Producción de biomateriales poliméricos vía catalizadores heteroescorpionato de magnesio estéricamente impedido

Abstract

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.