Arbeiten des MPI für Kohlenforschung

102 Pages·1953·3.69 MB·German

by  Karl Ziegler (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE
DES Wl RTSCHAFTS- UND VERKEHRSMINISTERIUMS
NORD RHEIN-WESTFALEN
Herausgegeben von Ministerialdirektor Prof. Lea Brandt
Nr.16
Max-Planck -Institut für Kohlenforschung, Mülheim a. d. Ruhr
Arbeiten des MPI für Kohlenforschung
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH 1953
ISBN 978-3-663-12842-7 ISBN 978-3-663-14509-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-14509-7
Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehreministeriums Nordrhein-Westfalen
G 1 i e d e r u n g
Einführung Seite 5
Aufsatz Nr. 1 1
Neue Reaktionen ungesättigter
Kohlenwasserstoffe • • • • • Seite 11
Aufsatz Nr. 2 1
Aluminium-organische Synthese im Bereich
alefiniseher Kohlenwasserstoffe ••••• Seite 18
Aufsatz Nr. 3 1
Neuartige katalytische Umwandlung von
Olefinen • • • • • • • • • Seite 39
Aufsatz Nr. 4 1
tlber die Herstellung der Katalysatoren
zur Olefin-Umwandlung • • • • • • • • • Seite 6o
Aufsatz Nr. 5 :
Zwischenprodukte und Teilreaktionen der
neuartigen Katalyse • • • • • • • • Seite 69
Aufsatz Nr. 6 1
Die Konstitution einiger dimerer Olefine Seite 76
Aufsatz Nr. 7 1
p-Xylol aus Buten bzw. Äthylen Seite 81
Aufsatz Nr. 8 1
Erste Anwendungen des Infrarotspektra
photometers in der Laboratoriumspraxis
des Instituts •••••••••••• Seite 84
Seite 3
Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen
Einführung
Es ist bei früheren Gelegenheiter. häufig darauf hingewiesen worden,
daß im Max-Planck-Institut für Kohlenforschung ein neues Arbeitsge
biet entwickelt worden sei, das auf der Entdeckung neuartiger Reak
tionen der organischen Aluminiumverbindungen beruhe, und das voraus
sichtlich eine Reihe von Anwendungen gestatte. Da die Arbeiten sehr
intensiv im Fluß und die grundlegenden Patentanmeldungen noch nicht
öffentlich ausgelegt waren, hat das Institut etwa 3 Jahre lang große
Zurückhaltung in der Bekanntgabe von Resultaten geübt.
Der Institutsdirektor hat dann erstmalig am 6.XI.51 auch gegenüber
der Öffentlichkeit den Schleier etwas gelüftet und in einem Vortrag
im Rahmen einer Veranstaltung des Bergbaus mitgeteilt, welche Reaktio
nen er neuerdings durchführen könne, und was sich damit vielleicht
anfangen ließe. Das Wesen der neuen Reaktionen wurde damals noch nicht
bekannt gegeben. Der Vortrag ist in der Zeitschrift "Glückauf" er
schienen. Er gibt auch heute noch einen guten ersten tlberblick, wenn
auch in der Publikation - im Gegensatz zum VOrtrag selbst - die zur
Zeit aussichtsreichste Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens, die Her
stellung von p-Xylol als Ausgangematerial für die Terylen-Faser, nicht
erwähnt ist.
Ein Sonderdruck dieser Publikation in der Zeitschrift "Glückauf" eröff
net die Reihe der weiter hinten folgenden Einzelberichte. Nr. 1
Das Max-Planck-Institut für Kohlenforschung hat dann am 14.Mai 1952
eine besondere ganztägige Vortragsreihe veranstaltet, auf der insge
samt 1o Vorträge gehalten wurden, von denen 5 ausschließlich das neue
Gebiet, einer ein damit entfernt verwandtes technisch-wissenschaft
liches Problem - den Einfluß von Acetylen auf die Polymerisation des
Äthylene - betraf und ein siebenter ausführlich an ausgewählten Beispie
len zeigte, mit welchem Nutzen im Institut bereite in den wenigen Mo
naten von Januar bis Mai die Infrarotspektroskopie auf aktuelle Pro
bleme, insbesondere auch solche aus den Gebieten der ersten 6 Vorträge
eingesetzt werden konnte.
