Systematischer Ansatz für die Synthese von Kohlenhydrat-basierten ionischen Flüssigkeiten (CHILS) in Kombination mit deren Design für biologische Abbaubarkeit in der aquatischen Umwelt („Benign by Design“)

• Antragsteller: Dr. Stefan Jopp; Professor Dr. Klaus Kümmerer
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Technische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 573786853

Kohlenhydrat-basierte ionische Flüssigkeiten (CHILS) bieten eine hohe Diversität an unterschiedlichen, frei untereinander kombinierbaren Strukturelementen, wie verschiedene Zucker (z.B. Glucose, Ribose, Galactose, Isosorbid, Glucosamin), verschiedene kationische Gruppen (z.B. Ammonium, Imidazolium, Sulfonium, Triazolium) und verschiedene Schutzgruppen (Ester, Ether). Diese Diversität ist hinsichtlich der Anwendungen der CHILS in Katalyse und Materialwissenschaften von Bedeutung. Allerdings liegen nur eingeschränkt Daten zur Bioabbaubarkeit von CHILS vor, welche sich jeweils konkret auf ein spezifisches chemisches Motiv von CHILS konzentrieren. Dadurch können die bisher vorliegenden Daten die ansonsten breite Diversität der CHILS nicht ansatzweise widerspiegeln und lassen keine übertragbare Aussage über die Bioabbaubarkeit von CHILS zu. Die Zielstellung dieses Projektes ist durch eine systematische Synthesestrategie zahlreiche neue CHILS zu entwickeln, welche gleichzeitig eine direkte Vergleichbarkeit untereinander besitzen, als auch die Diversität der Stoffklasse der CHILS strukturell abdecken. Aufbauend darauf soll der Aspekt der biologischen Abbaubarkeit der neuen CHILS in der Umwelt untersucht werden, um die Strukur-Bioabbaubarkeits-Beziehungen von verschiedenen Zuckern, kationischen Gruppen und ihrer Position am Zucker zu identifizieren. Die Ergebnisse sollen das zukünftige Design von leicht bioabbaubaren CHILs unterstützen. Die neu gewonnen Daten der Bioabbaubarkeit von CHILS werden außerdem in einen OECD301D-Datensatz für die computergestützte Evaluierung der Bioabbaubarkeit aufgenommen, um dadurch vor- und nachteilhafte Strukturelemente hinsichtlich der Bioabbaubarkeit identifizieren und vorhersagen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen