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Functional polyesters via ring-opening copolymerization of $\alpha$–hydroxy–$\gamma$–butyrolactone and $\epsilon$-caprolactone: La[$N(SiMe_3)_2]_3$ as an efficient coordination-insertion catalyst

Authors :
Chloé Pascouau
Anne-Laure Wirotius
Stéphane Carlotti
Henri Cramail
Frédéric Peruch
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)
Laboratoire de Caractérisation Physique Off-line (LCPO)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Team 2 LCPO : Biopolymers & Bio-sourced Polymers
Fédération de recherche INCREASE (INCREASE)
Institut des Sciences Moléculaires (ISM)
Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs)
La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP)
Université de Poitiers-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire de Génie Chimique (LGC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre de recherche sur l'intégration économique et financière (CRIEF)
Université de Poitiers-Université de Poitiers
Institut Charles Sadron (ICS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
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)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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
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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-19-CE43-0008,POLYDHB,l'acide 2, 4 dihydrobutyrique, un biomonomère précurseur pour la synthèse de nouveaux polymères biocompatibles et biodegradables(2019)
Source :
European Polymer Journal, European Polymer Journal, 2023, 185, pp.111793. ⟨10.1016/j.eurpolymj.2022.111793⟩
Publication Year :
2023
Publisher :
HAL CCSD, 2023.

Abstract

International audience; The growing awareness of environmental concerns and the fossil resources depletion have raised the need to develop sustainable and degradable polymers such as aliphatic polyesters. $\gamma$-Lactone-based polyesters are of great interest today due to their ability to depolymerize. The introduction of functional groups appeared also useful to tune the properties of such polyesters. This can be addressed by the use of functional monomers such as the sugar-based $\alpha$-hydroxy-$\gamma$-butyrolactone (HBL). In this study, the synthesis of random copolyesters of HBL and $\epsilon$-caprolactone ($\epsilon$-CL) was investigated via ring-opening copolymerization in the presence of La[N(SiMe$_3$)$_2$]$_3$ as a catalyst. High polymerization temperature (80°C) was required for fast and high monomer conversions. The characterization of the copolyesters and kinetic investigations provided better insight into the polymerization mechanism and formation of various HBL monomer units (cyclic, linear and branched). La[$N(SiMe_3)_2]_3$ catalyst afforded high HBL conversion ratio (over 85 %) for the copolymerization reaction enabling the synthesis of copolyesters with a ratio of HBL units ranging from 9 to 63 %.

Details

Language :
English
ISSN :
00143057 and 18731945
Database :
OpenAIRE
Journal :
European Polymer Journal, European Polymer Journal, 2023, 185, pp.111793. ⟨10.1016/j.eurpolymj.2022.111793⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....73f91d3033e588c3eacb92051bf427c9