Reactivity of New Monomers of the Polyurethanes Green Chemistry, the Reaction Mechanism, and the Medium Effect

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of the substituents inductive effect and the proton-donor OH group in the substituted cyclocarbonates differing in the alkyl chain length on the activation barrier of their aminolysis reaction, which underlies the process of urethane formation without the participation of isocyanates, has been studied. Account for the solvent molecules has allowed quantitative interpretation of the process regularities. Kinetics of the model aminolysis reaction of a series of monomers in DMSO has been investigated.

About the authors

M. V. Zabalov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabalov@chph.ras.ru
119991, Moscow, Russia

M. A. Levina

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabalov@chph.ras.ru
119991, Moscow, Russia

V. G. Krasheninnikov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabalov@chph.ras.ru
119991, Moscow, Russia

R. P. Tiger

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: zabalov@chph.ras.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Saunders J.H., Frisch K.C. Polyurethanes – Chemistry and Technology. New York; London: Interscience Publ., 1962. V. 16. Part I.
  2. Tiger R.P. // Polymer Science B. 2004. V. 46. № 5–6. P. 142.
  3. Guan J., Song Y., Lin Y., Yin X., Zuo M., Zhao Y., Tao X., Zheng Q. // Ind. Eng. Chem. Res. 2011. V. 50. № 11. P. 6517.
  4. Figovsky O., Shapovalov L., Leykin A., Birukova O., Po-tashnikova R. // PU Magazine. 2013. V. 10. № 4. P. 1.
  5. Nohra B., Candy L., Blanco J.-F., Guerin C., Raoul Y., Mouloungui Z. // Macromolecules. 2013. V. 46. № 10. P. 3771.
  6. Blattmann H., Fleischer M., Bahr M., Mulhaupt R. // Macromol. Rapid Comm. 2014. V. 35. № 14. P. 1238.
  7. Rokicki G., Parzuchowski P.G., Mazurek M. // Polym. Adv. Technol. 2015. V. 26. № 7. P. 707.
  8. Maisonneuve L., Lamarzelle O., Rix E., Grau E., Cramail H. // Chem. Rev. 2015. V. 115. P. 12407.
  9. Cornille A., Auvergne R., Figovsky O., Boutevin B., Caillol S. // Eur. Polym. J. 2017. V. 87. P. 535.
  10. Błażek K., Datta J. // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019. V. 49. № 3. P. 173.
  11. Carre C., Ecochard Y., Caillol S., Averous L. // ChemSusChem. 2019. V. 12. № 15. P. 3410.
  12. Ecochard Y., Caillol S. // Eur. Polym. J. 2020. V. 137. 109915.
  13. Lambeth R.H. // Polym. Int. 2020. V. 70. P. 696.
  14. Tiger R.P., Zabalov M.V., Levina M.A. // Polymer Science C. 2021. V. 63. № 2. P. 113.
  15. Gomez-Lopez A., Elizalde F., Calvo I., Sardon H. // Chem. Comm. 2021. V. 57. № 92. P. 12254.
  16. Brzeska J., Piotrowska-Kirschling A.A. // Processes. 2021. V. 9. P. 1929.
  17. Bizet B., Grau E., Asua J.M., Cramail H. // Macromol. Chem. Phys. 2022. V. 223. № 13. 2100437.
  18. Kaur R., Singh P., Tanwar S., Varshney G., Yadav S. // Macromolecules. 2022. V. 2. № 3. P. 284.
  19. Figovsky O.L., Bol’shakov O.I., Vikhareva I.N. Nonisocyanate Polyurethanes: Green Solutions. Chelyabinsk: SUSU Publ., 2023.
  20. Catalá J., Guerra I., García-Vargas J.M., Ramos M.J., García M.T., Rodríguez J.F. // Polymers. 2023. V. 15. № 6. P. 1589.
  21. Levina M.A., Zabalov M.V., Krasheninnikov V.G., Tiger R.P. // Polymer Science B. 2018. V. 60. № 5. P. 563.
  22. Zabalov M.V., Levina M.A., Krasheninnikov V.G., Tiger R.P. // Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 2014. V. 63. № 8. P. 1740.
  23. Levina M.A., Krasheninnikov V.G., Zabalov M.V., Tiger R.P. // Polymer Science B. 2014. V. 56. № 2. P. 139.
