Ionische Flüssigkeiten
Schlüsselpublikationen
- Großeheilmann, J.; Bandomir, J.; Kragl U., Preparation of Poly(ionic liquid)s-supported Recyclable Organocatalysts for the Asymmetric Nitroaldol (HENRY) Reaction. Chem. - Eur. J., 2015, 21 (25), 18957-18960.
- Bandomir, J.; Schulz, A.; Taguchi, S.; Schmitt, L.; Ohno, H.; Sternberg, K.; Schmitz, K. P.; Kragl, U., Synthesis and characterization of polymerized ionic liquids: mechanical and thermal properties of a novel type of hydrogels. Macromol. Chem. Phys., 2014, 215 (8), 716-724.
- Dreyer, S.; Kragl, U., Ionic liquids for aqueous two‐phase extraction and stabilization of enzymes. Biotechnol. Bioeng., 2008, 99 (6), 1416-1424.
- Ludwig, R.; Kragl, U., Do we understand the volatility of ionic liquids? Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46 (35), 6582-6584.
- Kragl, U.; Eckstein, M.; Kaftzik, N., Enzyme catalysis in ionic liquids. Curr. Opin. Biotechnol., 2002, 13 (6), 565-571.
Ein hauptsächliches Forschungsgebiet der letzten Jahre sind vor allem die Ionischen Flüssigkeiten (ILs – ionic liquids). ILs sind organische Salze mit außergewöhnlich niedrigen Schmelzpunkten, die deutlich unter 100 °C liegen. Neben dem grundlegenden Verständnis der speziellen Eigenschaften von ILs, sollen neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Im Fokus stand hierbei von Beginn an die Kombination von ILs und Biokatalyse. Ihre außergewöhnlichen Eigenschaften ermöglichen eine spezielle Kombination von darin gelösten Stoffen, z.B. für die Stabilisierung von Enzymen oder als selektives Extraktionsmittel (Org. Proc. Res. Dev., 2002, 6 (4), pp 553–557). Im Rahmen des BMBF-Strategieprozesses Biotechnologie 2020+ wird zurzeit die Anwendbarkeit von IL-basierten thermomorphen Lösungsmittelsystemen für biokatalytische Reaktionen untersucht, wodurch die Aufarbeitung signifikant vereinfacht werden kann (Chem. Ing. Tech., 2014, 86 (9), p. 1523).
In technischen Verfahren kann der Übergang von einem organischen Lösungsmittel auf ein ionisches Lösungsmittel zu bemerkenswerten Verbesserungen führen. Da ionische Flüssigkeiten geladene Substanzen sind, bietet sich dieNanofiltration als geeignete Trennmethode an, um ein schwerflüchtiges Produkt von einer ionischen Flüssigkeit abzutrennen (Chem. Eng. Technol., 2003, 26: 1166–1168). Das große Potential der Anwendung von Nanofiltration mit ionischen Flüssigkeiten kommt verstärkt dann zur Bedeutung, wenn andere Trennverfahren nicht anwendbar sind und kann ebenso zur Reinigung und Rückgewinnung von ILs eingesetzt werden.
Die Eigenschaften und neue Anwendungen von Polymerisierten Ionischen Flüssigkeiten (PILs) bilden ein weiteres Forschungsfeld der Arbeitsgruppe seit den letzten Jahren. Im Rahmen des REMEDIS-Verbundforschungsprojektes wurde in Zusammenarbeit mit dem IBMT der Universität Rostock ein Local-Drug Delivery (LDD)-System auf Basis einer PILs entwickelt. Neben der Charakterisierung der Wirkstofffreisetzung, steht auch die Entwicklung neuartiger gewebeähnlicher Systeme, um künstliche Gefäße zu erzeugen (RSC Adv., 2015, 5, 11604-11610). Diese Arbeiten werden zurzeit im Rahmen des Response-Verbundprojektes fortgeführt, wobei sowohl die kontrollierte als auch die stimulus-responsive Freisetzung von Wirkstoffen im Fokus steht.
Aufgrund der hervorragenden mechanischen als auch chemischen Stabilität von PILs wurden diese zur Immobilisierung von Katalysatoren als ein neues Anwendungsfeld erforscht (Chem. Eur. J., 2015, 21, 18957–1896).
Ein weiteres interessantes Anwendungsfeld stellen die ILs als ein ideales Abschreckmedium in der Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe dar, um eine rasche und gleichmäßige Abschreckung zu gewährleisten (HTM, J. Heat Treat. Mater., 2015, 70, (2), pp. 73-80).