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    Catalizadores para polipropilenos polares isotácticos

    Crédito: Edición internacional Angewandte Chemie

    El polipropileno (PP) es uno de los plásticos más utilizados en el mundo. Controlando la orientación espacial de los bloques de construcción de propileno y componentes polares adicionales, Debería ser posible crear una nueva generación de atractivos, diseñado plásticos especiales, con humectabilidad mejorada o degradabilidad mejorada, basado en PP. En el diario Angewandte Chemie , Los científicos japoneses han introducido la base de una nueva clase de catalizadores de paladio para tales polimerizaciones.

    Las propiedades del PP dependen en gran medida de la orientación espacial de los monómeros individuales a medida que se agregan a la cadena de crecimiento (tacticidad). En PP atáctico (aPP) la orientación es aleatoria. En PP sindiotáctico (sPP) el CH 3 –Los grupos laterales en el monómero apuntan alternativamente hacia los dos lados de la cadena principal del polímero. La versión más buscada, el PP isotáctico (iPP) en el que todos los grupos laterales apuntan de la misma manera, tiene propiedades mecánicas particularmente ventajosas. Incorporación de funcional adicional, monómeros polares en iPP es un paso importante hacia el desarrollo de plásticos novedosos.

    Este tipo de copolimerización está muy restringido con los catalizadores de metaloceno y Ziegler-Natta convencionales porque los monómeros polares típicos primero necesitan ser "enmascarados". Esto significa que deben unirse a grupos protectores especiales. Con catalizadores de níquel y paladio, es posible lograr esto desenmascarado pero con pérdidas significativas en isotacticidad. Ha habido cierto éxito con complejos especiales de fosfina de níquel y paladio (un tipo de compuesto orgánico que contiene fósforo), aunque la síntesis de estos catalizadores es ardua y requiere mucho tiempo.

    Los investigadores que trabajan con Kyoko Nozaki en la Universidad de Tokio han desarrollado ahora un nuevo enfoque que permite producir catalizadores más adecuados con mucha más facilidad. La orientación espacial de los monómeros de propileno durante la polimerización está influenciada por la estructura espacial especial (estereogenicidad) en ciertos átomos de carbono en los sustituyentes orgánicos de mentol en la fosfina. Los investigadores querían desarrollar compuestos de fosfina que tuvieran la estereogenicidad requerida en el átomo de fósforo.

    Para evitar los tediosos desafíos sintéticos enfrentados hasta la fecha, desarrollaron protocolos sintéticos significativamente más rápidos usando almacenables, bloques de construcción modulares y fosfinitas (una clase de compuestos orgánicos que contienen fósforo y oxígeno). Esto permitió la síntesis rápida y fácil de muchas fosfinas diferentes y sus correspondientes complejos de paladio. Un proceso de selección rápido produjo candidatos de catalizador adecuados.

    De este modo, los científicos encontraron catalizadores que polimerizan propileno con monómeros polares para formar copolímeros con isotacticidad particularmente alta, un material que llamaron polipropileno polar isotáctico (iPPP).


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