Für die Kunststoffindustrie sind sie unverzichtbar: Polyamide – kurz PA. Aus den Polymeren werden beispielsweise Kunstfasern für Textilien oder technische Anwendungen hergestellt. Die bekannteste Kunstfaser ist Nylon. Die Faser steckt sowohl in Damenstrümpfen, aber auch in Heißluftballons und Autoreifen. Doch die begehrten Polyamide werden meist auf der Basis von Erdöl gewonnen. Forschende der Technischen Hochschule Köln haben nun in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zur Herstellung biobasierter Polyamide geschafft: Sie konnten einen wichtigen Ausgangsstoff zur Herstellung der Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen erschließen.

Distelöl als Ressource

„Wir haben gezeigt, dass auch heimisches Distelöl eine sinnvolle Rohstoffquelle für diese Industrie sein kann. In einem komplexen biotechnologisch-chemokatalytischen Verfahren konnten wir die in dem Öl enthaltenen Fettsäuren in Amino-Fettsäuren umwandeln, aus denen in Zukunft Polyamid hergestellt werden kann“, sagt Projektleiter Ulrich Schörken.

Hydroperoxide in Amino-Fettsäuren umgewandelt

Die Entwicklung erfolgte demnach in drei Schritten: Zunächst wurde eine Enzymkaskade entwickelt, um aus dem Distelöl sogenannte Hydroperoxide zu synthetisieren. Dieser Stoff war die Ausgangsbasis für die Produktion von Amino-Fettsäuren, die wiederum eine Vorstufe zur Herstellung von Polyamiden wie Nylon sind. Dafür wurde im Rahmen des Projektes ein neues biokatalytisches Reaktionssystem entwickelt, das in einer Einstufensynthese die Hydroperoxide in Amino-Fettsäuren umwandelt.

Proof of Concept erfolgreich

Zugleich suchte das Team um Schöken nach einem Weg, diese Amino-Fettsäuren chemisch herzustellen. Dabei wurden neue vielversprechende Katalysatoren zur Spaltung der Hydroperoxide identifiziert. „Was eigentlich nur als Versuch angedacht war, hat sich als äußerst spannender Prozess für die Produktion von Phenol herausgestellt, einen Grundstoff der chemischen Industrie. Hier haben wir eine Erfindungsmeldung eingereicht“, sagt Jan Eisenacher. Noch sei die Methode zwar nicht voll ausgereift und weitere Forschungen nötig, sagt Projektleiter Ulich Schöken. „Als ‚Proof of Concept‘ konnten wir aber zeigen, dass sowohl eine rein enzymatische als auch eine gemischte bio- und chemokatalytische Lösung funktionieren kann.“

bb