Producción de biomateriales poliméricos vía catalizadores heteroescorpionato de magnesio estéricamente impedido
Fecha
2011-06
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Editor
Universidad Rey Juan Carlos
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Resumen
El presente Proyecto de Investigación describe la síntesis de nuevos complejos alquilo
heteroescorpionato de magnesio y su aplicación como catalizadores en la polimerización de
monómeros polares, tales como la ¿-caprolactona y el dímero cíclico del ácido láctico, el lactide
con el fin de obtener materiales biodegradables de gran importancia y aplicación actualmente.
En primer lugar, se ha realizado una breve revisión bibliográfica sobre este tipo de
materiales, describiendo los principales métodos de síntesis, clasificación y propiedades de los
mismos. Uno de los métodos más habituales para la obtención de estos materiales es el método
de apertura de anillo (ROP), el cual ha sido convenientemente descrito centrándonos en los
distintos tipos de catalizadores empleados en dicho proceso. Dentro de este grupo de
catalizadores se ha profundizado sobre aquellos que contienen el ligando heteroescorpionato,
que han servido de referencia para los catalizadores descritos en esta memoria.
En este sentido, en este Proyecto se describe el proceso de síntesis de compuestos
pertenecientes a esta familia (esquema 2.1), en los que el ¿aguijón¿ del escorpionato consta de un
fragmento amidinato, y se ha estudiado su posterior transferencia a un metal biocompatible del
grupo 2, como es el magnesio. Dichos compuestos presentan una estructura estéricamente
impedida, debido a la sustitución de los carbonos 3 y 5 de los anillos pirazol con grupos
voluminosos, concretamente terc-butilos. Estos compuestos han sido caracterizados convenientemente utilizando las técnicas
habituales, habiéndose obtenido además, la estructura cristalina del derivado bencilo, que ha
servido para confirmar la estructura tetraédrica distorsionada de los mismos.
A continuación se ha valorado el comportamiento de estos compuestos como catalizadores
en el proceso ROP de los ésteres cíclicos que se utilizan como monómeros. Para ello, se ha
llevado un estudio exhaustivo donde se evalúan cómo afectan parámetros tales como la relación
monómero/catalizador, la temperatura y tiempo de polimerización a las conversiones alcanzadas
y a las distribuciones de pesos moleculares obtenidas, así como un estudio estructural de los
polímeros obtenidos con los mismos. Estos estudios han revelado que los compuestos
sintetizados son unos excelentes iniciadores para este proceso de polimerización, siendo
altamente activos. Con los valores de productividad más altos encontrados, comparados con los
descritos en bibliografía para catalizadores de este tipo. Además, en cuanto al proceso de
polimerización de L y rac-lactide se realiza el estudio de la microestructura del polímero
formado, revelando el bajo nivel de imperfecciones estereoquímicas en el primero y la elevada
heterotacticidad en el segundo.
Finalmente, el estudio de polimerización se ha completado con el estudio cinético del
proceso, donde se ha podido determinar que el mismo procede en orden uno, tanto respecto al
metal como al monómero.
Los buenos resultados obtenidos con los compuestos sintetizados en este Proyecto Fin de
Carrera abren la puerta a la síntesis de nuevos complejos siguiendo la misma línea estructural.
Descripción
Proyecto Fin de Carrera leído en la Universidad Rey Juan Carlos en el curso académico 2010/2011. Directores del Proyecto: Andrés Garcés Osado y Luis Fernando Sánchez-Barba Merlo