Katalytische Decarboxylierung biobasierter Carbonsäuren

Das Ziel der vorliegenden Dissertation besteht in der Decarboxylierung von ausgewählten biobasierten Carbonsäuren zum Erhalt von wichtigen Decarboxylierungsprodukten biogenen Ursprungs. Zu diesem Zweck finden Decarboxylierungsexperimente ausgehend von Levulinsäure zu Methylethylketon und von Itaconsäure zu Methacrylsäure statt. Die Decarboxylierungsversuche können sowohl rein thermisch als auch basenkatalysiert oder unter Zuhilfenahme geeigneter Übergangsmetallkatalysatoren durchgeführt werden. Es werden verschiedene Variationsexperimente zur Steigerung der Ausbeute des Wunschprodukts durchgeführt. Im Fokus stand dabei besonders die, aufgrund des umfangreicheren Reaktionsnetzwerks, komplexere Decarboxylierung von Itaconsäure. Dabei zeigt vor allem die basenkatalysierte Umsetzung von Itaconsäure besonders hohe Ausbeuten an Methacrylsäure. Mit Hilfe des experimentell erhaltenen Reaktions-Zeit-Verlaufs und eines geeigneten Kinetikmodells lassen sich zudem Modellierungen zur Bestimmung der Aktivierungsenergie der Decarboxylierung von Itaconsäure zu Methacrylsäure erhalten.

The aim of the present work is the decarboxylation of selected biobased carboxylic acids in order to receive decarboxylation products of biogenic origin. In order to achieve this, decarboxylation experiments starting from levulinic acid to form methylethylketone and starting from itaconic acid to form methacrylic acid were carried out. The experiments can be performed by thermal decarboxylation only or catalyzed by base or appropriate transition metal catalysts. Different variation experiments are used to maximize the yield of the preferred product. Furthermore, the more complex decarboxylation of itaconic acid was of greater interest. Continuative the alkaline decarboxylation of itaconic acid shows superior yield of methacrylic acid. In addition the experimentally received reaction progress can be modeled by use of an adequate kinetic model to determine the activation energy of the decarboxylation of itaconic acid to form methacrylic acid.