Publication detail

Fast carbon dioxide-epoxide cycloaddition catalyzed by metal and metal-free ionic liquids for designing non-isocyanate polyurethanes

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Materials advances

Publisher name: ROYAL SOC CHEMISTRY

Place: CAMBRIDGE

Page from-to: 4311-4323

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Rychlá cykloadice oxidu uhličitého a epoxidu katalyzovaná iontovými kapalinami bez kovů a kovů pro design neisokyanátových polyuretanů	Recyklace průmyslově vyráběných skleníkových plynů, jako je CO2, na chemikálie s vysokou přidanou hodnotou je jednou z nejdůležitějších strategií pro dosažení klimatických cílů. Zde představujeme dvoustupňovou strategii, jak efektivně přeměnit obnovitelný oxid uhličitý (CO2) na beta-hydroxyuretany pomocí imidazoliových iontových kapalin (IL) s kovem ([ZnCl4]2- a [CoCl4]2-) nebo Cl-IL -anionty jako all-in-one katalyzátory. První krok zahrnuje rychlou (1 h) konverzi fenylglycidyletheru pomocí IL a superkritického oxidu uhličitého (7,7 MPa, 80 stupňů C) na cyklické uhličitany ve vysokém výtěžku (98 %). Výpočty DFT navrhly komplexní mechanickou dráhu pro IL-katalyzovanou CO2-epoxidovou reakci ukazující rychlost určující krok počátečního otevření epoxidového kruhu a přímou účast IL-aniontů. Navíc jsou aplikované IL také schopny katalyzovat následnou reakci vzniklých cyklických karbonátů s butylaminem vedoucí k rychlé tvorbě beta-hydroxyurethanů. Předkládaný koncept se tedy zdá být slibnou strategií pro navrhování neisokyanátových polyuretanů (NIPU). Iontové kapaliny na bázi imidazolia se používají jako katalyzátory typu vše v jednom pro superkritickou cykloadici oxidu uhličitého a epoxidu k výrobě beta-hydroxyurethanů za mírných podmínek.
eng	Fast carbon dioxide-epoxide cycloaddition catalyzed by metal and metal-free ionic liquids for designing non-isocyanate polyurethanes	The recycling of industrially produced greenhouse gases, such as CO2, into high-value-added chemicals is one of the most relevant strategies for reaching climate targets. Herein, we present a two-step strategy for how to efficiently convert renewable carbon dioxide (CO2) into beta-hydroxyurethanes using imidazolium ionic liquids (ILs) bearing metal ([ZnCl4]2- and [CoCl4]2-) or Cl- IL-anions as all-in-one catalysts. The first step involves the rapid (1 h) conversion of phenyl glycidyl ether using ILs and supercritical carbon dioxide (7.7 MPa, 80 degrees C) to cyclic carbonates in high yield (98%). The DFT calculations suggested a comprehensive mechanistic pathway for the IL-catalyzed CO2-epoxy reaction showing a rate-determining step of the initial epoxide ring opening and the direct participation of IL-anions. Moreover, the applied ILs are also able to catalyze the subsequent reaction of the formed cyclic carbonates with butylamine resulting in fast formation of beta-hydroxyurethanes. Thus, the present concept seems to be a promising strategy for designing non-isocyanate polyurethanes (NIPUs). Imidazolium-based ionic liquids are applied as all-in-one catalysts for the supercritical carbon dioxide-epoxide cycloaddition to produce beta-hydroxyurethanes under mild conditions.	ring-opening polymerization; cyclic carbonates; efficient catalysts; organic framework; co2 fixation; capture; density; copolymerization; polycarbonates; temperature

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links