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Landschaftsplanung als Steuerungsinstrument im Urbanisierungsprozess am Beispiel der beiden Hauptstädte Seoul und Berlin (2017)

Ji-Young Lee

Als Begleiterscheinungen des rasanten Wirtschaftswachstums und der nicht behutsamen Raumentwicklungen Südkoreas seit Beginn der 60er Jahre kristallisierten sich monotone Stadtstrukturen, regionaler Identitätsverlust und enorme ökologische Belastung als negative Erscheinungsformen der Raumordnung heraus. Erhebliche Umweltbelastungen, Veränderungen des Stadtbilds und die Flächeninanspruchnahme sind vor allem in der Hauptstadt Seoul signifikante Folgen der städtischen Ausdehnung und Verdichtung. Zur planmäßigen Steuerung von Schutz-, Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen für die gesamte Umwelt wurde dort das Gesetz zur Landschaftsplanung im Jahr 2007 als Grundgesetz für systematische und wirksame Landschaftsplanung verabschiedet und die rechtskräftige Landschaftsplanung Seouls im Jahr 2009 aufgestellt. Im Vergleich dazu ist die Landschaftsplanung in Deutschland bereits seit 1976 in Form des Bundesnaturschutzgesetzes rechtlich verankert. Sie entwickelte sich zu einem verlässlichen Planungsinstrument des Naturschutzes und der Landschaftspflege und spielt eine wichtige Rolle in der Steuerung eines ausgewogenen städtischen Naturhaushaltes. Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es, die theoretischen Grundlagen und praktischen Anwendungsbeispiele der Landschaftsplanung im städtischen Raum zu untersuchen sowie zukünftige Entwicklungsstrategien der koreanischen Landschaftsplanung im Sinne eines zentralen und vorsorgenden Steuerungsinstruments des Urbanisierungsprozesses zu erarbeiten. Anhand der Beispiele Seoul und Berlin sollen wirksame Steuerungsprozesse und Erfolgsparameter der Landschaftsplanung herausgearbeitet und schlussendlich Verbesserungsvorschläge für die koreanische Landschaftsplanung aufgezeigt werden. Um Analyse sowie Auswertung der Landschaftsplanung durchzuführen, erfolgt zuerst eine theoretische Untersuchung des Wandels im umweltpolitischen Aufgabenspektrum – es folgen die fachlichen Diskussionen und die Herausarbeitung der raum- und umweltbezogenen Planungsinstrumente. In dieser Arbeit werden insbesondere die Auslegungen gesetzlicher Grundlagen der Landschaftsplanung und die räumlichen Entwicklungen mit Flächennutzung beider Städte betrachtet. Auf dieser Grundlage werden inhaltliche Struktur, Auswirkungen und praxisbezogene Umsetzungsbeispiele zusammengefasst, um anschließend die Merkmale städtischer Landschaftsplanung zu identifiziert. Im Ergebnis werden die expliziten Unterschiede der beiden Landschaftsplanungen mit den theoretischen Grundlagen und praxisbezogenen Beispielen vergleichend widergespiegelt sowie die differenzierten Handlungsstrategien für die erfolgreiche Implementierung der koreanischen Landschaftsplanung im Sinne eines zentralen Steuerungsinstruments dargelegt.

Das staatliche Ehrenamt des Naturschutzes im Freistaat Thüringen (2017)

