The present work focusses on zinc-based heterogeneous catalysts for the polymerization of epoxides. The sum formula of the catalyst and the effects of the complexing agents on the structure were determined. Next to this the structure of the active site and the polymerization mechanism of the epoxide homopolymerization of the catalyst was proposed based on a comprehensive analysis. Additionally, a heterogeneous catalyst was used to prepare novel homotelechelic diol copolymers. This catalyst was also shown for the first time to be active in the terpolymerization of epoxides, cyclic esters, and CO2 without the need of initiators, cocatalysts or quenching. Inspired by this knowledge, molecular zinc-based catalysts were prepared, characterized, and tested for their catalytic activity in (co)polymerizations of epoxides, cyclic esters, and CO2. These molecular catalysts were shown to be of high activity in the ring-opening-polymerization of rac-lactide.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit zinkbasierten heterogenen Katalysatoren für die Polymerisation von Epoxiden. Die Summenformel des Katalysators wurde ermittelt und der Effekt der eingesetzten Komplexbildner auf dessen Beschaffenheit untersucht. Neben diesem wurde basierend auf umfassenden Analysen ein Vorschlag zur Struktur des aktiven Zentrums und zum Mechanismus der Homopolymerisation von Epoxiden durch den Katalysator erarbeitet. Überdies wurden neuartige homotelechelische Diol-Copolymere mit diesem Katalysator hergestellt. Der Katalysator erwies sich ebenfalls erstmalig als aktiv in Terpolymerisationen von Epoxiden, cyclischen Estern und CO2 ohne Bedarf an Initiatoren, Co-Katalysatoren oder Quenching. Auf Basis des erlangten Wissens wurden molekulare zinkbasierte Katalysatoren synthetisiert, charakterisiert und auf ihre Aktivität in der (Co-)Polymerisation von Epoxiden, CO2 und cyclischen Estern getestet. Besonders hohe Aktivität zeigten diese Katalysatoren in der ringöffnenden Polymerisation von racemischem Lactid.