Naar een Voorspellend Conceptueel Model voor de Polymerisatie van Cyclische Esters Gekatalyseerd door Groep 14 Metaalcomplexen (FWOTM1003)

De zoektocht naar duurzame alternatieven voor petroleum
gebaseerde plastics is één van de grootste uitdagingen in onze
huidige maatschappij. Bioplastics worden industrieel gesynthetiseerd
via gecontroleerde katalytische ring opening polymerisatie (ROP) van
esters. Hoewel de ontwikkeling van ROP-katalysatoren recent
gedomineerd wordt door kationische hoofdgroep metaalcomplexen,
zijn kationische tincomplexen gelijkaardig aan het industrieel
relevante tinoctanoaat tot zover niet bestudeerd. Het voornaamste
doel van dit project is het opstellen van een voorspellend model dat
metaal-en ligandeffecten in groep 14 metaalcomplex gekatalyseerde
ROP van geselecteerde esters beschrijft. Eerst zal een reeks nieuwe
N,N-chelerende liganden die de vorming van discrete kationische
germanium en tin complexen toelaten bestudeerd worden. De
eigenschappen van deze complexen zullen aan de hand van
conceptuele DFT, energie decompositie analyse en topografische
sterische kaarten worden onderzocht. Eens een duidelijk beeld van
de katalysator bekomen is zullen mechanistische studies, samen met
het “activation strain model” en de niet-covalentie interactie index,
gebruikt worden om de snelheidsbepalende transitietoestanden en
intermediairen te bepalen. Dusdanig zal binnen dit volledig nieuw
theoretisch kader de rol van ligand, metaal en substraat in ROP
volledig verklaard worden, wat uiteindelijk moet toelaten een
eenvoudig wiskundig model op te stellen voor toekomstig ontwerp
van katalysatoren

Trefwoorden:Dichtheid functionele theorie, Hoofdgroep Metaalkatalyse, Ringopeningspolymerisatie van cyclische esters

Disciplines:Coördinatiechemie, Hoofdgroep chemie, Katalyse, Kwantumchemie, Theoretische en computationele chemie niet elders geclassificeerd