Manfred Klöppel

Seit circa 150 Jahren wird versucht, Natur und Landschaft vor Zerstörung zu bewahren. Mit der Schaffung der ersten Staatlichen Stelle für Naturdenkmalpflege im Jahr 1906 wurde der Naturschutz auf die staatliche Ebene gehoben. Die Geschichtsforschung widmet sich erst seit wenigen Jahren diesem Thema und hier vornehmlich der Ideen- und Institutionengeschichte. Der historische Rückblick auf die Anfänge der Naturauseinandersetzung zeigt deutlich, dass die spätere wissenschaftliche Aneignung von Natur und Landschaft, speziell in Thüringen, auf diesen frühen Zeiten basiert. Trotz der naturwissenschaftlich reichen Vorgeschichte entwickelte sich der staatliche Naturschutz in Thüringen aber nur schleppend. Insbesondere die bis 1920 andauernde thüringische Kleinstaaterei machte es der damaligen Beratungsstelle für Heimatschutz und Denkmalpflege, nahezu unmöglich, eine zentralisierte Naturschutzarbeit aufzubauen. Trotz aller Probleme konnten sich die Naturschutzbeauftragten nach dem zweiten Weltkrieg neu etablieren. Während der Naturschutz in der DDR den in Nazideutschland begonnenen zentralisierten Weg weiter beschritt, wurde er in den westlichen Besatzungszonen auf die Bundesländer delegiert. Konnte sich in der BRD eine starke Umwelt- und Anti-Atomkraftbewegung entwickeln, erstarkte in der DDR die Naturschutzbewegung vornehmlich durch die im Kulturbund zusammengeschlossenen Fachgruppen. Mit der Währungs-, Wirtschafts- und Sozialunion trat auch das Umweltrahmengesetz am 1.7.1990 in Kraft. Damit wurde Bundesrecht auf die noch existierende DDR angewendet. Eine neue rechtliche Legitimation erhielten die Naturschutzbeauftragten und -helfer aber erst mit Inkrafttreten des Vorläufigen Thüringer Naturschutzgesetzes 1993. Nach mehreren Änderungen in der Thüringer Verwaltungs- und Gebietsstruktur sowie in der Naturschutzgesetzgebung gaben die mancherorts unüberhörbar gewordenen Dissonanzen zwischen Haupt- und Ehrenamt Anlass zu einer tiefer gehenden Betrachtung. Im Jahre 2011 wurden thüringenweit alle Mitglieder und Stellvertreter von Naturschutzbeiräten sowie Beauftragten für Naturschutz schriftlich befragt und mit den in den UNB zuständigen Mitarbeitern Gespräche geführt. Von den 535 befragten Ehrenamtlichen wurden 202 ausgefüllte Fragebögen zurück gesendet. Bei der Auswertung der Fragebögen war auffällig, dass der überwiegende Teil der Ehrenamtlichen männlich und mit höherem Bildungsabschluss war. Viele der ehemaligen Naturschutzhelfer der DDR wurden als Beauftragte für Naturschutz oder als Mitglied eines Naturschutzbeirates übernommen. Das Durchschnittsalter der Ehrenamtlichen hat sich im Laufe der Zeit deutlich erhöht. So waren bereits 2012 allein 2/3 der Beauftragten für Naturschutz 61 Jahre und älter. Anhand der Antworten ließen sich Schlussfolgerungen und Handlungsvorschläge ableiten. Trotz der bundesweit unterschiedlichen Regelungen in den Naturschutzgesetzen sind die Ergebnisse dieser Arbeit zum großen Teil auf andere Bundesländer übertragbar. Dies betrifft vornehmlich Vorschläge zur öffentlichen Darstellung der ehrenamtlichen Arbeit und zum Selbstverständnis. Es bleibt festzustellen, dass die Kommunikations- und Konfliktlösungsfähigkeiten bei Ehrenamtlichen wie auch bei Hauptamtlichen nur eingeschränkt ausgebildet sind. Hinsichtlich der Anerkennungskultur sehen die Ehrenamtlichen noch erhebliche Reserven. Dem gegenüber besitzen sie aber nur ein eingeschränktes Wissen um ihre Aufgaben und Pflichten. Neben diesem verstellten Aufgabenverständnis sehen sich viele Ehrenamtliche vornehmlich als Interessenvertreter der sie vorschlagenden Einrichtungen.

Entwicklung niedermolekularer Scavenger für V-Stoffe (2017)

