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Non-isocyanate polyurethanes synthesized from terpenes using thiourea organocatalysis and thiol-ene-chemistry

Scheelje, Frieda Clara M. 1; Meier, Michael A. R. 1,2
1 Institut für Organische Chemie (IOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The depletion of fossil resources as well as environmental concerns contribute to an increasing focus on finding more sustainable approaches for the synthesis of polymeric materials. In this work, a synthesis route towards non-isocyanate polyurethanes (NIPUs) using renewable starting materials is presented. Based on the terpenes limonene and carvone as renewable resources, five-membered cyclic carbonates are synthesized and ring-opened with allylamine, using thiourea compounds as benign and efficient organocatalysts. Thus, five renewable AA monomers are obtained, bearing one or two urethane units. Taking advantage of the terminal double bonds of these AA monomers, step-growth thiol-ene polymerization is performed using different dithiols, to yield NIPUs with molecular weights of above 10 kDa under mild conditions. Variation of the dithiol and amine leads to polymers with different properties, with $M_n$ of up to 31 kDa and $T_g$’s ranging from 1 to 29 °C.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000164402
Veröffentlicht am 15.11.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s42004-023-01041-x
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Dimensions
Zitationen: 4
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS)
Institut für Organische Chemie (IOC)
Laboratorium für Applikationen der Synchrotronstrahlung (LAS)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2399-3669
KITopen-ID: 1000164402
HGF-Programm 43.33.11 (POF IV, LK 01) Adaptive and Bioinstructive Materials Systems
Erschienen in Communications Chemistry
Verlag Nature Research
Band 6
Heft 1
Seiten Art.-Nr.: 239
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 04.11.2023
Schlagwörter Organocatalysis, Polymers, Sustainability
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