Mehrfacher Alkohol aus nachwachsenden Rohstoffen

Zuckerrohr als Quelle für Alkohol in Cremes

Wenn Zuckerrohr verarbeitet wird, bleiben faserige Reste zurück. Daraus kann mit einem neuen Katalysator nun in industriellem Maßstab ein mehrfacher Alkohol gewonnen werden, der Hautcremes verbessert. Pflegende Cremes enthalten neben Fetten auch andere Stoffe. Dazu zählt seit mehr als zwei Jahrzehnten der zweiwertige Alkohol Pentylenglycol, der die Emulsion stabilisiert und konserviert. Nun kann er aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden.

Wissenschaftler schaut auf gläserne Reaktionsgefäße unterm Abzug.
So arbeiten Wissenschaftler im Labor in Rostock im Leibniz-Institut für Katalyse. Es handelt sich um ein Symbolbild. Foto: © Nordlicht/LIKAT

Alkohol zur Konservierung

Da Fette mit Luftsauerstoff reagieren können, sind Cremes schützende Stoffe beigemischt. Einer davon ist Pentylenglycol. Glykole sind einfache Alkohole mit zwei Alkohol-Gruppen an benachbarten Kohlenstoffatomen, also zweiwertige Alkohole. Pentylenglycol leitet sich strukturell von Neopentan (2,2-Dimethyl-propan) ab, wobei die beiden OH-Gruppen jeweils am Ende der Propankette sitzen. Die Benennung nach IUPAC lautet also 2,2-Dimethylpropan-1,3-diol.

Die chemischen Eigenschaften werden wesentlich durch die endständigen OH-Gruppen geprägt: Sie machen den zweiwertigen Alkohol gut in Wasser löslich. Zugleich stabilisiert der Mehrfachalkohol die Mischung aus Fett und Wasser. Auf die Haut wirkt er anregend, wodurch sie Inhaltsstoffe aus der Creme besser aufzunimmt.

Zeitschrift
Unterricht Chemie Nr. 175/2020 Alkohole

Das Thema Alkohole ist seit vielen Jahren ein Klassiker im Chemieunterricht. An diesem Thema lassen sich zahlreiche Bezüge zur Alltagswelt herstellen und grundlegende Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung eines Stoffes herstellen.

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Verwertung eines Nebenprodukts

Bei der Zuckergewinnung bleibt faseriges Material vom Zuckerrohr zurück. Diese sogenannte Bagasse kann als Lieferant der Kohlenstoffkette genutzt werden. Am Leibniz-Institut für Katalyse e.V. (LIKAT) an der Universität Rostock wurde ein Katalysator entwickelt, der die Oxidation zum Alkohol gut unterstützt. Der Edelmetall-enthaltende Katalysator wurde patentiert. Mittlerweile war der Prozess in einer kleinen Pilotanlage so erfolgreich, dass eine Produktionsanlage für Symrise in Holzminden gebaut wird. Dadurch kann Pentylenglycol statt wie bislang aus petrochemischen Ausgangsstoffen nun aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden.

Anknüpfung im Unterricht

Mit diesem Beispiel aus der aktuellen Forschung kann ein industriell wichtiger Alkohol vorgestellt werden, der trotz seiner eigentlich einfachen Summenformel (C5H12O2) ein schönes Übungsfeld für Isomerie darstellt. Zugleich kann das Thema nachhaltige Produktionsweisen besprochen werden. Im Vordergrund können ebenso die chemischen Eigenschaften (mehrwertiger Alkohol, Löslichkeit, Stabilisator) stehen.


Material

Mehr zum Thema Glykol finden Sie im Themenheft "Alkohole".

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Zum Weiterlesen

Von der Natur für die Creme-Dose: neues Verfahren aus dem LIKAT aif der Basis von Zuckerrohr [Abruf 02-2020]

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