Die restlichen 3 Vorträge betrafen Themen, die hier zunächst nicht in
teressieren.
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Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen
Da die Zeit des Institutsdirektors aus mancherlei Gründen beschränkt
ist, er zudem der Ansicht ist, daß bessere Formulierungen von Berich
ten über die Institutsarbeiten als die schon vorliegenden kaum gefun
den werden können, so macht er die erwähnte Vortragsveranstaltung hier
zur Grundlage eines ausführlichen Berichts an das Wirtschaftsministe
rium, womit der kurze vorlä.1fige Bericht der mit der Abrechnung über
die Forschungsförderung im Jahre 195o/51 eingereicht wurde, hiermit
abschließend ergänzt wird.
Auf der erwähnten Vortragsveranstaltung hat zunächst der Instituts
direktor zusammenfassend über das gesamte neue Gebiet vorgetragen.
Anschließend wurden von seinen Mitarbeitern Vorträge über Teilprobleme
gehalten, die im Hauptvortrag nur kurz angedeutet werden konnten.
Wenige Tage nach dieser Mülheimer Veranstaltung hat der Institutsdi
rektor am 19.Mai 1952 auf der Hauptversammlung der Gesellschaft Deut
scher Chemiker in Frankfurt/Mein, die dieses Jahr im großen Rahmen
des Europäischen Treffens für chemische Technik vor sich ging, einen
der vorgesehenen 4 repräsentativen Hauptvorträge über das Thema
"Aluminiumorganische Synthese im Bereich oiefiniseher Kohlenwasser
stoffe" gehalten.
Ohne daß hier Gebote der Bescheidenheit verletzt werden sollen, darf
sogleich konstatiert werden, daß sowohl die Mülheimer Vortragsreihe
als auch der Frankfurter Vortrag ein sehr beachtliches Echo im In- und
Ausland gefunden haben.
Die zwei zusammenfassenden Vorträge des Institutsdirektors in Mülheim
und Frankfurt sind verschieden aufgebaut. Der zweite enthält manches
aus den zusätzlichen Mülheimer Vorträgen, der erste geht dafür mehr
auf das historische Werden der neuen Erkenntnisse ein. Wegen dieser
Verschiedenheit sind in diesem Bericht daher die beiden Fassungen wie
dergegeben, und zwar als Nr. 2 die Frankfurter Fassung gemäß dem in
der Zeitschrift für angewandte Chemie publizierten Text.
Anschließend folgt dann als Aufsatz Nr. 3 die Mülheimer Fassung gemäß
dem in der "Brennstoffchemie" publizierten Text. Anschließend kommen
(Aufsätze 4 - 8) die weiteren Vorträge.
Die Zuschüsse des Wirtschaftsministeriums wurden für sog. "wirtschafte-
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Forschungsberichte des Wirtschafte- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen
nahe" Forschung gegeben, für die auch noch damit weitgehend synonyme
Begriffe wie "angewandte Forschung" und "Zweckforschung" gebräuchlich
sind.
Die Entwicklung der Arbeiten des M.P.I. für Kohlenforschung liefern
auch einen Beitrag, der in seinem Gewicht kaum zu bagatellisieren ist,
zur Beurteilung der Frage, ob derartige Unterscheidungen zweckmäßig
oder ob sie nicht vielleicht höchst gefährlich sind. In dem Zusammenhang
ist der Aufsatz Nr. ~ (Brennstoff-Chemie) lehrreich, in dem Ausführungen
des Institutsdirektors wörtlich festgehalten worden sind, die er in
seinem Mülheimer Vortrag gemacht hat. (Vgl. besonders s. 46, 47, 64
und 65).
