1. Bulk Organocatalytic Synthetic Access to Statistical Copolyesters from l-Lactide and ε-Caprolactone Using Benzoic Acid
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Olivier Coulembier, Simon Harrisson, Saad Saba, Pascal Loyer, Leila Mezzasalma, Daniel Taton, University of Mons [Belgium] (UMONS), Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Team 1 LCPO : Polymerization Catalyses & Engineering, Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), P3R - Polymères de Précision par Procédés Radicalaires (P3R), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Nutrition, Métabolismes et Cancer (NuMeCan), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Fonds De La Recherche Scientifique - FNRS, European Commission, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, European Regional Development Fund, Belgian Federal Science Policy Office, European Project: 642671,H2020,H2020-MSCA-ITN-2014,SUSPOL(2015), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université de Rennes 1 (UR1), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
- Subjects
Polymers and Plastics ,Polyesters ,Diol ,Bioengineering ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,Catalysis ,Polymerization ,Biomaterials ,Dioxanes ,chemistry.chemical_compound ,Lactones ,Polymer chemistry ,Materials Chemistry ,Copolymer ,Reactivity (chemistry) ,organocatalysis ,bulk ,Caproates ,Benzoic acid ,statistical copolymers ,caprolactone ,Lactide ,Molar mass ,Benzoic Acid ,021001 nanoscience & nanotechnology ,0104 chemical sciences ,copolymerization ,Monomer ,[CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers ,chemistry ,lactide ,0210 nano-technology ,Caprolactone - Abstract
International audience; The development of synthetic strategies to produce statistical copolymers based on l-lactide (l-LA) and ε-caprolactone (CL), denoted as P(LA- stat-CL), remains highly challenging in polymer chemistry. This is due to the differing reactivity of the two monomers during their ring-opening copolymerization (ROcP). Yet, P(LA- stat-CL) materials are highly sought after as they combine the properties of both polylactide (PLA) and poly(ε-caprolactone) (PCL). Here, benzoic acid (BA), a naturally occurring, cheap, readily recyclable, and thermally stable weak acid, is shown to trigger the organocatalyzed ring-opening copolymerization (OROcP) of l-LA and CL under solvent-free conditions at 155 °C, in presence of various alcohols as initiators, with good control over molar masses and dispersities (1.11 < Đ < 1.35) of the resulting copolyesters. Various compositions can be achieved, and the formation of statistical compounds is shown through characterization by H, C, and diffusion ordered spectroscopy NMR spectroscopies and by differential scanning calorimetry, as well as through the determination of reactivity ratios ( r = 0.86, r = 0.86), using the visualization of the sum of squared residuals space method. Furthermore, this BA-OROcP process can be exploited to access metal-free PLA- b-P(LA- stat-CL)- b-PLA triblock copolymers, using a diol as an initiator. Finally, residual traces of BA remaining in P(LA- stat-CL) copolymers (
- Published
- 2019