  24. Levina M.A., Zabalov M.V., Krasheninnikov V.G., Tiger R.P. // Polymer Science B. 2017. V. 59. № 5. P. 497.
  25. Zabalov M.V., Levina M.A., Tiger R.P. // Kinet. Catal. 2020. V. 61. № 5. P. 721.
  26. Zabalov M.V., Levina M.A., Krasheninnikov V.G., Tiger R.P. // Reac. Kinet. Mech. Cat. 2020. V. 129. № 1. P. 65.
  27. Zabalov M.V., Levina M.A., Tiger R.P. // Polymer Science B. 2020. V. 62. № 5. P. 457.
  28. Zabalov M.V., Tiger R.P. // Theor. Chem. Acc. 2017. V. 136. P. 95.
  29. Quienne B., Poli R., Pinaud J., Caillol S. // Green Chem. 2021. V. 23. № 4. P. 1678.
  30. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. № 18. P. 3865.
  31. Ernzerhof M., Scuseria G.E. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. № 11. P. 5029.
  32. Laikov D.N. // Chem. Phys. Lett. 1997. V. 281. № 1–3. P. 151.
  33. Laikov D.N., Ustynyuk Y.A. // Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 2005. V. 54. № 3. P. 820.
  34. Zabalov M.V., Tiger R.P. // Russ. Chem. Bull. Int. Ed. 2016. V. 65. № 3. P. 631.
  35. Caldeweyher E., Bannwarth C., Grimme S. // J. Chem. Phys. 2017. V. 147. № 3. 034112.
  36. Caldeweyher E., Ehlert S., Hansen A., Neugebauer H., Spicher S., Bannwarth C., Grimme S. // J. Chem Phys. 2019. V. 150. № 15. 154122.
  37. Caldeweyher E., Mewes J.-M., Ehlert S., Grimme S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. № 16. P. 8499.
  38. Zabalov M.V., Tiger R.P., Berlin A.A. // Dokl. Chem. 2011. V. 441. Pt 2. P. 355.
  39. Zabalov M.V., Tiger R.P., Berlin A.A. // Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 2012. V. 61. P. 518.
  40. Alves M., Mereau R., Grignard B., Detrembleur C., Jerome C., Tassaing T. // RSC Adv. 2017. V. 7. № 31. P. 18993.
  41. Levina M.A., Zabalov M.V., Gorshkov A.V., Shashkova V.T., Krasheninnikov V.L., Tiger R.P., Miloslavskii D.G., Pridatchenko M.L. // Polymer Science B. 2019. V. 61. № 5. P. 540.
  42. Mizuno K., Imafuji S., Ochi T., Ohta T., Maeda S. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 47. P. 11001.
  43. Li Q., Wu G., Yu Z. // J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. № 5. P. 1438.
  44. Li Q., An X., Gong B., Cheng J. // Spectrochim. Acta A. 2008. V. 69. № 1. P. 211.
  45. Li Q., An X., Gong B., Cheng J. // Vib. Spectrosc. 2008. V. 46. № 1. P. 28.
  46. Zhang L., Wang Y., Xu Z., Li H. // J. Phys. Chem. B. 2009. V. 113. № 17. P. 5978.
  47. Noack K., Kiefer J., Leipertz A. // ChemPhysChem. 2010. V. 11. № 3. P. 630.
  48. Venkataramanan N.S., Suvitha A. // J. Mol. Graph. Model. 2018. V. 81. P. 50.
  49. Mrázková E., Hobza P. // J. Phys. Chem. A. 2003. V. 107. № 7. P. 1032.
  50. Venkataramanan N.S. // Int. J. Quant. Chem. 2012. V. 112. № 13. P. 2599.
  51. Venkataramanan N.S. // J. Mol. Model. 2016. V. 22. № 7. Art. 151.
  52. Venkataramanan N.S., Suvitha A., Kawazoe Y. // J. Mol. Liq. 2018. V. 249. P. 454.
  53. Li X., Liu L., Schlegel H.B. // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. № 32. P. 9639.
  54. Joseph J., Jemmis E.D. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. № 15. P. 4620.
  55. Mo Y., Wang C., Guan L., Braïda B., Hiberty P.C., Wu W. // Chem. Eur. J. 2014. V. 20. № 27. P. 8444.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (24KB)
3.

Download (151KB)
4.

Download (68KB)
5.

Download (83KB)
6.

Download (108KB)
7.

Download (41KB)
8.

Download (149KB)

Copyright (c) 2023 М.В. Забалов, М.А. Левина, В.Г. Крашенинников, Р.П. Тигер

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».