Sustainable synergistic iron - organocatalysis for epoxy carboxylic acid reactions

Katalysatorsystemen voor duurzame coatings

Materialen worden afgewerkt met een coating om ze te beschermen of mooier te maken. Het coatingsproces moet vaak bij hoge temperaturen plaatsvinden, waar veel energie in gaat zitten, en waardoor het niet voor elk materiaal geschikt is (denk aan plastic en hout). In zijn promotieonderzoek werkte Tizian Ramspoth aan katalysatoren die coatings bij lagere temperaturen mogelijk maken, en dus duurzamer en breder toepasbaar zijn. 

In het bijzonder richtte Ramspoth zich op duurzamere en efficientere cooperatieve katalysatorsystemen voor de epoxy-carboxylzuur-ringopeningsreactie. Hij identificeerde FeCl₃/DMAP als een geschikt katalysatorsysteem, dat werkt via gelijktijdige activatie van de epoxide en het carboxylzuur. Hiermee ontwikkelde hij twee geschikte katalysatorsystemen, met [Fe₃O(Benzoate)₆(H₂O)₃]NO₃ als halidevrije, duurzame ijzerbron. 

Samen met guanidiniumcarbonaat (GC) heeft het katalysatorsysteem vergelijkbare activiteit als het eerder geïdentificeerde FeCl₃/DMAP-systeem in tolueen, en behoudt zijn effectiviteit met anisol als duurzaam alternatief oplosmiddel. Het systeem is niet-toxisch, recyclebaar, duurzaam en gedraagt zich beter dan katalysatoren die momenteel worden gebruikt in de synthese van 2-hydroxy-3-phenoxypropyl methacrylaat, een industrieel relevant fotosensitief monomeer. 

Een tweede[Fe₃O(Benzoate)₆(H₂O)₃]NO₃/PPh₄Br katalysatorsysteem overtrof de katalyserende activiteit van het FeCl₃/DMAP system, en toonde betere resultaten dan de huidige standaard in industriële katalysatoren. 

Tizian Ramspoth voerde zijn onderzoek uit bij het  Stratingh Institute for Chemistry, afdeling Synthetische Organische Chemie, met financiering van ARC CBBC, NWO en het ministerie van Economische zaken en Klimaat.

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/4ea0c4d4-d75b-487f-9d27-6401c5a21693