Fakultaet fuer Chemie und Mineralogie

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ESF-Nachwuchsforschergruppe an der Universität Leipzig zum Thema:


Nachhaltige Synthese- und Analysestrategien in mikrofluidischen Systemen
(01.07.2016-30.06.2019)

Beteiligte Arbeitsgruppen

1. Prof. Dr. Detlev Belder (Analytische Chemie) (Homepage)
2. Prof. Dr. Roger Gläser (Technische Chemie) (Homepage)
3. Prof. Dr. Christoph Schneider, Sprecher (Organische Chemie)

ESF-geförderte Promovenden

Projektbeschreibung

In dieser durch Mittel des Europäischen Sozialfonds geförderten Gruppe sollen Nachwuchswissenschaftler im Rahmen ihres Promotionsvorhabens gezielt in den beiden besonders zukunftsträchtigen Technologiefeldern Katalyse und Mikrofluidik weitergebildet und als Führungskräfte mit besonders hohem Qualifikationsniveau für den sächsischen Arbeitsmarkt geschult werden. Diese Maßnahme soll weiterhin den Wissenstransfer direkt von der Universität in das industrielle Umfeld im Freistaat Sachsen unterstützen.

Das übergeordnete Ziel der Forschungsaktivitäten der Promovenden besteht darin, neue, innovative und nachhaltige Synthese- und Analysestrategien durch mikrofluidische Verfahren schneller als mit konventionellen Methoden zu entwickeln, zu optimieren und zu implementieren. Dazu sollen vor allem die auf diese Weise erreichbaren, besonders kurzen Prozesszeiten sowie die vollständige Integration von Synthese und Analytik auf einem Mikrochip ausgenutzt werden. Dabei zeichnet sich die Universität Leipzig durch die vorhandenen starken Kompetenzen auf den Gebieten der Synthese- und Katalyseforschung auf der einen Seite und der Mikrofluidik auf der anderen Seite als idealer Standort für dieses Vorhaben aus.

In Projektbereich 1 soll erstmals ein integriertes Chiplabor entwickelt werden, das es erlaubt, organische Synthesen im Mikrodurchfluss und die nachfolgende chromatographische Charakterisierung dieser Reaktionen in einem einzigen Mikrosystem zu vereinen. Dazu wird ein mikrofluidischer Glaschip entwickelt, um enantioselektive Transformationen nahtlos mit einer analytischen Trenneinheit basierend auf chiraler, chipbasierter HPLC mit massenspektrometrischer Detektion zu koppeln.

Im Projektbereich 2 sollen nanoporöse Feststoffkatalysatoren hergestellt werden, die sich durch einstellbare Nanoporosität und für Anwendungen in chipbasierten Mikroreaktoren geeignete Kugelform und –durchmesser auszeichnen. Neben dem gezielten Design der Porenarchitektur spielt hierbei die Funktionalisierung der Oberfläche für die Anbindung von Organokatalysatoren eine wesentliche Rolle.

Im Zentrum der Forschung im Projektbereich 3 stehen duale Oxidations-/Brønsted-Säure-katalysierte Verfahren zum einstufigen Aufbau komplexer heterocyclischer Verbindungen. Chromen- und Dihydrochinolin-basierte Heterocyclen sollen unter oxidativen Bedingungen und durch Verwendung chiraler Katalysatoren in enantiomerangereicherter Form zugänglich gemacht und dabei wichtige Informationen zu den einzelnen Reaktionsparametern gewonnen werden.

Das hier beantragte Projektvorhaben ist in seiner Art – konkret die Verknüpfung neuer, innovativer, katalytischer Synthese- und Analyseverfahren mit Prozessen der Mikroreaktionstechnik – einzigartig und sollte zu einem deutlichen Innovationsschub für die Prozessoptimierung in der chemischen Industrie im Freistaat Sachsen führen.