Christian Schneider

V-Stoffe, die zur Klasse der Neurotoxischen Organophosphonate (NOPs) zählen, gehören zu den giftigsten bekannten Verbindungen. Ihre ausgeprägte Toxizität gegenüber dem Menschen erlaubt ihren Einsatz als chemische Kampfstoffe. Obwohl diese Verbindungen bereits vor mehr als 60 Jahren zum ersten Mal hergestellt wurden, steht noch keine sichere und universelle Therapiemethode zur Verfügung. Ein vielversprechender neuer Ansatz besteht in der Entwicklung sogenannter Scavenger. Dabei handelt es sich um Verbindungen, die NOPs im Körper binden und unschädlich machen, bevor sie Schaden anrichten. Makrocyclische Wirtverbindungen, die mit einer nukleophilen Gruppe substituiert sind, besitzen diese Eigenschaften. In der vorliegenden Arbeit wurden neue Sulfonatocalix[4]arenderivate hergestellt, die mit einer Hydroxamsäuregruppe als nukleophiler Gruppe substituiert sind. Die erhaltenen Verbindungen wurden von unseren Kooperationspartnern am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Bundeswehr in München auf ihre Aktivität zur Entgiftung verschiedener V-Stoffe in wässriger Lösung untersucht. Als Ausgangsmaterialien zur Darstellung der potentiellen Scavenger wurden zunächst geeignete Sulfonatocalix[4]arenderivate synthetisiert. Anschließend wurden die Calixarenderivate mit entsprechenden Vorstufen verknüpft, in denen die Hydroxamsäuregruppe enthalten ist. Es wurde ein Scavenger hergestellt, der VX mit einer Halbwertszeit von etwa 4 Minuten entgiftet, was im Vergleich zur Spontanhydrolyse einer Beschleunigung um das 3500-fache entspricht. Auch andere V-Stoffe wurden mit ähnlichen Geschwindigkeiten entgiftet. Diese Verbindung stellt damit den effizientesten niedermolekularen Scavenger für V-Stoffe dar, der bislang entwickelt wurde. Neben den Messungen zur Bestimmung der Abbauraten für V-Stoffe wurden auch mechanistische Studien und Bindungsstudien durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass der Calixarenring effizient in wässriger Lösung an VX bindet. Außerdem wurde beobachtet, dass bei der Entgiftung von VX selektiv das ungiftige Abbauprodukt EMPA entsteht.

The Split tree for option pricing (2017)

Merima Nurkanović

In this dissertation convergence of binomial trees for option pricing is investigated. The focus is on American and European put and call options. For that purpose variations of the binomial tree model are reviewed. In the first part of the thesis we investigated the convergence behavior of the already known trees from the literature (CRR, RB, Tian and CP) for the European options. The CRR and the RB tree suffer from irregular convergence, so our first aim is to find a way to get the smooth convergence. We first show what causes these oscillations. That will also help us to improve the rate of convergence. As a result we introduce the Tian and the CP tree and we proved that the order of convergence for these trees is \(O \left(\frac{1}{n} \right)\). Afterwards we introduce the Split tree and explain its properties. We prove the convergence of it and we found an explicit first order error formula. In our setting, the splitting time \(t_{k} = k\Delta t\) is not fixed, i.e. it can be any time between 0 and the maturity time \(T\). This is the main difference compared to the model from the literature. Namely, we show that the good properties of the CRR tree when \(S_{0} = K\) can be preserved even without this condition (which is mainly the case). We achieved the convergence of \(O \left(n^{-\frac{3}{2}} \right)\) and we typically get better results if we split our tree later.

Mathematical modelling of interacting fibre structures and non-woven materials (2017)

Christian Nessler

Non–woven materials consist of many thousands of fibres laid down on a conveyor belt under the influence of a turbulent air stream. To improve industrial processes for the production of non–woven materials, we develop and explore novel mathematical fibre and material models. In Part I of this thesis we improve existing mathematical models describing the fibres on the belt in the meltspinning process. In contrast to existing models, we include the fibre–fibre interaction caused by the fibres’ thickness which prevents the intersection of the fibres and, hence, results in a more accurate mathematical description. We start from a microscopic characterisation, where each fibre is described by a stochastic functional differential equation and include the interaction along the whole fibre path, which is described by a delay term. As many fibres are required for the production of a non–woven material, we consider the corresponding mean–field equation, which describes the evolution of the fibre distribution with respect to fibre position and orientation. To analyse the particular case of large turbulences in the air stream, we develop the diffusion approximation which yields a distribution describing the fibre position. Considering the convergence to equilibrium on an analytical level, as well as performing numerical experiments, gives an insight into the influence of the novel interaction term in the equations. In Part II of this thesis we model the industrial airlay process, which is a production method whereby many short fibres build a three–dimensional non–woven material. We focus on the development of a material model based on original fibre properties, machine data and micro computer tomography. A possible linking of these models to other simulation tools, for example virtual tensile tests, is discussed. The models and methods presented in this thesis promise to further the field in mathematical modelling and computational simulation of non–woven materials.

