Photocatalysis meets circular economy: green processing of platform chemicals from waste biomass

This thesis explores different tetrabutylammonium decatungstate (TBADT) photocatalyzed processes for the functionalization of different electron-poor olefins: alkenoic acids/esters (fumaric/citraconic acid, monomethyl/monoethyl fumarate; Chapter 2), α-imino esters (Chapter 3), β-nitroalkenes (Chapter 4), allenoates (Chapter 5) and crotonic acid/esters (methyl/ethyl crotonate; Chapter 6). Reactions were performed using potentially bio-based hydrogen donors, such as oxygen heterocycles (e.g., tetrahydrofuran) and aromatic aldehydes (e.g., vanillin). Regarding Chapter 6, the substrates were employed either in their commercially available form or as actual bio-based derivatives, obtained through the thermolytic distillation of PHB (a biopolymer produced by bacteria, in collaboration with B-Plas). Finally, bio-based crotonic acid was further valorized in polymerization processes.

Questo lavoro di tesi tratta lo studio di processi fotocatalizzati da tetrabutilammonio decatungstato (TBADT) per la funzionalizzazione radicalica di olefine elettron-povere, tra cui acidi/esteri alchenoici (acido fumarico e citraconico, monometil/monoetil fumarato; Capitolo 2), α-imminoesteri (Capitolo 3), β-nitroalcheni (Capitolo 4), allenoati (Capitolo 5) e acido/esteri crotonici (metil/etil crotonato; Capitolo 6). Le funzionalizzazioni sono state condotte utilizzando donatori di idrogeno potenzialmente bio-based, tra cui eterocicli ossigenati (es. tetraidrofurano) e aldeidi aromatiche (es. vanillina). Per quanto riguarda il capitolo 6, i substrati sono stati funzionalizzati sia nella loro forma commerciale, sia come substrati interamente bio-based, ottenuti mediante distillazione termolitica del PHB (un bio-polimero prodotto da batteri; in collaborazione con B-Plas). Infine, l’acido bio-crotonico è stato valorizzato anche attraverso processi di polimerizzazione.