Katalytische Olefinpolymerisation in wässerigen Systemen

Abstract

Übergangsmetall-katalysierte Umsetzungen in wässerigen Medien sind in den vergangenen zwei Jahrzehnten intensiv untersucht worden und haben sich zu einem umfangreichen Gebiet entwickelt. Die große Mehrzahl der Arbeiten befasste sich mit der Synthese niedermolekularer Verbindungen. Dabei ist Wasser insbesondere für Polymerisationsreaktionen ein attraktives Reaktionsmedium. Zum Beispiel werden Emulsions- und Suspensionspolymerisationen in Wasser heute im großen Maßstab mittels (nichtkatalytischer) radikalischer Verfahren durchgeführt. Als Produkt können Polymerlatices erhalten werden, d. h. stabile wässerige Dispersionen von Polymerpartikeln mit Größen von 50 bis 1000 nm. Solche Latices haben ein außergewöhnliches Eigenschaftsprofil. Die Verwendung von Wasser als Dispersionsmedium ist zudem besonders umweltfreundlich. Im Vergleich zu diesen radikalischen Reaktionen haben katalytische Polymerisationen von Olefinen in Wasser weniger Aufmerksamkeit gefunden. In jüngster Zeit wurden jedoch erhebliche Fortschritte erzielt. Verschiedenste hochmolekulare Polymere, von amorphen oder teilkristallinen Polyolefinen bis zu polar substituierten hydrophilen Materialien, wurden mittels katalytischer Polymerisation olefinischer Monomere in Wasser hergestellt. Polymerlatices sind ausgehend von gut verfügbaren Monomeren zugänglich. Bei ihrer Synthese wurden bereits katalytische Aktivitäten bis 105 mol umgesetztes Substrat je mol Metall und Stunde beobachtet. Auch als Proteininhibitoren wurden Materialien untersucht, die durch katalytische Polymerisation in Wasser hergestellt wurden. Es hat sich ein vielseitiges Arbeitsgebiet herauskristallisiert, das Kolloid-, Polymer- und Koordinationschemie vereint.