A measurement method for characterising micro lead on ground shaft surfaces (2017)

Philipp Arnecke

The detection and characterisation of undesired lead structures on shaft surfaces is a concern in production and quality control of rotary shaft lip-type sealing systems. The potential lead structures are generally divided into macro and micro lead based on their characteristics and formation. Macro lead measurement methods exist and are widely applied. This work describes a method to characterise micro lead on ground shaft surfaces. Micro lead is known as the deviation of main orientation of the ground micro texture from circumferential direction. Assessing the orientation of microscopic structures with arc minute accuracy with regard to circumferential direction requires exact knowledge of both the shaft’s orientation and the direction of surface texture. The shaft’s circumferential direction is found by calibration. Measuring systems and calibration procedures capable of calibrating shaft axis orientation with high accuracy and low uncertainty are described. The measuring systems employ areal-topographic measuring instruments suited for evaluating texture orientation. A dedicated evaluation scheme for texture orientation is based on the Radon transform of these topographies and parametrised for the application. Combining the calibration of circumferential direction with the evaluation of texture orientation the method enables the measurement of micro lead on ground shaft surfaces.

Product Pricing with Additive Influences - Algorithms and Complexity Results for Pricing in Social Networks (2017)

Florian David Schwahn

We introduce and investigate a product pricing model in social networks where the value a possible buyer assigns to a product is influenced by the previous buyers. The selling proceeds in discrete, synchronous rounds for some set price and the individual values are additively altered. Whereas computing the revenue for a given price can be done in polynomial time, we show that the basic problem PPAI, i.e., is there a price generating a requested revenue, is weakly NP-complete. With algorithm Frag we provide a pseudo-polynomial time algorithm checking the range of prices in intervals of common buying behavior we call fragments. In some special cases, e.g., solely positive influences, graphs with bounded in-degree, or graphs with bounded path length, the amount of fragments is polynomial. Since the run-time of Frag is polynomial in the amount of fragments, the algorithm itself is polynomial for these special cases. For graphs with positive influence we show that every buyer does also buy for lower prices, a property that is not inherent for arbitrary graphs. Algorithm FixHighest improves the run-time on these graphs by using the above property. Furthermore, we introduce variations on this basic model. The version of delaying the propagation of influences and the awareness of the product can be implemented in our basic model by substituting nodes and arcs with simple gadgets. In the chapter on Dynamic Product Pricing we allow price changes, thereby raising the complexity even for graphs with solely positive or negative influences. Concerning Perishable Product Pricing, i.e., the selling of products that are usable for some time and can be rebought afterward, the principal problem is computing the revenue that a given price can generate in some time horizon. In general, the problem is #P-hard and algorithm Break runs in pseudo-polynomial time. For polynomially computable revenue, we investigate once more the complexity to find the best price. We conclude the thesis with short results in topics of Cooperative Pricing, Initial Value as Parameter, Two Product Pricing, and Bounded Additive Influence.

Rationale Entwicklung neuer nachhaltiger Methoden zur Einführung von Fluoralkyl(thio/seleno)gruppen (2017)

