Syntheseweg Phosphin-Boran-Dehydrokupplung

Polymere bzw. Kunststoffe haben Produkte in nahezu allen Bereichen verbessert. Sie sind allgegenwärtig und finden sich in vielfältigsten Artikeln, seien es Lebensmittelverpackungen, Transportkomponenten, Unterhaltungselektronik oder auch biomedizinische Geräte.

Die Reaktion der Phosphin-Boran-Dehydrierung (oder Dehydrokupplung) könnte den Weg zu spannenden neuen Produkten auf Polymerbasis weisen. Diese Materialien sollen erwartungsgemäß elastomere, feuerhemmende oder kratzfeste Eigenschaften haben. An dem Projekt DEHYDROCOUPLE arbeitende EU-finanzierte Wissenschaftler haben maßgebliche mechanistische Wege aufgeklärt, um deren Nutzung voranzutreiben.

Die Dehydrokupplung umfasst die Kopplung von zwei oder mehr Amin-Boran-Additionsprodukten (Addukten), bei der molekularer Wasserstoff freigesetzt wird. Sie wird durch ein Übergangsmetall katalysiert. Die Wissenschaftler untersuchten sämtliche Schritte und deren Chemie durch Synthese und Untersuchung von katalytischen Spezies, Reaktionspartnern, Zwischenprodukten und Produkten.

Synthese und Untersuchung etlicher Molekülfragmente lieferten wichtige Einblicke in voraussichtliche Zwischenprodukte der Reaktion. Von besonderer Bedeutung war, dass das Team die katalytischen Spezies ermittelte, die an der erstmals in einem Bericht veröffentlichten Reaktion unter Einsatz eines Rhodiumkatalysators beteiligt waren. Die Wissenschaftler beschrieben die aktiven Spezies, Produktverteilungen und einen vorgeschlagenen Katalysezyklus in einem veröffentlichten, von Experten begutachteten Artikel.

Die Forscher untersuchten aufbauend auf dieser Erkenntnis den detaillierten Verlaufsmechanismus für die gesamte Phosphin-Boran-Dehydrokupplungsreaktion, an der ein weiteres Phosphin-Boran und ein weiterer Katalysator auf Rhodiumbasis beteiligt sind. Sie identifizierten erstmals die detaillierten thermodynamischen und kinetischen Parameter einschließlich der geschwindigkeits- und umschlagbegrenzenden Prozessparameter für die Katalyse.

Die Experimente, die zum ersten Mal Daten über für die Dehydrokupplung von Phosphin-Boranen entscheidende Phosphin-Boran-bindungsbildende Ereignisse lieferten, wurden in einem weiteren von Experten begutachteten Fachjournal veröffentlicht. Die Abschlussarbeiten über die Reaktionsgeschwindigkeiten ergaben neue Daten, die derzeit zur Veröffentlichung vorbereitet werden.

Auf diesem Wege hat die Finanzhilfe die Laufbahnentwicklung von geförderten Forschern durch Schulungen, Beratungsmöglichkeiten sowie Präsentationen auf Tagungen und Konferenzen unterstützt.

DEHYDROCOUPLE hat mit detaillierter Arbeit an Reaktionen, die zu vielversprechenden neuen Verbindungen hinführen, einen bedeutsamen Beitrag zum überaus wichtigen Gebiet der Kunststoffe geleistet.