Die Freiburger Universität erhält für ein innovatives Projekt zur nachhaltigen Amidierung 1,5 Millionen Euro von der Vector Stiftung. Unter Leitung von Dr. Tobias Schnitzer entsteht ein neues Verfahren, das Amidierungen energieeffizient, ressourcenschonend und frei von toxischen Reagenzien ermöglicht. Dabei spielt Künstliche Intelligenz eine zentrale Rolle: Sie hilft, die Entwicklung neuer Katalysatoren gezielt zu steuern und den Energieeinsatz deutlich zu reduzieren.
Das Forschungsvorhaben zeigt, wie digitale Technologien die Chemie verändern können. Das Team um Schnitzer nutzt KI, um aus großen Datenmengen chemischer Reaktionen Muster zu erkennen, die zu umweltfreundlicheren Prozessen führen. Ziel ist es, Amidierungen zu realisieren, bei denen Wasser das einzige Nebenprodukt ist. So sollen Produktionsabläufe effizienter und nachhaltiger gestaltet werden.
Bedeutung der Amidierung in der Industrie
Amidierungen gehören zu den wichtigsten chemischen Reaktionen und machen rund 16 Prozent aller Prozesse in der chemischen Industrie aus. Sie sind essenziell für die Herstellung von Pharmazeutika, Agrochemikalien und Polymeren. Auch bei der Produktion von Feinchemikalien wie Farbstoffen, Duftstoffen und Additiven sind sie unverzichtbar.
Doch die herkömmlichen Verfahren haben erhebliche ökologische Nachteile. Sie benötigen Chlorierungs- und Kupplungsreagenzien, die toxisch, explosiv oder korrosiv sind. Zudem entstehen dabei große Mengen gefährlicher Nebenprodukte, die die Umwelt belasten. Auch die verwendeten Lösungsmittel gelten häufig als schwer abbaubar und gesundheitsschädlich. Die neue Forschung setzt genau hier an: Sie zielt darauf ab, Amidierungen unter sicheren, umweltfreundlichen Bedingungen zu ermöglichen, ohne die industrielle Anwendbarkeit einzuschränken.
Entwicklung innovativer Katalysatoren für die Amidierung
Im Zentrum des Projekts steht die Entwicklung neuartiger Boronsäurekatalysatoren. Diese sollen Amidierungen unter milden Bedingungen ermöglichen und gleichzeitig eine hohe Reaktionsausbeute erzielen. Ausgangspunkt ist eine umfangreiche Katalysatorenbibliothek, die im Hochdurchsatz experimentell getestet wird.
Die dabei gewonnenen Daten bilden die Grundlage für ein KI-gestütztes Modell, das die Reaktivität von Hunderttausenden potenziellen Katalysatoren vorhersagen kann – ohne dass diese zunächst synthetisiert werden müssen. Damit spart das Projekt nicht nur Zeit, sondern auch Energie und Ressourcen. Das Verfahren kombiniert experimentelle Chemie und datenbasierte Modellierung auf neue Weise und eröffnet so neue Wege in der nachhaltigen Syntheseforschung.
Wirtschaftliche Perspektiven der grünen Chemie
Das Ziel der Freiburger Forschung ist klar definiert: Die Identifikation hochaktiver Katalysatoren, die Amidierungen bei Raumtemperatur in biobasierten Lösungsmitteln ermöglichen. Dadurch könnte ein energie- und kosteneffizientes Verfahren entstehen, das Abfälle minimiert und eine der zentralen Reaktionen der chemischen Industrie revolutioniert.
Nach Einschätzung von Dr. Schnitzer leistet das Projekt einen messbaren Beitrag zu den globalen Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen. Er betont, dass nachhaltige Chemie nicht nur ökologisch, sondern auch wirtschaftlich relevant sei. Mit der Kombination aus innovativer Katalyse und Künstlicher Intelligenz zeigt die Freiburger Forschung, dass grüne Chemie praktikabel und zukunftsweisend sein kann.
Förderung durch die Vector Stiftung
Die Vector Stiftung unterstützt das Projekt über sechs Jahre mit insgesamt 1,5 Millionen Euro. Sie engagiert sich in Baden-Württemberg in den Bereichen Forschung, Bildung und Soziales und hat seit ihrer Gründung 2011 mehr als 100 Millionen Euro in gemeinnützige Projekte investiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Förderung naturwissenschaftlich-technischer Forschungsvorhaben und der MINT-Bildung.
Durch die Förderung trägt die Stiftung dazu bei, innovative Forschung mit gesellschaftlicher Relevanz zu ermöglichen. Das Projekt von Dr. Schnitzer steht exemplarisch für diese Zielsetzung: Es verbindet wissenschaftliche Exzellenz mit nachhaltigem Mehrwert für Umwelt und Industrie.
Zur Person: Dr. Tobias Schnitzer
Dr. Tobias Schnitzer leitet seit 2023 die Forschungsgruppe „Target-selective Catalysis“ am Institut für Organische Chemie der Universität Freiburg. Er ist Träger des Liebig-Stipendiums des Fonds der Chemischen Industrie, erhielt den Eugen-Graetz-Preis der Universität Freiburg und gehört dem Eliteprogramm für Postdoktorand*innen der Baden-Württemberg-Stiftung an.
Mit seiner Forschung möchte er zeigen, dass moderne Chemie nicht nur innovativ, sondern auch umweltverträglich sein kann. Sein Ansatz verbindet wissenschaftliche Präzision mit gesellschaftlicher Verantwortung – und könnte die Amidierung zu einem Vorreiter nachhaltiger Reaktionsmethoden machen.