De ontwikkeling van toekomstige technologieën die niet op minerale olie zijn gebaseerd en kunnen worden gebruikt voor de productie van chemicaliën en kunststoffen, is een van de belangrijkste taken in de moderne materiaalkunde en een belangrijke uitdaging die moet worden aangepakt als duurzame industriële productie een toekomst wil hebben. Er moet een reeks theoretische concepten en laboratoriumprocessen worden bedacht en getest om uitdagingen en problemen die zich voordoen in verband met natuurlijke materialen op te lossen, voordat mogelijke toepassingen voor materialen die zijn verkregen uit hernieuwbare bronnen kunnen worden onderzocht. Een dergelijk concept is zojuist beschreven door professor Stefan Mecking in een lopende studie over het verkrijgen van polyester uit ricinusolie, getiteld "Synthetic Polyester from Plant Oil Feedstock by Functionializing Polymerization" in het tijdschrift Angewandte Chemie .

Met zijn collega Dr. Ye Liu, een Alexander von Humboldt Fellow en de eerste auteur van de studie, Stefan Mecking presenteert een nieuwe manier om polyester te winnen uit vetten en oliën, specifieker, uit ricinusolie. Een bekende en chemisch gevestigde bouwsteen die gewonnen kan worden uit ricinusolie is Undecenol. "Ons idee was om veel van deze moleculen met elkaar te verbinden om één groot molecuul te vormen, een plastic molecuul. We wilden dat het hele proces 'in één keer' effectief en gemakkelijk uitvoerbaar zou zijn", Stefan Mecking legt het uit. Undecenol heeft een groep alcoholen aan het ene uiteinde van het molecuul en een dubbele binding aan het andere. Het was beslissend om deze twee groepen met elkaar te verbinden om een ​​estergroep te vormen op een zodanige manier dat gelijktijdige koppeling met moleculen met een lange keten mogelijk was, d.w.z. kunststoffen. Dergelijke bindingen met lange ketens zijn nodig om de gewenste materiaaleigenschappen te verkrijgen. Een van de grote algemene uitdagingen met betrekking tot deze procedures is het identificeren van geschikte katalysatoren. "Ze zijn vooral belangrijk omdat de reactie die leidt tot de vorming van de gewenste langketenige moleculen ongelooflijk effectief moet zijn en zonder enige afwijking moet verlopen, ", legt Stefan Mecking uit.

Voor de productie van polyester zoals beschreven in hun studie, de chemici gebruikten carbonylering om de estergroepen te verkrijgen. "Het probleem is dat Undecenol reageert met een ander kleiner molecuul, een aldehyde. Als dit gebeurt, het wordt geen onderdeel van de molecuulketen, wat betekent dat het verloren gaat, " zegt Stefan Mecking, een samenvatting van de kern en het grote succes van zijn onderzoek. Door geschikte katalysatoren te gebruiken, de onderzoekers hebben dit verlies kunnen voorkomen en effectief polyester kunnen maken. Bij het ontwikkelen van de katalysatoren, ze werkten ook de conceptuele stappen uit die nodig zijn om het smeltpunt van de producten aan te passen. "Door de inzichten die we hebben opgedaan, we zouden moeten kunnen afleiden hoe we met de smeltpunten van andere lange-ketensubstraten moeten omgaan, " concludeert Stefan Mecking, zinspelend op mogelijke overdrachtstoepassingen van zijn concept voor andere hernieuwbare bronnen die zelfs gemakkelijker beschikbaar zijn dan ricinusolie.