CO、CO₂、およびブタジエンからの機能性高分子合成

科学分野:

• 高分子化学
• 持続可能な材料科学
• 触媒作用

背景:

• 二酸化炭素（CO2）と一酸化炭素（CO）は、持続可能なポリマー合成のための豊富なC1フィードストックです。
• CO2とCOの熱力学的な違いは、ポリマーへの同時取り込みを妨げます。

研究 の 目的:

• CO/CO2/ブタジエンターポリマーの選択的合成のための新しい反応戦略を開発すること。
• 再生可能なC1ビルディングブロックから特性を調整可能な機能性ポリマーを作成すること。

主な方法:

• CO2とブタジエンのPd触媒によるテロメリゼーションによりラクトン中間体を形成しました。
• ラクトン中間体とCOの触媒的交互共重合。
• 水素化ホウ素ナトリウム（NaBH4）を使用して、ケトンおよびラクトン基をヒドロキシル基に定量的に還元しました。

主要な成果:

• 1:1:2のモル比で正式なCO/CO2/ブタジエンターポリマーを合成しました。
• 高収率で、側鎖に不飽和ラクトン基を持つ官能性ポリケトンを得ました。
• 強力な接着性（木材に対して最大10.13 MPa）と酸化的分解性を持つ多ヒドロキシ官能化ポリマーを開発しました。

結論:

• この新しい戦略により、CO2とCOを単一のポリマー骨格に同時に組み込むことが可能になります。
• 得られた機能性ポリマーは、持続可能な用途に望ましい接着性と分解性の特性を備えています。
• この研究は、CO2とCOを高性能材料に価値変換するための新しい経路を提供します。