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Mixture of Azolium Tetraphenylborate with Isopropylthioxanthone: A New Class of N‐Heterocyclic Carbene (NHC) Photogenerator for Polyurethane, Polyester, and ROMP Polymers Synthesis

Authors :
Jean-Pierre Malval
Patrick Lacroix-Desmazes
Julien Pinaud
Corine Reibel
Abraham Chemtob
Valérie Héroguez
Thi Kim Hoang Trinh
Fabrice Morlet-Savary
Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO)
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)
Team 1 LCPO : Polymerization Catalyses & Engineering
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)
Source :
Chemistry-A European Journal, Chemistry-A European Journal, Wiley-VCH Verlag, 2019, 25 (39), pp.9242-9252. ⟨10.1002/chem.201901000⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Wiley, 2019.

Abstract

In the search of smarter routes to control the conditions of N-heterocyclic carbene (NHCs) formation, a two-component air-stable NHC photogenerating system is reported. It relies on the irradiation at 365 nm of a mixture of 2-isopropylthioxanthone (ITX) with 1,3-bis(mesityl)imidazoli(ni)um tetraphenylborate. The photoinduced liberation of NHC is evidenced by reaction with a mesitoyl radical to form an NHC-radical adduct detectable by electron spin resonance spectroscopy. The NHC yield can be determined by 1 H NMR spectroscopy through the formation of a soluble and stable NHC-carbodiimide adduct. To deprotonate the azolium salt and liberate the NHC, a mechanism is proposed in which the role of base is played by ITX radical anion formed in situ by a primary photoinduced electron-transfer reaction between electronically excited ITX (oxidant) and BPh4 - (reductant). An NHC yield as high as 70 % is achieved upon starting with a stoichiometric ratio of ITX and azolium salt. Three different photoNHC-mediated polymerizations are described: synthesis of polyurethane and polyester by organocatalyzed step-growth polymerization and ring-opening copolymerization, respectively, and generation of polynorbornene by ring-opening metathesis polymerization using an NHC-coordinated Ru catalyst formed in situ.

Details

ISSN :
15213765 and 09476539
Volume :
25
Database :
OpenAIRE
Journal :
Chemistry – A European Journal
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0fde18801b327795f4bd5fccb89377f2