Christian Matheis

Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue nachhaltigere Methoden zur gezielten Einführung fluoralkyl(thio/seleno)lierter Substituenten in komplexe organische Moleküle entwickelt. Dafür wurde insbesondere die Sandmeyer-Reaktion als universelles Werkzeug zur Funktionalisierung breit verfügbarer Aniline genutzt. Die entscheidenden Vorteile dieser Technologie sind die milden Reaktionsbedingungen, das breite Substratspektrum und die exzellente Toleranz funktioneller Gruppen, weshalb sie sich selbst für komplexe Verbindungen in einem späten Synthesestadium eignet. Außerdem zeichnen sich die in dieser Arbeit entwickelten Prozesse zur direkten Einführungen von SCF3 , SeCF3 und SC2F5-Gruppen dadurch aus, dass sie mit Kupfermengen von nur 10 mol% zu den seltenen Beispielen katalytischer Sandmeyer-Reaktionen gehören. Unter ebenso vorteilhaften Reaktionsbedingungen und gleicher katalytischer Kupfermengen konnten auch α-Diazoester, die selbst leicht aus Aminosäuren herstellbar sind, zu den entsprechenden Trifluormethylthio- und Trifluormethylselenoethern umgesetzt werden. In weiteren Projekten gelang es, neue Zugänge zu Di- und Trifluormethylthioethern durch das innovative Reaktionskonzept der Thiocyanierung/Fluoralkylierungskaskade zu etablieren. Breit verfügbare Alkylelektrophile wurden hierbei unter milden Reaktionsbedingungen und preiswerten Schwefel- und Fluoralkyl-Quellen di- und trifluormethylthioliert. Außerdem konnte die Reaktionskaskade auch für regioselektive elektrophile C–H-Fluoralkylthiolierungen elektronenreicher Aromaten mit NTS als nachhaltige elektrophile Schwefelquelle genutzt werden. In allen neuen Verfahren wurden konsequent praktische Fluoralkyl(thio/seleno)-Quellen verwendet, die auf dem nachhaltigen Ruppert-Prakash-Reagenz TMSCF3 basieren. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber bekannten Verfahren, die häufig präformierte, instabile Metall-Salze oder teure, hochmolekulare Reagenzien verwenden. Das große synthetische Potential der neu entwickelten Methoden wurde jeweils anhand zahlreicher funktionalisierter Substrate demonstriert. Darüber hinaus lieferten mechanistische Studien einen näheren Einblick in den Ablauf der Reaktionen.

Schwere körperliche Arbeit und Gesundheit: Subjektive Perspektiven von Handwerkern in der Schienenfahrzeuginstandhaltung (2017)