Die Frage "Grundlagen-" oder "Zweckforachung" spielt auch bei der Wür
digung der hinten folgenden restlichen Mülheimer Vorträge (Vorträge Gal
lert, lartin, Zosel, Sauer und Hoffmann) eine Rolle und obwohl der Ver
fasser mit guten Gründen der Auffassung ist, daß diese Unterscheidung
keinen Sinn hat, so will er doch in seinen nachfolgenden Ausführungen
zu den Aufsätzen 4 - 8 den Verauch machen, sich primitivem laienmäßi
gem Denken anzupassen.
Aufsatz Nr. 4 (Vortrag Gallert)
Uber die Herstellung der Katalysatoren zur Olefin-Umwandlung
Nachdem einmal für die Aluminiumalkyle eine neuartige katalytische
Wirksamkeit erkannt war, dürfte es einleuchtend erscheinen, daß man
bestrebt sein mußte, auch die Verfahren zur Herstellung der neuen Ka
talysatoren zu bearbeiten. Leider war über die Herstellungsverfahren
sehr wenig bekannt und ohne umfangreichere Forschungen der Grundlagen
der Herstellungsverfahren war es aussichtslos, hier weiterzukommen.
Es war hiernach der folgende bemerkenswerte Fall gegebena Vielseitige
Verwendbarkeit und technische Aussichten der Aluminiumalkyle als Ka
talysatoren lagen ganz offen zu Tage, und diese Anwendungen waren auch
offenbar unmittelbar technisch verwendbar. Die Herstellung der Kata
lysatoren in den nötigen Mengen erforderte zunächst Vorarbeiten, die
für den Laien oder nur partiell chemisch Sachverständigen sehr leicht
den Stempel der "Grundlagenforschung" tragen mußten, für die die .Mittel
des Wirtschaftsministeriums nicht bestimmt waren. Also bei wörtlicher
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Auslegung der "Haushaltsvorschriften" Blockierung einer aussichtsreichen
Sache dadurch, daß in einer Reihe von voneinander abhängenden aufeinan
derfolgenden Schritten A, B, C B und C früher unmittelbare wirtschaft
liche Aspekte boten als A, über A aber eigentlich nicht gearbeitet werden
durfte, denn das hätte ja nur zu leicht als "Grundlagenforschung" aufge
faSt werden können.
Natürlich hat der Institutsdirektor gewußt, wie er sich diesem Dilemma
gegenüber zu verhalten hatte. Das Ergebnis ist der Aufsatz Nr. 4.
Die Aufsätze 5 und 6.
5.) Vortrag H. Martini Zwischenprodukte und Teilreaktionen der neu
artigen Katalyse
6.) Vortrag K. Zasel 1 Die Konstitution einiger dimerer Olefine
Das soeben Gesagte gilt in etwas anderem Sinn auch für die Aufsätze 5
und 6. Dem Laien sind sie unverständlich, und ihr Inhalt ist auch nicht
gemeinverständlich darstellbar. Dem chemisch nur partiell Sachverstän
digen werden sie als vielleicht nicht uninteressante, aber tatsächlich
rein wissenschaftlich ausgerichtete Abhandlungen erscheinen. Trotzdem
sind sie in höchstem Ausmaße "wirtschaftsnahe".
Das Referat Kartin steht 1.) in unmittelbarem Zusammenhang mit dem
Problem der praktischen Herstellung der Aluminiumalkyle und ohne die
Martin'schen Arbeiten hätte Dr. Gellart die im Augenblick aussichts
reichsten Verfahren zur Herstellung der neuen Katalysatoren nicht finden
können.
