Nachhaltige Chemische Synthese

Unsere modulare Plattform für ein nachhaltiges Prozessdesign in der Feinchemikaliensynthese


Am Fraunhofer IMM entwickeln wir nachhaltige Lösungen für unsere Kunden aus der chemischen, pharmazeutischen und biotechnologischen Industrie. Wir haben eine modulare Plattformtechnologie entwickelt, die es uns und unseren Kunden ermöglicht, hochwertige Feinchemikalien mittels klassischer thermischer Synthese, Photochemie und elektroorganischer Synthese auf unterschiedlichen Skalen herzustellen. Wir unterstützen unsere Kunden von der ersten Diskussion über ihr gewünschtes Verfahren über Machbarkeitsstudien einschließlich aller experimentellen und analytischen Daten zur Entscheidungsfindung bis hin zum Endprodukt. So beschleunigen wir die erfolgreiche Umsetzung innovativer und nachhaltiger Ideen und Wünsche unserer Kunden in einem professionellen und persönlichen Umfeld an unserem Institut.
Unser Ansatz basiert auf jahrzehntelanger Erfahrung in der Mikroverfahrenstechnik und der kontinuierlich betriebenen Synthesechemie. Unsere Ingenieure entwerfen Durchflussreaktoren nach Kundenwunsch und integrieren sie in Syntheseanlagen zum Screening von Prozessparametern. Hochleistungslichtquellen auf Basis kommerziell erhältlicher Hochleistungs-LEDs oder oberflächen- und strukturoptimierter Elektroden werden an unserem Institut für die Anwendung in der Photochemie und Elektrochemie entwickelt. Neben unserem eigenen Labor für die Herstellung anorganischer Katalysatoren können wir auch auf das umfangreiche Fraunhofer-Netzwerk zurückgreifen und in enger Zusammenarbeit mit unseren Kolleginnen und Kollegen aus anderen Instituten maßgeschneiderte Enzyme für die Biokatalyse in unseren Reaktoren anbieten. Selbstverständlich runden wir unser Kundenangebot mit einer umfassenden chemischen Analytik ab, so dass der Wunsch nach einer nachhaltigeren Synthese von Feinchemikalien auf der Basis zuverlässiger experimenteller und analytischer Daten bewertet werden kann.

NCS-Bausteine
© Fraunhofer IMM

Unser Forschungsinstitut ist Ihr One-Stop-Shop für nachhaltig konzipierte feinchemische Synthesen. Mit unserer empirischen Beratung sparen Sie Personal- und Investitionskosten, denn wir haben die richtigen Wissenschaftler, Geräte und das Know-how, um Ihre Idee auf Herz und Nieren zu prüfen und in ein ausgereiftes Produkt zu überführen. Wir unterstützen Sie als Partner in einem gemeinsamen Projekt, um eine Lösung für Ihre Herausforderung in Bezug auf Ressourcen, Kosten und Nachhaltigkeit zu finden.

 

Photoreaktoren und Anlagen

Angebot an unsere Kunden

Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen

  • Prozessparameter-Screening für Batch-Verfahren und kontinuierlich betriebene Prozesse
  • Machbarkeitsstudie für den Transfer von Batch-Verfahren zu kontinuierlich betriebenen Verfahren
  • Prozessentwicklung inklusive Reaktor- und Anlagenrealisierung
  • Methodenentwicklung für eine umfassende chemische Analytik
  • Probenanalyse inklusive Methoden- und Protokolletablierung sowie wissenschaftliche Beratung

 

Kernkompetenzen

  • Thermische Chemie einschließlich Metall- und Organokatalyse
  • Photochemie mit Schwerpunkt Photokatalyse mit sichtbarem Licht
  • Elektroorganische Synthese
  • Biokatalyse mit Enzymen in Kooperation mit Fraunhofer IME
  • Analyse gasförmiger, flüssiger und fester Proben auf Struktur und Reinheit

 

Zur Verfügung stehende Reaktoren, Anlagen und Geräte für die Analyse

  • Spezialisierte Durchflussreaktoren und Laboranlagen:
    • Kundenspezifische Mischer und Reaktoren für die thermische Chemie
    • Photochemie
    • Elektroorganische Synthese
  • Gaschromatograpie: 
    • Nexis GC-2030
    • GC-3900
  • Gaschromatographie - Massenspektrometrie:
    • GCMS-QP2010 Ultra
  • Flüssigkeitschromatographie - Massenspektrometrie:
    • 1260 Infinity II / 6530 Q-TOF
  • Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie:
    • Prominence 20A-Serie mit Autosampler
    • VP 10A-Serie mit manueller Injektion
  • Ionenchromatographie:
    • ICS-1100 RFIC
  • Magnetische Kernresonanzspektroskopie:
    • Spinsolve 80 ULTRA Multi X mit Autosampler
    • Spinsolve 80 ULTRA Carbon als mobile NMR-Plattform für Inline-Analysen
  • UV-Vis:
    • Lambda 1015
    • AVASPEC ULS2048CL für Inline-Analysen
  • Infrarot-Spektroskopie:
    • React IR 15 für Inline-Analysen
    • Magna-IR 750

