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Polycondensation of L-lactic acid: a deeper look into solid state polycondensation

  • L-Lactic acid (LA) was condensed in the presence of SnCl2 or 4-toluenesulfonic acid (TSA) at 140 °C, and chain growth without cyclization was observed. In addition, poly(L-lactic acid)s (PLAs) with a degree of polymerization (DP) of 25, 50 or 100 were prepared by water-initiated ring-opening polymerization (ROP). These PLAs were annealed in the solid state at 140 °C and 160 °C in the presence of tin(II) 2-ethylhexanoate (SnOct2, SnCl2 or TSA). The changes in the molar mass distribution and in the topology were characterized by means of matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry and size exclusion chromatography (SEC). With increasing time, fewer side reactions caused higher molar masses and increasing fractions of cyclic polylactides (cPLA) were obtained. Their “saw tooth” pattern in the MALDI-TOF mass spectra indicated the formation of extended ring crystallites in the solid state. TSA was the most active catalyst and caused fewer sideL-Lactic acid (LA) was condensed in the presence of SnCl2 or 4-toluenesulfonic acid (TSA) at 140 °C, and chain growth without cyclization was observed. In addition, poly(L-lactic acid)s (PLAs) with a degree of polymerization (DP) of 25, 50 or 100 were prepared by water-initiated ring-opening polymerization (ROP). These PLAs were annealed in the solid state at 140 °C and 160 °C in the presence of tin(II) 2-ethylhexanoate (SnOct2, SnCl2 or TSA). The changes in the molar mass distribution and in the topology were characterized by means of matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry and size exclusion chromatography (SEC). With increasing time, fewer side reactions caused higher molar masses and increasing fractions of cyclic polylactides (cPLA) were obtained. Their “saw tooth” pattern in the MALDI-TOF mass spectra indicated the formation of extended ring crystallites in the solid state. TSA was the most active catalyst and caused fewer side reactions than SnCl2, which was the least reactive catalyst. Acetylation of the CH-OH end groups hindered polycondensation and prevented the formation of cPLAs. Reaction mechanisms will be discussed.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Hans R. Kricheldorf, Steffen WeidnerORCiD, Felix Scheliga
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Polymer Chemistry
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry (RSC)
Erste Seite:1
Letzte Seite:9
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:MALDI-TOF MS; Polycondensation; Polylaktide; Solid state
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Material
Material / Degradationsmechanismen
DOI:10.1039/d4py01191k
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-625271
ISSN:1759-9962
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
Datum der Freischaltung:10.02.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:10.02.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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