Sabine Hammer

Die Krankheitslast unter Erwerbstätigen steigt mit der Zunahme physischer Belastungsfaktoren am Arbeitsplatz. Instandhaltungsarbeiten an Schienenfahrzeugen gehen mit starken körperlichen Belastungen einher, aufgrund hoher Arbeitsschwere und potentiell beanspruchenden Umgebungsfaktoren wie Lärm, Staub, schlechten Licht- oder Temperaturverhältnissen und erhöhten Verletzungsrisiken. In einem Betrieb der Schienenfahrzeuginstandhaltung, der unter den Beschäftigten steigende Krankheitszahlen verzeichnet, wurden 34 Handwerker mittels qualitativer Interviews zu ihren Einstellungen und Wahrnehmungen bezüglich Gesundheit am Arbeitsplatz befragt. Das Ziel der Untersuchung war es, gesundheitsbezogene Ressourcen und Risikofaktoren aus Mitarbeitersicht zu identifizieren, zudem Einstellungen zu Gesundheit, Gesundheitsverhalten und Gesundheitsförderung sowie Annahmen zu möglichen Gründen für die Krankenstanderhöhung. Die Befragungen wurden inhaltsanalytisch ausgewertet und zusammenfassend dargestellt. In einem zweiten Schritt erfolgte anhand relevanter Merkmale (Gesundheitsverhalten, Beschwerdewahrnehmung, Zufriedenheit, Stresswahrnehmung und berufliche Perspektiven) die Entwicklung einer empirisch begründeten Typologie. Ergebnisse einer quantitativen Befragung zur Mitarbeitergesundheit unter 156 Mitarbeitern desselben Unternehmens ermöglichten teilweise eine Quantifizierung der qualitativen Ergebnisse. Ausgewählte Skalen wurden zusätzlich einer Clusteranalyse unterzogen mit dem Ziel, Fallgruppen unter den Befragten zu identifizieren. Die Ergebnisse der Untersuchungen geben folgende zentrale Anhaltspunkte: Auf die physischen Arbeitsbelastungen führen die Handwerker überwiegend Beschwerden des muskuloskeletalen Systems zurück, die mit hoher Prävalenz auftreten (unter mehr als 50% der Befragten häufig oder ständig). Aus Mitarbeitersicht werden die physischen Belastungen und daraus resultierenden Beschwerden weitgehend in Kauf genommen und gelten als nicht oder kaum vermeidbar. Häufiger als physische Risiken thematisierten die Mitarbeiter psychosoziale Bedingungen der Arbeit. Als Gesundheitsrisiko wird an erster Stelle Zeitdruck genannt. Er erhöht nach Angaben der Mitarbeiter das Unfallrisiko, wirkt sich aber auch auf das Verhalten der Vorgesetzten sowie das Arbeitsklima aus. Die Mitarbeiter nehmen vielfach hohe Anforderungen wahr, bei geringem Entscheidungsspielraum sowie einer als gering wahrgenommenen Wertschätzung und Anerkennung seitens der Vorgesetzten. Auch die Anerkennung von extern, im Sinne eines Berufsprestiges, wird als eher gering wahrgenommen. Als weiterer Grund reduzierten Wohlbefindens wird insbesondere von älteren Mitarbeitern ein geringer Zusammenhalt unter den Kollegen beschrieben, der dem Zeitdruck, dem Betriebsklima und unterschiedlichen Interessen der Generationen zugeschrieben wird. Indirekt geben die Ergebnisse auch Hinweise darauf, dass den Mitarbeitern Möglichkeiten der Identifizierung fehlen. Die berufliche Identität scheint insgesamt eher gering ausgeprägt. Durch (in Teilen) geringen Zusammenhalt und das Fehlen fester Arbeitsgruppen geht den Mitarbeitern ein Zugehörigkeitsgefühl verloren und damit ein Teil sozialer Identität. Insgesamt bewerten die Befragten Kollegialität und Zusammenarbeit jedoch eher positiv und das Wohlbefinden bzw. die Gesundheit fördernd. Ein weiterer Förderfaktor ist der Stolz auf berufliche Fertigkeiten und Fähigkeiten. Besonders positiv wahrgenommen wird, wenn die Mitarbeiter individuelle Expertise (Verbesserungsvorschläge) einbringen können und diese umgesetzt werden. Als Gründe für den erhöhten Krankenstand werden aus Mitarbeitersicht überwiegend die psychosozialen Stressoren gesehen, da sie sich unmittelbar auf Gesundheit und Wohlbefinden auswirken. Gleichermaßen beschreiben die Handwerker die Neigung, sich aufgrund der als gering wahrgenommenen Anerkennung bei vergleichsweise „harmlosen“ Gesundheitsbeschwerden krankschreiben zu lassen. Bisherige Maßnahmen betrieblicher Gesundheitsförderung (Rückenschule, Gesundheitstage u.dgl.) bewerten die Befragten als nicht zielführend. Grundsätzlich wird körperliche Aktivi-tät/Fitness neben der Arbeit als die Gesundheit positiv beeinflussend wahrgenommen. Die Befragten fühlen sich für dafür allerdings weitgehend selbst verantwortlich und möchten autonom über mögliche Gesundheitsaktivitäten entscheiden. Die Typologie und Clusteranalyse zeigen folgendes Bild: Die Mitarbeiter unterscheiden sich im Wesentlichen anhand der Ausprägungen muskuloskeletaler Beschwerden, Stresswahrnehmung, Stimmung/Gefühlslage und Zufriedenheit. Anhand der qualitativen Analyse konnten vier Typen differenziert werden, die Clusteranalyse führte zu sechs Gruppen. Grob betrachtet liegen bei der größten Gruppe der Mitarbeiter deutlich muskuloskeletale Beschwerden vor bei neutraler Ausprägung der weiteren Merkmale („Neutrale mit Beschwerden“). Eine weitere Gruppe gibt deutliche muskuloskeletale Beschwerden an, eine hohe Unzufriedenheit sowie hohe Stresswahrnehmung („Unzufrieden-Gestresste mit Beschwerden“). Ebenfalls hohe Beschwerden sowie eine geringe Zufriedenheit zeigen die „Unzufrieden-Unausgeglichenen mit Beschwerden“, die eine nur mittelgradige Stresswahrnehmung zeigen, aber eher negativ gestimmt sind. Die „Zufrieden-Beschwerdefreien“ sind eher zufrieden und zeigen in allen anderen Merkmalen positive Ausprägungen. Korrelationen der Gruppen mit Alter oder körperlicher Aktivität (im Alltag) konnten nicht gefunden werden. Für die Untersuchung wurden ausschließlich explorative Verfahren eingesetzt. Die Ergebnisse sind entsprechend als empirisch begründete Annahmen zu verstehen, die nur bedingt Implikationen für die Praxis zulassen. Dennoch beschreiben die Handwerker aus ihrer Sicht Phänomene und Zusammenhänge, die in anderen Kontexten bereits gut untersucht sind. In Zusammenschau mit dem aktuellen Forschungsstand lässt sich schlussfolgern, das für Erwerbstätige, die schwere körperliche Arbeit leisten, die Faktoren Anerkennung, Wertschätzung, Zusammenhalt und Identifikation besonders bedeutsam für Gesundheit bzw. Arbeitsfähigkeit sind. Für die Planung von konkreten Maßnahmen der Gesundheitsförderung erscheint eine „gruppenindividuelle“ Betrachtung der Mitarbeiter sinnvoll, um deren Bedürfnisse gezielter zu treffen.

