Hydroxymethylfurfural aus Inulin-akkumulierenden Pflanzen

Heutzutage werden Kraftstoffe, Grundchemikalien für die chemische und pharmazeutische Industrie sowie Ausgangsstoffe für die Herstellung von Kunststoffen zu einem großen Anteil aus Erdöl gewonnen.

Eine Alternative zu Grundchemikalien auf Erdölbasis stellt 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) dar, eine Verbindung aus der in weiteren Schritten Bausteine wie Adipinsäure oder 5 Hydroxymethylfuran-2-carbonsäure synthetisiert werden können, die als Monomere für die Herstellung neuartiger Kunststoffe eingesetzt werden können. HMF ist besonders leicht aus Fructose, beziehungsweise deren Oligosacchariden, den sogenannten Fructanen, zu gewinnen. Zu diesen zählt unter anderem das Inulin. Es dient in Pflanzen wie Topinambur, Löwenzahn, Schwarzwurzel oder Chicorée als Reservestoff. Insbesondere die Rüben der Chicorée spielen als Ausgangsmaterial für die HMF-Gewinnung eine große Rolle, da sie bei der Produktion von Chicorée-Salat in großen Mengen als Abfall anfallen. Bislang wurden diese Abfälle vor allem in Kompostier- oder Biogasanlagen verwertet, wo das im Grunde wertvolle Inulin verloren geht.

Ziel des Projekts ist es, einen Prozess zur hydrothermalen Gewinnung von HMF aus Chicorée-Wurzelrüben zu entwickeln. Der Fokus liegt hierbei auf der Realisierung eines einphasigen, wässrigen Reaktionssystems sowie der Verwendung realer Biomasse. Weitere Forschungsinteressen bestehen in der Untersuchung des Kohlenhydrat-Metabolismus der Chicoréepflanze und der Darstellung von HMF-Folgeprodukten wie Lävulin- und Ameisensäure.