Neue Publikation in ChemSusChem zu Lactid-Polymerisation online

11.03.2019
 

Die Entwicklung neuartiger und nachhaltiger Katalysatoren für die ringöffnende Polymerisation von Lactid ist einer der Schwerpunkte des Arbeitskreises Herres-Pawlis. Dabei wird besonderer Wert auf eine industrielle Anwendbarkeit gelegt, um langfristig eine umweltfreundliche Alternative zum derzeit eingesetzten Zinn(II)octanoat zu entwickeln.

Im Gegensatz zu den bisher hauptsächlich erforschten biokompatiblen Zink(II)-Komplexen wurden in dieser Veröffentlichung Eisen(II)-Komplexe untersucht. Dabei ist es gelungen durch die Umsetzung von Eisen(II)chlorid mit einem N,N-Donor-Hybridguanidin- und zwei verschiedenen N,O-Donor-Hybridguanidin-Liganden drei neue, vielversprechende Eisen(II)-Katalysatoren herzustellen und deren Kristallstrukturen zu bestimmen. Diese Komplexe wurden in der Schmelzpolymerisation von technischem rac-Lactid getestet, wobei der Verlauf der Polymerisation mittels in situ-Raman-Spektroskopie verfolgt wurde.

Alle drei Komplexe zeigten sich aktiv unter diesen Bedingungen, was auf eine hohe Robustheit der Katalysatoren gegenüber Verunreinigungen im technischen Lactid schließen lässt. Die beiden hergestellten Eisen(II)-N,O-Donor-Komplexe sind dabei jedoch deutlich aktiver als der Eisen(II)-N,N-Donor-Komplex. Die Aktivität dieser beiden Katalysatoren übersteigt die der bisher aktivsten Zink(II)-Komplexe deutlich.

Außerdem wurden die Polymerisationsgeschwindigkeitskonstanten k p der beiden N,O-Donor-Komplexe bestimmt. Während einer der N,O-Donor-Komplexe sich als ähnlich aktiv wie Zinn(II)octanoat erwies, polymerisierte der zweite Katalysator sogar mit einer um eine Größenordnung höheren Aktivität. Mit Molmassen von über 90.000 g/mol sind die produzierten Polymere von industriell prozessierbarer Güte.

Insgesamt liefern die hier vorgestellten Eisen(II)-Hybridguanidin-Komplexe vielversprechende Ergebnisse und mit ihrer außergewöhnlichen Aktivität und Robustheit einen entscheidenden Fortschritt hin zur zinnfreien Lactidpolymerisation.

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