Photoinduzierte MADIX‐Polymerisation im sichtbaren Spektrum durch wiederverwendbares, preiswertes und ungiftiges Bismutoxid als Photokatalysator

• Published in: Angewandte Chemie Vol. 131; no. 6; pp. 1842 - 1846
• Main Authors: Hakobyan, Karen, Gegenhuber, Thomas, McErlean, Christopher S. P., Müllner, Markus
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 04-02-2019
• Subjects: Bismut; Blockcopolymere; Copolymerisation; PET-RAFT; Photochemie
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201811721

Der Einbezug von Photokatalyse in Methoden der radikalischen Polymerisation mit reversibler Deaktivierung (RDRP, reversible deactivation radical polymerisation) hat in den letzten Jahren ein schnell wachsendes Forschungsfeld in der Polymerforschung begründet. In dieser Zuschrift präsentieren wir die Verwendung von Bismutoxid (Bi2O3) als heterogenen Photokatalysator für Polymerisationen, welcher unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht bei Raumtemperatur aktiv ist. Bismutoxid als Katalysator ermöglicht eine hervorragende Kontrolle bei degenerativen Kettentransferpolymerisation, so z. B. beim makromolekularen Design durch den Austausch von Xanthaten (MADIX) und in reversiblen Additions‐Fragmentierungs‐Kettentransfer(RAFT)‐Polymerisation. Es wurden enge Molekulargewichtsverteilungen erzielt, welche, neben einer exzellenten zeitaufgelösten Kontrolle, einem photoinduzierten Elektronentransfer(PET)‐Prozess zuzuschreiben sind. Die Methode wurde zur Synthese von Diblockcopolymeren verwendet, bei der unterschiedlich stark aktivierte Monomere zum Einsatz kamen. Bismutoxid als Katalysatorsystem zeichnet sich durch geringe Toxizität, Wiederverwendbarkeit, geringe Kosten und die einfache Abtrennung vom Reaktionsgemisch aus.
Ein heterogener Photokatalysator, Bi2O3, ermöglicht eine exzellente Reaktionskontrolle in der radikalischen Einelektronentransfer‐Polymerisation. Die Methode ist skalierbar und mit unterschiedlich aktivierten Monomeren kompatibel, ermöglicht die Synthese von Blockcopolymeren und toleriert verschiedene Lösungsmittel, einschließlich Wasser.