CO2とエポキシドの共ポリメリゼーションのためのスケーラブルな二機能オーガノボロン触媒
Guan-Wen Yang1, Yao-Yao Zhang1, Rui Xie1
1MOE Laboratory of Macromolecular Synthesis and Functionalization, Adsorption and Separation Materials and Technologies of Zhejiang Province, Department of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
高活性で金属のない触媒は,二酸化炭素 (CO2) とエポキシドから効率的でスケーラブルなポリカーボネート生産を可能にします. この突破は金属残留を回避し 持続可能なポリマー合成に優れた性能を提供します
科学分野:
- ポリマー化学
- 器官触媒
- 持続可能な化学
背景:
- 金属触媒は数十年もの間,CO2 / エポキシード共ポリメリゼーションを支配してきました.
- 多段階の触媒の準備と金属残留物の除去が課題です
- スケーラビリティの問題は,現在の方法の産業的な普及を妨げています.
研究 の 目的:
- CO2 /エポキシド共聚化のための高活性,金属フリーな触媒を開発する.
- ポリカーボネート生産におけるスケーラビリティと金属汚染の問題に対処する.
- 新しい有機触媒の触媒機構と性能を調査する.
主な方法:
- 電子性ボロンと核性四次性アンモニアハリドを含む二機能有機触媒の合成.
- オーガノカタリストによるサイクロヘキサン酸化物とCO2の共聚化
- 反応運動学,制御実験,11B NMR,および結晶構造解析を用いた特徴づけ.
- 密度関数理論 (DFT) を用いた計算研究.
主要な成果:
- 2段階の有機触媒で,キロスケールのスケーラビリティと高収量で作られています.
- 高い触媒活性 (回転頻度は4900 h-1まで) と99%以上のポリカーボネート選択性
- 温和な条件 (25-150 °C,15 bar CO2) で達成された例外的な効率 (5.0 kg 製品/g 触媒)
- ボロンセンターと四次アンモニアム塩の間の分子内シナージ効果が実証された.
結論:
- 金属のない有機触媒は,CO2 /エポキシード共聚化のためのスケーラブルで効率的な代替案を提供します.
- 触媒は優れた活性,選択性,熱安定性を示しています.
- このアプローチは,CO2ベースのポリマーの持続可能な大規模生産のための有望な経路を示しています.
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