Diseño de una polimerización catiónica estereoselectiva. (A) El entorno del ligando quiral en las polimerizaciones por coordinación-inserción permite el encadenamiento de monómero estereoselectivo al dirigir la adición facial en el extremo de la cadena del polímero que se propaga. Los monómeros polares normalmente no son compatibles con este mecanismo debido al envenenamiento del catalizador. Me, metilo. (B) El extremo de la cadena aquiral en las polimerizaciones catiónicas de éteres vinílicos no proporciona un modo inherente para la estereoinducción. La adición de monómero ocurre en cualquier cara del ión oxocarbenio. (C) Nuestro enfoque controlado por catalizador para la polimerización catiónica estereoselectiva se basa en un sistema quiral, Contraión basado en BINOL para sesgar la estereoquímica del encadenamiento de monómeros. Los PVE isotácticos resultantes son termoplásticos semicristalinos con polaridad intrínseca. Crédito: Ciencias (2019). DOI:10.1126 / science.aaw1703
Un par de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte ha desarrollado una forma de utilizar un organocatalizador para controlar la polimerización estereo. En su artículo publicado en la revista Ciencias , A. J. Teator y F. A. Leibfarth describen el proceso y describen algunas formas en que se podrían utilizar los resultados. Jeffrey Foster y Rachel O'Reilly, de la Universidad de Birmingham, han publicado un artículo de Perspectivas sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista.
Los polímeros son sustancias con una estructura molecular que generalmente está formada por unidades similares unidas entre sí; generalmente se encuentran en resinas y plásticos. En este nuevo esfuerzo, los investigadores se esforzaron por crear un polímero que tuviera más adherencia, haciéndolo más útil como material de revestimiento. Señalaron que las dos poliolefinas más populares, polietileno y polipropileno, no se adhieren bien porque están hechos de hidrógeno y carbono, para volverse adhesivos, necesitan oxígeno. Investigaciones anteriores han demostrado que los poli (éteres vinílicos) (PVE) se pueden fabricar mediante polimerización por radicales libres, pero los resultados carecen de estereoquímica, lo que significa que no son muy fuertes ni fiables. Eso llevó a los investigadores a idear un nuevo enfoque que permitiría el control del catalizador al hacer PVE, lo que les daría una estereoquímica bien definida usando polimerización catiónica. La estereoquímica se refiere a la disposición tridimensional de los átomos que forman las moléculas y al impacto que la disposición tiene en las reacciones químicas.
En su nuevo enfoque, los investigadores utilizaron un ácido fosfórico asimétrico combinado con un ácido de Lewis (titanio) para forzar al monómero a la orientación deseada durante la polimerización iónica; el organocatalizador permitió a los investigadores ejercer un control completo sobre la estereoquímica resultante. El polímero que crearon era semicristalino, y las pruebas demostraron que era tanto mecánicamente fuerte (comparable al polietileno) como altamente adhesivo.
Foster y O'Reilly sugieren que el nuevo enfoque podría conducir al desarrollo de recubrimientos adhesivos y dispositivos médicos. También señalan que el nuevo enfoque es escalable y compatible con varios tipos de procesamiento, como la fusión, moldeado y coloración. También señalan que el concepto detrás del nuevo enfoque parece ser transferible a otros tipos de sistemas de polimerización, lo que sugiere que una nueva clase de productos podría aparecer próximamente.
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