Neue Veröffentlichung in Angewandte Chemie veröffentlicht
Mit der nächsten Generation von Zink-Bisguanidin-Polymerkatalysatoren zu hochkristallinen, biologisch abbaubaren Polyestern
Wiederholt wurde im Arbeitskreis Herres-Pawlis gezeigt, dass es für die Herstellung von Biokunststoffen mittels Ringöffnungspolymerisation biokompatible Katalysatoren gibt, die eine Alternative zum industriell verwendeten toxischen Zinn(II)-2-ethylhexanoat darstellen.
Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Untersuchung von robusten Alternativen, die unter industriellen Bedingungen verwendet werden können. Der 2019 in diesem Arbeitskreis veröffentlichte Eisen(II)-Hybridguanidin-Komplex ist der erste robuste Katalysator, welcher den industriellen Katalysator in seiner Aktivität in der Ringöffnungspolymerisation von Lactid übertroffen hat.
Mit dem in der aktuellen Veröffentlichung gezeigten Zink-Bisguanidin-Komplex ist es möglich eine noch höhere Aktivität unter industriellen Bedingungen in der Ringöffnungspolymerisation von zyklischen Estern zu erhalten. Dabei wurde nicht nur Lactid als Monomer untersucht, sondern auch der zyklische Ester e-Caprolacton. Die hohe Aktivität des veröffentlichten Zink‑Komplexes spiegelt sich vor allem in der Lactidpolymerisation wieder. Hier weist der Katalysator eine knapp zehnmal so hohe Reaktionsgeschwindigkeit wie der industrielle Zinn‑Komplex auf. Diese hohe Katalysatoraktivität ermöglichte zusätzlich eine Polymerisation in Lösung, was vor allem für spezifische Anwendungen, z.B. im medizinischen Bereich, vorteilhaft ist. Somit ist dieser Zink-Bisguanidin-Komplex nicht nur der derzeit aktivste Katalysator, sondern auch der erste Guanidin-Komplex, welcher Lactid in Lösung polymerisieren kann. Zusätzliche Materialuntersuchungen der hergestellten Polymere zeigten, dass Zink-basiertes Polylactid eine deutlich höhere Kristallinität als dasselbe mit Zinn hergestellte Material aufweist. Dies ist beispielsweise für medizinische Implantate eine wichtige Eigenschaft.
Die Autoren danken dem Bioeconomy Science Center (BioSC) für die großzügige Finanzierung im Rahmen des Projekts R2HPBio.
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