2.) hat Herr Kartin im Verein mit Herrn Zasel die Gesetzmäßigkeiten ent
hüllt, die den molekularen Feinbau der Produkte der neuen katalytischen
Reaktion bestimmen. Wie außerordentlich wichtig dieser Feinbau aber ist,
ergibt sich aus der folgenden ttberlegungs
Im Aufsatz 7 (H. Sauers p-Xylol aus Buten bzw. Äthylen) wird gezeigt,
daß es für die neu entwi~kelte para-Xylol-Synthese, das im Augenblick
wahrscheinlich interessanteste Teilstück der vielseitigen Anwendungs
möglichkeiten, entscheidend ist, das Kohl&nstoffgerüst des '-Methyl-
heptans 7 6 5 4 ' 2 1
C-C-C-C-C-C-C
Cx
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Forschungsbariahte des Wirtschafts- und Vsrkahrsministariums Nordrhein-Westfalen
zu synthetisieren. Die technische Bedeutung das Prozesses hängt hier
daran, ob das x C-Atom in der Kette oben gerade am C-Atom 3 und nicht
auch nur eine einzige Stelle demgegenüber nach rechts oder links ver
achoben steht. Die Stellungen 2 oder 4 würden bedeuten, daS bei der
Weiterverarbeitung nur meta-Iylol erhalten würde, ein Produkt, das als
Ausgangsstoff für synthetische Fasern unbrauchbar ist und sich über
dies in Riesenmengen im Steinkohlenteer findet. Das soll heißen, daß,
je spezieller die Eigenschaften und damit je höher die erzielbaren
Preise synthetischer Kohlenstoffverbindungen sind, desto höhere Anfor
derungen hinsichtlich der Einheitlichkeit und des ganz bestimmten mo
lekularen Feinbaus gestellt werden. Diese Dinge zu beherrschen, ist
von größter wirtschaftlicher Bedeutung, zugleich ~ber auch eine Sache
der subtilsten und dem Laien immer undurchsichtigen rein wissenschaft
lichen Forschung. Wo liegen die Grenzen ?
Aufsatz Nr. 7 (Vortrag Sauer)•
para-Xylol aus Buten bzw. Äthylen
Der diesen Bericht verfassende bzw. zusammenstellende Institutsdirektor
hofft, daß das Referat Sauer auch im primitivsten Sinne des Wortes ohne
weiteres als "wirtschaftsnahe Zweckforschung" anerkannt werden möchte.
Es handelt sich dabei um die tlberprüfung vorhandener Literaturangaben
betr. Herstellung von c8-Aromaten, insbesondere para-Xylol aus dem
"dimeren Buten" und um die Festlegung eines bequemen Verfahrens zur
Herausarbeitung des p-Xylols. Die damit eröffnete aussichtsreiche Mög
lichkeit, die "Terylen"-Faser auf eine neue Rohstoffbasis zu stellen,
hat vielseitige Beachtung im In- und insbesondere auch Ausland gefunden.
Aufsatz Nr. 8 (Vortrag Hoffmann):
Erste Anwendungen des Infrarotspektraphotometers in der Laboratoriums
praxis des Instituts
Dieser Aufsatz trägt einen völlig anderen Charakter als die vorangegan
genen Referate. Dr. Hoffmann beschreibt eine Reihe von aktuellen Einzel
problemen, die im Rahmen der Institutsarbeit auftraten, und die er mit
Hilfe des Infrarotspektraphotometers erfolgreich bearbeiten konnte. Der
Aufsatz gibt eine Vorstellung von dem ungeheuren Wert der neuen Methode
für den organischen Chemiker, der in erster Linie in der Schnelligkeit
liegt, mit der Resultate, von denen der weitere Gang der Arbeit abhängt,
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Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen
erhalten werden können. Obwohl ein Instrument der rein wissenschaft
lichen Forschung hat das Infrarotspektrophotometer höchste Bedeutung
für die Beschleunigung der wirtschaftsnahen Forschung.
Der Unterzeichnete läßt nunaehr die einzelnen Referate für sich
sprechen.
KARL ZIEGLER
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