CO2 - β-ブチロラクトン,エポキシド,およびCO2からのAB,ABAブロック,および統計的テルポリマーの制御されたワンポット合成
Sebastian Kernbichl1, Marina Reiter1, Friederike Adams1
1WACKER-Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie, Zentralinstitut für Katalyseforschung (CRC), Technische Universität München , Lichtenbergstraße 4, 85747 Garching, Germany.
この研究では,新しい亜鉛触媒を用いたβ-ブチロラクトン,サイクロヘクセン酸化物,および二酸化炭素の単一ポリン化が実証されました. 反応条件は,統計的テルポリマーまたは特定のポリカーボネートの形成を制御する.
科学分野:
- ポリマー化学
- オルガノメタリック触媒
背景:
- 複雑なポリマー構造の制御された合成は,高度な材料開発に不可欠です.
- リングオープニングポリメリゼーション (ROP) とコポリメリゼーションは,多様なポリマー構造への経路を提供します.
- 触媒の設計は,ポリメリゼーション経路と製品結果を制御する鍵です.
研究 の 目的:
- (rac) -β-ブチロラクトン (BBL),サイクロヘクセン酸化物 (CHO) と二酸化炭素 (CO2) の単一のポリメリゼーションを調査する.
- ポリメリゼーション経路 (ROP対共ポリメリゼーション) を制御するCO2圧力の影響を調査する.
- テルポリマーと高性能ポリカーボネートの制御された合成を実現する.
主な方法:
- ルイス酸BDICF3-Zn-N(SiMe3) 2触媒を用いたワンポット・テルポリメリゼーション反応.
- 反応選択性を調節するために変数CO2圧力 (3バーと40バー)
- 機械学的研究のための二次元NMRスペクトロスコーピーとポラリメトリ.
- サイクロペンテン酸化物 (CPO) とCO2の共ポリマー化
主要な成果:
- 触媒はBBLのROPとCHO/CO2共ポリメリゼーションの間で切り替え可能なポリメリゼーションを可能にしました.
- 統計的なテルポリマーはバランスのとれた反応速度により3バーのCO2で形成された.
- 40barのCO2でCHO/CO2の共ポリメリゼーションのみが行われました.
- CPO/CO2共ポリメリゼーションでは,高回転頻度 (TOF) 3200 h−1 と,ポリカーボネート選択性 99% が達成された.
- CPO/CO2とBBLの成功テロポリメリゼーションが実証された.
結論:
- 開発された亜鉛触媒は,熱ポリマー化経路の正確な制御を提供します.
- CO2圧力はポリマー構造を制御する重要なパラメータです.
- この方法により,新型テルポリマーと高選択性ポリカーボネートに効率的にアクセスできます.
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