Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

University of British Columbia: Phosphor-haltiges Naturkautschuk-Analogon

Naturkautschukähnliches neues Elastomer (Abb.: Wiley-VCH)

Naturkautschukähnliches neues Elastomer (Abb.: Wiley-VCH)

Wissenschaflter der University of British Columbia, Vancouver (Kanada), stellten jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie eine neue Synthesekautschuk-Variante vor: ein phosphorhaltiges Elastomer, das von seiner Struktur her Naturkautschuk entspricht.

Aufgrund der ähnlichen Eigenschaften von Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen (C=C) und solchen zwischen Phosphor und Kohlenstoff (P=C) kam die Idee auf, die generellen Polymerisationsmethoden auch hier anzuwenden. Nach verschiedenen Erfolgen wollen die Forscher um Derek P. Gates das Konzept jetzt auf Moleküle ausweiten, die sowohl P=C- als auch C=C-Doppelbindungen enthalten: Phosphor-Analoga des Gummibausteins Isopren (2-Methylbuta-1,3-dien) und seines engen Verwandten 1,3-Butadien.

Ausgehend von phosphorhaltigen Vorstufen gelang dem Team die Synthese erster Beispiele eines Poly(1-phospha-isopren) und eines Poly(1-phospha-1,3-butadien). Eine genauere Charakterisierung mit verschiedenen spektrometrischen Verfahren ergab unter anderem Einblicke in die molekulare Struktur der erhaltenen Polymere. Wie auch bei der Polymerisation von Isopren und verwandten Dienen (Verbindungen mit zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen) bleibt auch hier eine Doppelbindung pro Baustein erhalten. Wie sich zeigte, erfolgt die Polymerisierung hauptsächlich über die C=C-Doppelbindungen und nur zu einem geringen Anteil über die P=C-Doppelbindungen. Daher sind nur weniger Phosphoratome in das Polymer-Rückgrat eingebaut. Der überwiegende Teil bildet Seitengruppen unter Erhalt der P=C-Doppelbindungen. Sie steht für weitere Reaktionen oder Veränderungen der Polymere zur Verfügung.

„Unsere funktionalen phosphorhaltigen Materialien sind seltene Beispiele für Polymere mit Phosphaalken-Baugruppen“, so Gates. „Sie bieten die Möglichkeit für weitere Derivatisierungen oder eine Quervernetzung.“ Beispielsweise gelang es den Forscher, Goldionen daran zu binden. Als makromolekulare Liganden für Goldionen könnten die neuen Polymere z.B. für Katalyse und Nanochemie interessant sein. Zudem eröffnet die erfolgreiche Polymerisation hybrider P=C/C=C-Monomere Wege, um Phosphor-Funktionalitäten in kommerzielle Elastomere wie Butyl- oder Styrol-Butadien-Kautschuk, einzubauen, die aus Isopren- oder Butadien-Co-Monomeren aufgebaut sind. Solche neuen Copolymere versprechen interessante Strukturen, Eigenschaften und Funktionalitäten verglichen mit ihren Kohlenstoff-Analoga.

www.chem.ubc.ca/derek-gates
presse.angewandte.de

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