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KI für nachhaltige Amidierungen
Ein Forschungsteam der Universität Freiburg nutzt Künstliche Intelligenz, um Amidierungen – eine der wichtigsten Reaktionen der chemischen Industrie – nachhaltiger zu gestalten. Die neuen Boronsäurekatalysatoren sollen toxische Reagenzien ersetzen und die ökologische Bilanz chemischer Prozesse verbessern.
Forschende der Universität Freiburg wollen eines der zentralen Verfahren der chemischen Industrie umweltfreundlicher gestalten: die Amidierung. Das Team um Dr. Tobias Schnitzer, Forschungsgruppenleiter am Institut für Organische Chemie, entwickelt mithilfe von Künstlicher Intelligenz neue, boronsäurekatalysierte Reaktionswege, die ohne giftige Reagenzien auskommen und Wasser als einziges Nebenprodukt erzeugen. Das Projekt wird von der Vector Stiftung mit 1,5 Mio. EUR über sechs Jahre gefördert.
Rund 16 % aller chemischen Reaktionen sind Amidierungen. Sie sind für die Herstellung von Pharmazeutika, Agrochemikalien und Polymeren unverzichtbar und spielen auch bei der Produktion von Feinchemikalien wie Farbstoffen, Additiven und Duftstoffen eine zentrale Rolle. Klassische Verfahren verwenden jedoch oft chlorierte, toxische oder korrosive Reagenzien sowie schwer abbaubare Lösungsmittel, was zu hohen Abfallmengen und Energieverbrauch führt.
Lesetipp: Automatisierung und Digitalisierung
Automatisierung und Digitalisierung verändern die Lack- und Beschichtungsindustrie grundlegend. Der EC Tech Report „Automation & Digitalisation“ zeigt, wie moderne Technologien Forschung, Entwicklung und Produktion effizienter und nachhaltiger machen. Die multimediale Publikation vereint aktuelle Fachartikel, Marktanalysen, Vortragsaufzeichnungen und Buchauszüge – von Hochdurchsatztechnologien über automatisierte Qualitätskontrolle bis hin zu modularen Produktionssystemen. Ein praxisnaher Überblick für alle, die das Potenzial von Automatisierung und Digitalisierung für ihre eigenen Entwicklungs- und Produktionsprozesse nutzen möchten.
KI-gestützte Katalysatorentwicklung für grüne Chemie
Das Freiburger Team untersucht eine umfangreiche Bibliothek strukturell unterschiedlicher Boronsäurekatalysatoren im Hochdurchsatzverfahren. Die experimentellen Daten bilden die Grundlage für ein KI-Modell, das die Reaktivität und Aktivität weiterer Katalysatoren vorhersagen kann – ohne deren Synthese. Dadurch lassen sich Entwicklungszeiten, Energiebedarf und Ressourcenverbrauch deutlich reduzieren.
Langfristig soll das Verfahren Amidierungen bei Raumtemperatur in biobasierten Lösungsmitteln ermöglichen. Damit könnte eines der wichtigsten Verfahren der chemischen Industrie deutlich energieeffizienter und nachhaltiger gestaltet werden. Laut Dr. Schnitzer leistet das Projekt einen Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen und zeigt, dass grüne Chemie sowohl machbar als auch wirtschaftlich relevant ist.
Bedeutung für die Lack- und Beschichtungsindustrie
Obwohl das Projekt grundlagenorientiert ist, könnte die Entwicklung nachhaltiger Amidierungsverfahren langfristig die Rohstoffbasis der Lackindustrie beeinflussen. Amidbindungen sind relevant für die Synthese von Polymeren, Bindemitteln und Additiven, die in Beschichtungen eingesetzt werden. KI-gestützte Katalysatorentwicklung könnte daher künftig auch in der Lackforschung Anwendung finden.
Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Sustainable chemistry with the help of Artificial Intelligence, 29. Oktober 2025
