Aktuelles: In einem Schritt von wei?em Phosphor zur vielf?ltigen Produktpalette

Chemische Verbindungen des Elements Phosphor besitzen viele verschiedene Anwendungen in sehr unterschiedlichen Bereichen, u.a. in der pharmazeutischen Industrie, der Textilindustrie, der Landwirtschaft und der Halbleiterindustrie. Die Herstellung fast aller dieser wichtigen Phosphorreagenzien basiert auf einem einzigen gemeinsamen Zwischenprodukt: dem wei?en Phosphor (P4). Die gegenw?rtig verwendeten industriellen Verfahren zur Umwandlung des wei?en Phosphors in wertvolle Produkte besitzen jedoch einige schwerwiegende Nachteile. Neben harschen Reaktionsbedingungen sowie der Verwendung gef?hrlicher und sehr leicht entzündlicher Reagenzien, z?hlt besonders die schlechte Ressourceneffizienz dazu.

Ein Forschungsteam am Institut für Anorganische Chemie um Dr. Daniel Scott und Prof. Dr. Robert Wolf hat nun eine breit anwendbare Methode zur Herstellung verschiedener industriell relevanter Phosphorverbindungen direkt aus wei?em Phosphor gefunden. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Chemistry publiziert.

Im Gegensatz zu den bereits etablierten, mehrstufigen Verfahren erm?glicht diese neue Methode den Zugang zu einer strukturell vielf?ltigen Produktpalette in lediglich einem einzigen Reaktionsschritt. Zu den auf diese Weise hergestellten Produkten geh?rt das Phosphoniumsalz THPC (Tetrakis(hydroxymethyl) phosphoniumchlorid), das in der Industrie als Ausgangsmaterial für die Produktion von Flammschutzmitteln für Textilien verwendet wird. Weitere Ergebnisse sind z. B. die hypophosphorige S?ure – die industriell als Reduktionsmittel und als synthetisches Zwischenprodukt für die Synthese von organischen Phosphorverbindungen dient – und die ebenfalls einfach zug?ngliche Verbindung Phosphan (PH3) – die technisch u.a. als Begasungsmittel und ebenfalls als synthetisches Zwischenprodukt für die Herstellung von organischen Phosphorverbindungen verwendet wird.

?Entscheidend für den Erfolg der Methode ist die Verwendung der kommerziell erh?ltlichen Chemikalie Tri-n-butylzinnhydrid,“ erkl?rt Prof. Dr. Wolf: ?Dadurch k?nnen die Reaktionen unter sehr milden Bedingungen ablaufen“. Der Vorteil dieser Zinnverbindung ist, dass sie leicht zurückgewonnen, effizient recycelt und sogar auf katalytische Weise verwendet werden kann. Mit ihrem neuen Verfahren zur Umwandlung von wei?em Phosphor, haben die Regensburger Wissenschaftler eine Methode entwickelt, die eine praktische, vielseitige, kostengünstige und ressourcenschonende Alternative zu etablierten Vorgehensweisen ist.

Aufgrund der industriellen Relevanz der Ergebnisse wurde die Patentierung der Ergebnisse beantragt.

Originalpublikation:
D. J. Scott, J. Cammarata, M. Schimpf, R. Wolf, “Synthesis of Monophosphines Directly from White Phosphorus”, Nat. Chem. DOI: 10.1038/s41557-021-00657-7.