高分子：CO₂とビシクロアルカンの交互共重合による環状ポリエステルの合成

豊富に存在するが不活性なCO₂を有用な高分子（ポリマー）へと変換する試みが、1960年代から進められてきた。この変換は概して、触媒の助けを借りて、CO₂の固定と取り込みに伴う熱力学的制約と高い速度論的障壁の両方に対処できる、反応性コモノマーとの共重合によって実現されている。しかし、CO₂とアルケンの交互共重合は熱力学的に実現不可能であるため、ポリエステルの合成は依然として困難である。今回我々は、ビシクロアルカンである二環式ブタン（BCB）モノマーおよび二環式ペンタン（BCP）モノマーを、CO₂と直接交互共重合することで、高性能だがリサイクル可能なポリエステルを合成する、CO₂を基盤とした閉ループポリエステルプラットフォームを提示する。この共重合は、単純な有機触媒によって開始され、完全な交互様式で進行し、最大量（50 mol％）のCO₂が取り込まれた構造的に明確な主鎖を持つ高モル質量ポリエステルを生じる。これらのポリエステルは、主鎖内に環構造を持つため熱的特性や機械的特性が個別に調整可能で、使用時の性能と使用終了時の結果について、相互に独立した望ましい特性を示す。BCB-CO₂ポリエステルは、全pH範囲にわたって並外れた熱的安定性と加水分解安定性を示すが、バルク状態かつ塩基触媒条件では選択的に解重合でき、純粋なBCBモノマーを90％以上の単離収率で再生できる。BCP-CO₂ポリエステルも選択的に解重合でき、ビシクロラクトンを生じる。逐次的解重合–再重合サイクルによって、BCB/BCP-CO₂高性能ポリエステルの循環型ライフサイクルが確立される。

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