Sustainable Synthesis of Bio-based Recyclable Thermosets

In den letzten Jahren hat sich die Polymerforschung zunehmend um nachhaltige Alternativen zu den etablierten erdölbasierten Polymeren bemüht, sodass sich dieses Forschungsgebiet zu einem wichtigen Teilbereich der Polymerchemie entwickelt hat. Sowohl die Verknappung von fossilen Rohstoffen, als auch zunehmende ökologische Bedenken erfordern einen Wandel bei den Produktionsmethoden und der Rohstoffbasis. Dies gilt auch für duroplastische Kunststoffe. Der Fokus dieser Arbeit liegt daher auf der nachhaltigen Synthese biobasierter Monomere für die Herstellung von Duroplasten. Im ersten Teil der Arbeit wurde Vanillylalkohol als nachwachsender Rohstoff für die Monomersynthese untersucht. Zunächst wurde dieser durch Allylierung mit Allyl methyl carbonat und anschließende Epoxidierung der eingeführten Doppelbindung modifiziert. Um eine Rezyklierbarkeit des Materials zu erreichen, wurde der modifizierte Vanillylalkohol im nächsten Schritt zu symmetrischen Dimeren gekuppelt, wobei spaltbare Linkergruppen eingeführt wurden. Dabei wurden säurelabile Bisallylether und Bisepoxide erhalten. Im zweiten Teil der Arbeit wurden Terpene als nachwachsender Rohstoff für die Synthese biobasierter Amine als Härter für Epoxidharze untersucht. Dafür wurde ein Syntheseweg beginnend mit einer Epoxidierung der vorhandenen Doppelbindungen mit anschließender Umlagerung zu Biscarbonylen etabliert. Durch eine anschließende reduktive Aminierung können Diamine synthetisiert werden. Zunächst wurden verschiedene Epoxidierungsmethoden untersucht. Anschließend wurde die Umlagerung zu den entsprechenden Carbonylen optimiert, wobei sich Bismuth triflat als effizienter Katalysator für verschiedene Substrate erwies. Da sich die anschließende reduktive Aminierung der Biscarbonyle als schwierig herausstellte, wurden die Diamine über einen alternativen Syntheseweg durch Ringöffnung von biobasierten Epoxiden mit Ammoniak hergestellt. Im dritten Teil der Arbeit wurden die abbaubaren Bisallylether, die auf Basis von Vanillylalkohol synthetisiert worden waren, für Thiol-en Polymerisationen verwendet. Eine genaue Untersuchung der thermomechanischen Eigenschaften der erhaltenen Polymerfilme ermöglichte die Identifizierung geeigneter Monomere für den potentiellen Ersatz erdölbasierter Produkte. Des Weiteren wurden die gekuppelten bisfunktionellen Epoxide zusammen mit den zuvor hergestellten Amin-Härtern für den Einsatz in Epoxidharzen untersucht. Über die Materialeigenschaften der erhaltenen Harze konnte die Eignung der einzelnen Monomere für die Synthese von Duroplasten beurteilt werden. Schließlich wurden im letzten Teil der Arbeit verschiedene Reaktionsbedingungen für die kontrollierte Zersetzung der hergestellten vernetzten Polymere getestet. Zunächst wurde der Abbau an den Monomeren optimiert. Im Folgenden wurden die besten Bedingungen dann auf einen der synthetisieren Polymerfilme übertragen, um die Abbaubarkeit der Polymere zu demonstrieren

Die Bibliothek als Erfolgsfaktor - 10 Jahre danach

Im Jahr 2022 feiert die Universitätsbibliothek Bochum ihr 60. Jubiläum. Die UB Bochum ist auf dem Campus der Ruhr-Universität Bochum neben ihrer Rolle als professionelle Dienstleisterin für Studium, Lehre und Forschung längst ein attraktiver Lern- und Begegnungsort, geographisch zentral und in Sachen Digitalisierung sowie Vernetzung und Kooperationen zukunftsweisend

On the macrocyclization selectivity of meta-substituted diamines and dialdehydes: towards macrocycles with tunable functional peripheries

Abstract: The efficient preparation of functional rigid and soluble macrocycles remains a challenge for synthetic chemists. Here, we exploit the thermodynamic control of dynamic covalent chemistry to investigate the influence of the monomer structure on the macrocyclization selectivity. A series of rigid cyclic hexamer has been synthesized by imine condensation of benzene building blocks, i.e. meta-substituted diamines and dialdehydes, templated by calcium(II) chloride. The monomers were designed to feature various additional functional groups either available for further post-cyclization modifications or acting as solubilizing groups. The cyclization selectivity was systematically investigated and optimized depending on the length of the applied solubilizing group and on the nature of the additional functional group. A selectivity up to 92% was reached for the macrocyclization exhibiting trifluoromethyl and bromine groups at the outer periphery and hydroxyl groups in the cavity. Graphic abstract: [Figure not available: see fulltext.].</p