Introducing N-Heterocyclic Olefins as a Novel Class of Organocatalysts for Polymerization
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes wurden N-Heterozyklische Olefine (NHOs) erfolgreich als neue Organokatalysatoren für Polymerisationen etabliert. Im Falle von Propylenoxid wurden die entscheidenden strukturellen Anforderungen an das NHO für eine erfolgreiche Polymerisation identifiziert und angewendet, um schließlich zum aktivsten metallfreien Polymerisationssystem für Propylenoxid zu gelangen das bisher verfügbar ist. Das dadurch hergestellte Polymer ist wohl definiert, und volle Kontrolle über Molgewicht und Endgruppen in einem Bereich von 1.000 – 12.000 g/mol wurde gefunden. Über das exozyklische Kohlenstoffatom, das sich als entscheidende Stellschraube erwies, konnte Einfluss auf den Mechanismus der Polymerisation genommen werden. Zusätzlich wurde gezeigt, dass ein optimiertes NHO Lactid und Trimethylencarbonat in kontrollierter Weise polymerisieren kann, während ein anderes, hochaktives NHO durch einen ungewöhnlichen Polymerisationspfad (Enolisierung des Lactons) wirkt und breit anwendbar ist. Durch das Forschungsprojekt wurde klar, dass die Kombination aus einfacher Synthese/struktureller Flexibilität und hoher Reaktivität, wie sie NHOs naturgemäß zeigen, sehr viel weiteres Potential für zukünftige Forschungen im Bereich der (Organo-)Polymerisationen aufweist. Schon jetzt wurden die hier beschriebene Arbeit und die Ergebnisse anderer Gruppen als Beleg dafür zitiert, dass es zu einer „Wiederbelebung“ der NHO-Chemie für Anwendungen in organischer Chemie und Polymerwissenschaften kommen wird. Eine lebhafte Entwicklung dieses vielversprechenden Forschungsfeldes ist sehr wahrscheinlich.
Publications
- “N-Heterocyclic Olefins as Organocatalysts for Polymerization: Preparation of Well-defined Poly(propylene oxide)”, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 9550-9554
S. Naumann, A. W. Thomas, A. P. Dove
(See online at https://doi.org/10.1002/anie.201504175) - “Highly Polarized Alkenes as Organocatalysts for the Polymerization of Lactones and Trimethylene Carbonate”, ACS Macro Lett. 2016, 5, 134-138
S. Naumann, A. W. Thomas, A. P. Dove
(See online at https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.5b00873)
