PD Dr. Stefan Immel - Nutzung niedermolekularer Kohlenhydrate

TUD Organische Chemie

Immel

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Abstract 01

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Perspektiven in der Nutzung niedermolekularer Kohlenhydrate als Rohstoffe für die chemische Industrie

Frieder W. Lichtenthaler

Zuckerindustrie (Berlin) 1991, 116, 701-712.

Mit der beeindruckenden Entwicklung der Zuckertechnik in den vergangenen 100 Jahren, einem klassischen low tech -> high tech Prozeß, konnte die Erschließung der Chemie der Saccharose und anderer niedermolekularer Kohlenhydrate nicht Schritt halten. Ein entsprechender low-chem -> high-chem Prozeß, der das riesige. weitgehend brachliegende Rohstoffpotential nachwachsender Kohlenhydrate industriell nutzt. steht noch aus. Diese Ist-Situation wird durch einen kurzen historischen Abriß belegt und durch einen Überblick über den derzeitigen Entwicklungsstand der Saccharosechemie in Richtung auf Produkte mit industriellem Verwendungsprofil.
Der angestrebte Ersatz fossiler Rohstoffe durch jährlich nachwachsende darf nicht am heutigen Entwicklungsstand bzw. einem darauf basierenden Wirtschaftlichkeitsvergleich gemessen werden. Grundlagenforschung im gesamten Spektrum aussichtsreicher Anwendungsmöglichkeiten ist erforderlich. um die Wettbewerbsfähigkeit von Kohlenhydraten gegenüber petrochemischen Rohstoffen entscheidend zu verbessern - unter systematischem Einsatz des derzeitigen Reaktions-Arsenals der präparativen organischen Chemie. und unter Heranziehung modernster Computer-Modeling Möglichkeiten, die die Forschung (nicht Ergebnisse wohlgemerkt) weitgehend planbar machen. Die Aussichten. so neue Anwendungsgebiete für Kohlenhydrate im allgemeinen und für niedermolekulare im besonderen zu erschließen, sind sehr gut. wenn der Zeithorizont. bis Erträge in Gestalt marktfähiger Produkte fließen, großzügig bemessen wird, und wenn die chemische Industrie insgesamt, und die Zuckerindustrie im besonderen, sich eindeutiger als bisher mit diesen Problemstellungen identifiziert und. wenn schon nicht selbst Grundlagenforschung betreibt. diese an akademischen Institutionen intensiver als bisher fördert. Nur so werden sich ökonomisch tragfähige Produktions- und Verwendungsalternativen für nachwachsende Kohlenhydrate erarbeiten lassen.

Perspectives in the Utilization of Low-molecular Weight Carbohydrates as Raw Materials for Chemical Industry

The impressive development of sugar technology over the last 100 years. a classical low tech -> high tech process. out-paced the exploitation of the chemistry of sucrose and other low-molecular weight carbohydrates. Thus, a corresponding low-chem -> high-chem process is yet to come. and an imperative necessity if the vast, mostly unexploited potential of regrowing carbohydrates as chemical raw materials is to be industrially utilized. This situation is being documented by a brief historical account and by the present state of development of sucrochemistry towards products with an industrial application profile.
The desired replacement of fossile raw materials by those annually regrowing is not to be judged on the basis of the present state of development or on comparative economic evaluations. Instead, basic research in the entire spectrum of promising applications is required to decisively improve the competitiveness of carbohydrates over petrochemical raw materials - with systematic utilization of the present arsenal of preparatively relevant. organic reactions and with reliance on the most advanced computer modelling possibilities, which make research (not results) largely planable. The prospects to open up new fields of application for carbohydrates in general, and for those of low-molecular weight in particular. are bright, if a generous ,,horizon of time" is being granted until which returns are brought in the form of marketable products. and if chemical industry. and sugar industry in particular. 5 willing to commit itself more pronouncedly than heretofore with these issues. making an all-nut effort to either do the basic research required itself, or enable it in academic institutions by generous support. Only in this way. economically sound alternatives for the production and application of renewable carbohydrates will eventually be elaborated.