Entwicklung nachhaltiger katalytischer Verfahren. Chemische Nutzung nachwachsender Rohstoffe und atomökonomische Synthese von Amiden (2016)

Sabrina Baader

Nachhaltige Chemie beinhaltet die Nutzung stofflicher Ressourcen und deren Umwandlung ohne Schaden für zukünftige Generationen. Dabei hat sich insbesondere die Katalyse als nützliche Technologie etabliert, durch die Syntheserouten zu hochwertigen Produkten abgekürzt und dabei die CO2-Bilanz des Gesamtprozesses verbessert wird. Im Rahmen dieser Dissertation wurden nachhaltige, homogen-katalytische Prozesse zur Einbindung nachwachsender Rohstoffe in die chemische Wertschöpfungskette und zur abfallminimierten Synthese von Amiden und Peptiden entwickelt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die isomerisierende Metathese als Methode zur Valorisierung nachwachsender Rohstoffe etabliert. Mit einem bimetallischen Katalysatorsystem, bestehend aus dem Isomerisierungskatalysator [Pd(µ-Br)(tBu3P)]2 und NHC-basierten Ruthenium-Metathesekatalysatoren, werden Doppelbindungen ungesättigter Verbindungen kontinuierlich entlang der Kohlenwasserstoffkette verschoben und können gleichzeitig, ungeachtet ihrer Position, eine Metathese durchlaufen. Dies erlaubt die Umwandlung von zwei unterschiedlichen Olefinen in ein Gemisch mit homogener Produktverteilung und einstellbarer mittlerer Kettenlänge. Das synthetische Potential dieser Transformation wurde anhand der Darstellung von Dieselersatzkraftstoffen demonstriert, die vollständig auf erneuerbaren Ressourcen basieren und aufgrund ihres Siedeverhaltens in modernen Motoren in unverdünnter Form eingesetzt werden können. Der neu entwickelte Tandemprozess ermöglicht weiterhin die gezielte Kürzung olefinischer Seitenketten in Gegenwart von Ethen. Die isomerisierende Ethenolyse der natürlich vorkommenden Allylbenzole Eugenol, Allylanisol, Safrol und Methyleugenol wurde zur Synthese wertvoller Styrole mit komplexen Substitutionsmustern eingesetzt. Die isomerisierende Ethenolyse stellt außerdem die Schlüsseltechnologie zur Valorisierung von Cashew-Nussschalenöl dar. Ausgehend von dem bisher ungenutzten Abfallstoff wurde die Synthese der Tsetsefliegen-Lockstoffe 3-Ethyl- und 3-Propylphenol sowie des Polymervorläufers 3,3’-Hydroxystilben demonstriert. Der zweite Teil dieser Doktorarbeit umfasste die rationale Entwicklung einer abfallminimierten und umweltfreundlichen Methode zur Synthese von Amiden aus Carbonsäuren und Aminen. Dazu wurde ein hocheffektives, luft- und wasserstabiles Ru(IV)-Katalysatorsystem identifiziert, das die Addition von Carbonsäuren an Alkine unter Bildung von Enolestern sowie die weitere Umsetzung dieser Aktivester mit Aminen zu Amiden vermittelt. Ein einstufiges Eintopf-Verfahren zur Synthese von Amiden, bei dem alle Reagenzien zu Beginn der Reaktion zugegeben werden, wurde unter Verwendung von Ethoxyacetylen als Aktivierungsreagenz entwickelt. Hierbei werden die Carbonsäuren in Gegenwart eines Amins intermediär in hochreaktive Ketenacetale überführt, die nach Aminolyse die entsprechenden Amide in sehr guten Ausbeuten liefern. Die Anwendungsbreite dieses milden Reaktionsprotokolls umfasst aliphatische und aromatische Carbonsäuren sowie N- und C terminal geschützten Aminosäuren.

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