Stickoxid Forscher stellen aus Abgasen Medikamente her

Stickoxide sind problematisches Nebenprodukt vieler chemischer Prozesse und schädigen vor allem die Atmungsorgane, bauen die Ozonschicht ab und sorgen für sauren Regen. Forscher der FAU Nürnberg-Erlagnen haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit denen das schädliche Gas für die Herstellung von Medikamenten oder Farbstoffen genutzt werden kann.

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Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Friedrich-Alexander-Univers. Erlangen-Nürnberg ZUV ATD-Referat V/2

Stickoxide zählen zu den bedeutendsten Umweltgiften. Die Verbindungen aus Stickstoff und Sauerstoff entstehen vor allem bei der Verbrennung, etwa in Kraftfahrzeugmotoren, in Gas- und Kohlekraftwerken, aber auch bei anderen thermischen und chemischen Prozessen in der Industrie. Um die Abgase zu reinigen, werden entweder Nachverbrennungen oder das Prinzip der katalytischen Reduktion eingesetzt – beide Verfahren sind jedoch vergleichsweise aufwändig und mit gewissen Nachteilen behaftet. Doch Stickoxide sind nicht nur überflüssige Gifte. Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben im Labor ein neues Verfahren entwickelt, wie das Umweltgift als Rohstoff genutzt werden kann.

Abgas reinigen und Stickoxide sinnvoll nutzen

Die Forschergruppe um Prof. Dr. Markus Heinrich vom Lehrstuhl für Pharmazeutische Chemie der FAU hat ein Verfahren entwickelt, das genau diese zwei Welten – die Reinigung von Abgasströmen und die sinnvolle Verwertung der Stickoxide – zusammenbringen soll. In einer Modellanlage simulierten die Erlanger Chemiker ein typisches Verfahren der Industrie: die Umwandlung von Kupfer in Kupfernitrat. „Kupfernitrat wird als Farbstoff, Korrosions- und Holzschutzmittel sowie als Oxidationsmittel in der Synthesechemie verwendet“, erklärt Markus Heinrich. „Das beim Herstellungsprozess entstehende Stickstoffdioxid können wir unmittelbar mit der Synthese von Balsalazid und Sulfasalazin kombinieren – zwei zu den Azoverbindungen zählende Arzneistoffe, die zur Behandlung chronisch entzündlicher Darmerkrankungen eingesetzt werden.“

Wärmerückgewinnung

Abwärme ist kein Abfall

Herzstück der Modellanlage ist ein röhrenförmiger Gaswäscher, mit dem die Forscher die Stickstoffdioxidkonzentration im Abgasstrom laut eigenen Angaben um 99,7 % senken konnten. Allerdings relativiert Markus Heinrich den Wert: „Das ist ein sensationeller Wert, den wir allerdings unter Laborbedingungen erreicht haben.“ Dennoch sehen die Forscher auch im industriellen Einsatz gute Chancen für die Methode: „Wir gehen davon aus, dass unsere Methode auch in der industriellen Anwendung einen guten Wirkungsgrad erzielen wird“, erklärt Heinrich. Im Gegensatz zu früheren Versuchen im Experimentallabor der Pharmachemiker verwertet die neue Anlage auch geringe Stickoxid-Konzentrationen und soll auch bei Schwankungen des Abgasstroms zuverlässig arbeiten.

Stickoxide für die Herstellung von Farbstoff verwenden

Laut der Pressemitteilung der FAU ist die Herstellung von Kupfernitrat nur ein Beispiel für industrielle Verfahren, bei denen Stickoxide bislang neutralisiert werden. „Überall dort, wo wir es mit überschaubaren Ausgangsstoffen zu tun haben, dazu zählt beispielsweise auch das Ätzen von Leiterplatten in der Elektronikindustrie, können wir Stickoxide als Nebenprodukt für die Herstellung von Arzneistoffen verwenden“, erklärt Heinrich. „Anders sieht es zum Beispiel bei Kraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen aus – aus diesem Cocktail an Giften und Schwermetallen sollten wir besser keine Medikamente gewinnen. Aber es ist möglich und sinnvoll, die im Abgas befindlichen Stickoxide für die Herstellung bestimmter Farbstoffe auf der Basis von Azoverbindungen zu verwenden.“

Die Ergebnisse des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Projektes sind unter dem Titel „Sustainable synthesis of balsalazide and sulfasalazine based on diazotization with low concentrated nitrogen dioxide in air“ in Chemistry – A European Journal veröffentlicht worden.

Der Beitrag erschien zuerst auf dem Portal unserer Schwestermarke konstruktionspraxis.

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