Zur Erzielung einer grünen und effizienten Ringöffnungs-Copolymarisierung zyklischer Monomere und zur Herstellung nachhaltiger blockbasierter Copolyester wurde eine Reihe von bifunktionalen ionischen organischen Katalysatoren auf Basis von Harnstoff und organischen Basen entwickelt. Diese zeigten hervorragende katalytische Aktivität und Kontrollierbarkeit bei der Ringöffnungs-polymerisation von Lactiden und Lactonen, insbesondere bei der Homopolymerisation von Propyllactid mit einer Umschlagshäufigkeit (TOF) von bis zu 2,341×10⁵ h^-1. Unter den hergestellten bifunktionalen ionischen Harnstoff-Base-Katalysatoren weist der Katalysator (U2BN), synthetisiert durch die Reaktion von 1,3-Diphenylharnstoff (U2) mit Tetrabutylammoniumhydroxid (BN), eine hohe katalytische Aktivität sowohl für Propyllactid als auch Caprolacton auf. Mit diesem U2BN-Katalysator wurde durch sequenzielle Zugabe in einem Ein-Topf-Verfahren erfolgreich ein dreiblöckiger Copolyester aus dem Copolymer (PVCL) von ε-Caprolacton und δ-Valerolacton als weichem Segment sowie Polymilchsäure (PLA) als hartem Segment hergestellt. Die Ergebnisse der Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) und der Gelpermeationschromatographie (GPC) bestätigten die ABA-Sequenzstruktur. Der PLA-PVCL-PLA-Blockcopolyester zeigt eine Mikrophasentrennung, die ihm thermoplastische Elastomer-Eigenschaften verleiht, wodurch eine Kombination aus hoher Bruchdehnung und hoher elastischer Rückstellung erreicht wird. Diese Arbeit bietet neue Katalyse- und Strukturkontrollstrategien für die Synthese biologisch abbaubarer Copolyester-Materialien.

Bifunktionaler organischer Katalysator; Harnstoff; Ringöffnungs-polymerisation; Blockcopolyester