Sind aus Lignin gewonnene Monomere und Polymere wirklich nachhaltig?
Eine neue Übersichtsarbeit, die sich an Wissenschaftler, Industrien und Investoren richtet, versucht, einen kritischen Ausblick auf die bestehenden Synthesemethoden für aus Lignin gewonnene Monomere und Polymere zu geben und motiviert Forscher, die Integration von Nachhaltigkeitsfaktoren zu fordern.
Die Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist mit dem steigenden globalen Bewusstsein gegen den Verbrauch fossiler Rohstoffe zu einem heißen Thema geworden. Lignin, das zweithäufigste natürliche Polymer auf der Erde, ist ein aromatisches Biomakromolekül, das ein enormes Potenzial für die Synthese von biobasierten Materialien bietet. Die Herstellung von Monomeren und Polymeren aus Lignin wird seit Jahren erforscht und immer weiter ausgebaut.
Allerdings wurde die Nachhaltigkeit der synthetischen Reaktionen nicht systematisch analysiert. In der neuen Arbeit spielt die grüne Chemie eine wichtige Rolle in diesem Bereich und liefert verschiedene Werkzeuge, um umweltfreundliche Produktionsmethoden zu entwerfen. Diese kritische Übersichtsarbeit beschreibt zunächst die vorherrschenden Ansätze für die Synthese von biobasierten Monomeren und Polymeren aus Lignin-abgeleiteten Verbindungen. Im zweiten Teil werden die Umweltfreundlichkeitsaspekte der 175 wichtigsten Monomer-Synthesemethoden und 32 Polymerisationsmethoden anhand ausgewählter Kriterien bewertet, darunter Abfallerzeugung, Atomeffizienz, Energieeffizienz, Verwendung sichererer Lösungsmittel und biokatalytische Methodik.
Verbesserungsmöglichkeiten
Die zugänglichen grünen Metriken, wie Umweltfaktor und Atomökonomie, werden berechnet, um die Umweltfreundlichkeit zu messen und eine quantitative Basis für strategische Entscheidungen zu liefern. Darüber hinaus gibt diese Studie Einblicke in die Verbesserungsmöglichkeiten und beleuchtet den Raum für weitere Entwicklungen.
Der Übersichtsartikel wurde in Green Chemistry, Issue 4, 2021 veröffentlicht.