Ausgewählte Publikationen

Kontinuierliche Durchfluss-Chemie

T. H. Rehm, C. Berguerand, S. Ek, R. Zapf, P. Löb, L. Nikoshvili, L. Kiwi-Minsker
Continuously operated falling film microreactor for selective hydrogenation of carbon-carbon triple bonds.
Chem. Eng. J., 2016, 293, 345

T. H. Rehm, D. Reinhard, H.-J. Kost, C. Hofmann, R. Zapf, P. Löb, Y. Laribi, P. Perrichon, C. Berguerand, L. Kiwi-Minsker, E. Sulman, G. Szirbik, H. Richert, J. Lang, M. Gottfried, S. Roggan
Chemoselective three-phase hydrogenation of an Ombrabulin nitro-stilbene intermediate in a continuous-flow mobile platform.
Chem. Eng. J., 2017, 316, 1069

E. Cermjani, C. Deckers, M. Maskos, T. H. Rehm
Selective decarboxylative fluorination of β-keto acids in aqueous media: 19F-NMR-assisted batch optimization and transfer to continuous flow.
Chem. Eur. J., 2024, 31, e202404435

 

Photochemie

T. H. Rehm, S. Gros, P. Löb, A. Renken
Photonic contacting of gas-liquid phases in a falling film microreactor for photocatalysis with visible light.
React. Chem. Eng., 2016, 1, 636

D. Fabry, Y. A. Ho, R. Zapf, W. Tremel, M. Panthöfer, M. Rueping, T. H. Rehm
Blue light mediated C-H arylation of heteroarenes with TiO2 as immobilized photocatalyst in a continuous-flow microreactor.
Green Chem., 2017, 19, 1911

C. Deckers, T. H. Rehm
In situ diazonium salt formation and photochemical aryl-aryl coupling in continuous flow monitored by inline NMR spectroscopy
Chem. Eur. J., 2024, e202303692

B. Herbig, E. Cermjani, D. Hanselmann, A. Schmitt, C. Deckers, T. H. Rehm, K. Mandel, S. Wintzheimer
Hydrogen peroxide producing titania-silica supraparticles as tailored photocatalysts for flow chemistry reactions in microfluidic reactors.
Chem Bio Eng., 2025, 2, 199

 

Elektroorganische Synthese

A. Ziogas, C. Hofmann, S. Baranyai, P. Löb, G. Kolb
Novel Flexible Electrochemical Microreactor and its Validation by Three Model Electrosyntheses.
CIT, 2020, 92, 513

A. Ziogas, J. Belda, H.-J. Kost, J. Magomajew, R. Sperling, P. Wernig
Peroxodicarbonate: Electrosynthesis and first directions to green industrial applications.
Curr. Res. Green Sustain. Chem. 2022, 5, 2666.

N. Baumgarten, B. Etzold, P. Löb, J. Magomajew, A. Ziogas
Continuous Kolbe Electrolysis Using an Electrochemical Microreactor, Product Separation, and Electrolyte Recycling.
CIT, 2024, 96, 789

J.  Fabarius, C. Pietzka, D. Pangotra, B. Wriedt, L. Vieira, C. Sagstetter, M. Speck, A. Ziogas, N. Baumgarten, H.-J. Kost, P. Löb, K. Patzsch, C. Bernau, S. Boeringer, D. Pico, A. Lieske, M. Vater, U. Wendler, A. Roth
Process Cascade for the Production of Green Polymers from CO2 and Electric Energy.
CIT, 2024, 96, 698

 

Sonstiges

T. H. Rehm
Photochemistry in flow for drug discovery.
in Flow chemistry in drug discovery; Eds: J. Alcázar, A. de la Hoz Ayuso, Á. Díaz Ortiz; Springer, Berlin, Heidelberg, 2021

T. H. Rehm, U. Scholz
Durchflusschemie eröffnet neue Wege.
CHEManager, 2023, 5, 10

 

Wir laden Sie ein, uns und unsere Kompetenz bei der Lösung Ihrer Probleme kennenzulernen. Einen ersten Eindruck von unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit bieten wir Ihnen in einem Online-Meeting oder bei einem Besuch an unserem Institut in Mainz-Hechtsheim. Gerne können Sie auch unser Rent-a-Scientist-Angebot nutzen, um gemeinsam mit uns erste Versuche zu Ihrer Idee in unserem Labor durchzuführen.

 

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