Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Organokatalyse

Betreuer: Prof. Dr. Matthias Beller



Dipl.-Chem. Johannes Diebler
(e-mail: johannes.diebler@outlook.de )

Synthese zyklischer Thiocarbonate und alternierender Polythiocarbonate

Die vorliegende Arbeit beschreibt die atomökonomische Addition von CS2 an Epoxide oder Thiirane unter Einsatz von kommerziell erhältlichem Lithium-tert-butanolat. Unter Verwendung dieses Alkoholates als Katalysator wurde ein effizientes und selektives Reaktionssystem für die Synthese zyklischer Di- und Trithiocarbonate unter milden Reaktionsbedingungen entwickelt. Einfach- sowie mehrfach substituierte Thiocarbonate wurden in hohen Ausbeuten erhalten. Mittels spektroskopischer Untersuchungen konnte die hohe Chemo- und Regioselektivität der entwickelten Reaktion untersucht sowie die CS2-Aktivierung durch den Katalysator gezeigt werden. Des Weiteren konnte in Gegenwart geringer Mengen von Lithium-tert-butanolat die chemoselektive Copolymerisation von terminalen Epoxiden und CS2 unter milden Reaktionsbedingungen entwickelt werden. So sind hochmolekulare Copolymere mit Molmassen bis zu 109 kg·mol–1 und enger Molmassenverteilung erhalten worden. Neben ataktischen Produkten wurde ebenso ein isotaktisches Copolymer erhalten. NMR-Untersuchungen der Produkte zeigten, dass 94% der Polymerstruktur aus einer streng alternierenden Sequenz zweier Thiocarbonateinheiten aufgebaut ist.

This thesis describes the atomeconomical synthesis of di- and trithiocarbonates by applying commercially available lithium tert-butoxide as catalyst. In the presence of CS2 terminal and highly substituted epoxides as well as thiiranes were converted to the desired products in high yields. The chemo- and regioselectivity of the reaction as well as CS2 activation by the catalyst has been studied by NMR spectroscopy. Furthermore, the chemoselective copolymerization of epoxides and CS2 has been achieved in presence of low amounts of lithium tert-butoxide. Copolymers with high molecular weight of up to 109 kg·mol–1 and low poly dispersity were isolated. Atactic as well as isotactic copolymers were obtained by this method. NMR-investigations revealed the high regioregular and alternating structure of the copolymer formed to 94% by two thiocarbonat units.