Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin haben einen neuartigen Prozess zur industriellen Produktion von Grundchemikalien entwickelt. Sie fanden einen neuen Zugang zu Phosgen, der ganz neue Wege bei der Herstellung von Grundstoffen ermöglicht.
Carbonylchlorid – auch Phosgen genannt – ist einer der wichtigsten Grundstoffe in der chemischen Industrie und Ausgangsstoff für beispielsweise Polymere, Agrochemikalien und Medikamente. Allein für die Produktion von Polyurethanen und Polycarbonaten – Kunststoffe die als Dämmstoffe bzw. in CDs oder Brillengläsern verwendet werden – werden jährlich ungefähr 12 Millionen Tonnen Phosgen benötigt; eine Zahl die Schätzungen zufolge bis 2030 auf 18,6 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen wird.
Die neue Entwicklung gelang Professor Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel vom Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität sowie beteiligten Wissenschaftler der Technischen Universität Berlin und der Firma Covestro. Die Ergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift «Science Advances» veröffentlicht.
Gefährlich: Toxisch
Aufgrund seiner hohen Toxizität wird Carbonylchlorid nur von wenigen spezialisierten Unternehmen in grossem Massstab produziert. Dabei werden Kohlenmonoxid und Chlor bei sehr hohen Temperaturen und hohen Drücken unter Zuhilfenahme eines Katalysators zur Reaktion gebracht, was sehr energieintensiv ist und ein umfangreiches Sicherheitskonzept erfordert.
Einfache und gute Katalysatoren
Die Forschende um Professor. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel konnten zeigen, dass bereits Chloridionen – wie sie auch in Kochsalz vorkommen – in Kombination mit speziellen Kationen sehr effiziente Katalysatoren für die Synthese von Carbonylchlorid sind. «Chlor und Chloridionen bilden zunächst sogenannte Polychloride, welche bei Raumtemperatur und normalem Druck mit Kohlenmonoxid zu Carbonylchlorid reagieren», erläutert Hasenstab-Riedel. «Das Verfahren könnte sich im grossen Massstab als weitaus effizienter erweisen als das bisher angewandte. Zudem lassen sich die Polychloride als effiziente, neuartige und bei Raumtemperatur flüssige, Chlorspeicher einsetzen, was in Zukunft eine nachhaltigere Chlorproduktion ermöglichen könnte.»
