Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Katalyse
Betreuer: Dr. Jola Pospech

M.Sc. Thea Siri Mayer
(e-mail: [email-masked] )

Exploring CO2 as C1 building block in synthetic processes: Steps towards a circular economy

Verschiedene Ansätze zur Nutzung von CO2 als C1-Baustein in synthetischen Prozessen wurden erforscht. Zunächst wurde die Freisetzung von CO2 durch die photomediierte Pyrimidopteridin-katalysierte Hydro- und Deuterodecarboxylierung von pharmazeutisch relevanten Carbonsäuren untersucht. Durch den Einsatz verschiedener analytischer Methoden war es möglich, einen Reaktionsmechanismus zu formulieren. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit ein Ansatz zur CO2-Abscheidung vorgestellt, bei dem Abfallstoffe, insbesondere Nylon-6, chemisch modifiziert werden, um ein wirtschaftlich relevantes Material zu erhalten. Die Optimierung dieses Prozesses wurde mithilfe N-Hexylhexanamids als Modellsystem erreicht. Angesichts der Notwendigkeit, den anthropogenen Kohlenstoffkreislauf zu schließen, ist die Umwandlung von CO2 zwingend erforderlich. Die in dieser Arbeit angewandte Methodik beinhaltet ein rationales Design von Liganden auf Stickstoffbasis mit dem Ziel, die Umwandlung von CO2 in niedrigen Konzentrationen zu realisieren.

Various approaches for utilizing CO2 as a C1 building block in synthetic processes have been explored. Initially, the release of CO2 was investigated through the photomediated pyrimidopteridine-catalyzed hydro- and deuterodecarboxylation of pharmaceutically relevant carboxylic acids. By using various analytical methods, it was possible to propose a reasonable reaction mechanism. Furthermore, the thesis outlines an approach for CO2 capture involving the chemical modification of waste material, specifically nylon-6, to yield an economically relevant material. Optimization of this process was achieved using N-hexylhexanamide as a model system. Given the necessity to close the anthropogenic carbon cycle, CO2 conversion is imperative. The methodology employed in this thesis involves rational nitrogen-based ligand design, with the aim of facilitating CO2 conversion at low concentrations.