材料科学等许多领域。最终，他们将那些提供特定性能的氮单元引入化学过程。胺市场增长强劲，预计未来十年年增长率为8%。

反应无废物和副产物

这种增长吸引了来自大连的齐海峰在他的论文中仔细研究了这种反应。“因为胺合成仍然在很大程度上依赖化石资源，”他说。与此同时，全球范围内对基于可再生原材料的可持续生产的具有成本效益的方法越来越感兴趣，KathrinJunge博士解释道，齐博士目前在其研究小组中担任莱布尼茨研究所LIKAT的洪堡研究员在罗斯托克进行催化。

新的反应一步进行，而不是之前的五到六个步骤。Qi使用化学糠醛平台，该化学品完全由生物废物以及氨和氢气生产。这会产生胺哌啶，这是一种药物、作物保护剂和溶剂等的中间体。

作为模型反应，该过程可以普遍使用。“例如，如果进一步加热产物哌啶，同时关闭氢气和氨的供应，则会形成另一种称为吡啶的胺，”齐博士在报告他的研究时说。两次他都完全转化了起始材料，没有形成任何废物。

正如Junge博士所说，这也意味着在这些过程之后可以省去通常的胺纯化。“该催化剂还可以轻松地重复用于新的循环。”它在控制反应方面的选择性有多高，从高达97%的收率就可见一斑。基本上，具有轰动的价值。

催化剂如何做到这一点?听到这个问题，齐博士笑了，因为当他认识到这种高度选择性的方法时，他也问过自己。这就是为什么在LIKAT分析区域对催化剂进行精确检查的原因。

齐用钴和钌按照多相催化的常用方法制备了催化剂：他将两种金属的盐溶解在水中，添加金属可以沉降的载体材料，然后让溶剂蒸发并使络合物干燥。然后他将催化剂暴露在400°C的高温下。化学家将此过程称为热解：材料不会燃烧，但会改变其结构。

单个原子引起效应

后来在高科技显微镜下揭示了热量如何决定性地改变了催化剂结构。Junge博士解释说：“钴原子团聚集在纳米颗粒中，钌以单个原子的形式沉积在其表面。”

Qi表示：“正是这种我们所说的单原子结构产生了这种效果。而且它非常稳定。”所有这些都为胺的生产提供了相当简单的安排，Junge博士相信任何实验室技术人员都可以处理。

“这种基于生物质生产胺的材料循环几乎不为人所知，”LIKAT主任MatthiasBeller博士教授强调，他在德国方面监督Qi的工作。这可能是“未来生物精炼厂”的基础。