IFEG   20353
INSTITUTO DE FISICA ENRIQUE GAVIOLA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
RMN en estado sólido aplicada al estudio estructural en materiales poliméricos y al proceso de coordinación con iones cobre
Autor/es:
JUAN MANUEL LÁZARO MARTÍNEZ; ANA KARINA CHATTAH
Lugar:
Montevideo
Reunión:
Congreso; 2ª Reunión Conjunta SUF-AFA (XII Reunión de la SUF y 96ª Reunión Nacional de la AFA); 2011
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina-Sociedad Uruguaya de Física
Resumen:
La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) en estado sólido es una herramienta de gran utilidad para estudiar materiales poliméricos. En particular, los espectros de 13C de alta resolución obtenidos con la técnica de polarización cruzada-rotación en el ángulo mágico (CP-MAS), brindan valiosa información cuando los materiales no pueden estudiarse en solución o por técnicas de difracción de rayos-X [1,2]. En este trabajo se llevó a cabo la asignación estructural, a través de espectros de 13C CP-MAS, de diversos sistemas poliméricos insolubles conteniendo heterociclos aromáticos nitrogenados (imidazol, pirazol o triazol), un agente entrecruzante conteniendo grupos epóxido y/o ácidos carboxílicos alifáticos. El objetivo fue estudiar y comparar el grado de reticulación y la movilidad molecular en los sistemas poliméricos desarrollados utilizando los valores de los tiempos de relajación de protones (T1rhoH) y de carbonos (T1rhoC) en el sistema rotante, junto a experimentos bidimensionales de correlación 1H-13C (2D-WISE). Finalmente, se estudió el rol de los diversos ligandos presentes en el entramado polimérico frente a la captación de diferentes concentraciones de iones de cobre(II), con el objetivo de desarrollar y mejorar materiales aptos para la descontaminación de iones de metales pesados y de polutantes orgánicos en diversos efluentes [3]. Los estudios llevados a cabo permitieron evidenciar la unión covalente de los ligandos de interés (imidazol, triazol y pirazol), al agente entrecruzante a través de la apertura de los anillos de oxirano, complementando los resultados en estado sólido con experimentos de RMN en solución, para el caso de sistemas poliméricos solubles. El grado de reticulación fue estudiado a partir de la movilidad molecular para los distintos segmentos poliméricos en cada material teniendo en cuenta los T1rho y la información obtenida de los anchos medios de las líneas de protones (1H) de los experimentos 2D-WISE. Se encontró que los anillos triazólicos y pirazólicos afectaron particularmente la movilidad junto al empleo de ácido metacrílico para la síntesis de los diversos materiales. Una probable explicación de este fenómeno se puede atribuir, a interacciones de tipo “π-π stacking” entre los anillos de pirazol o triazol (según sea el material en cuestión), como así también a un mayor entrecruzamiento químico, producto del mayor rendimiento obtenido en estas matrices en comparación al obtenido para el material conteniendo imidazol. A su vez, se demostró la presencia de regiones con diferente movilidad en cada material polimérico, teniendo en cuenta que se determinaron dos T1rhoH y C para la señal correspondiente al agente entrecruzante junto a dos líneas de 1H con diferente ancho en los experimentos 2D-WISE. Esto demuestra la heterogeneidad en los distintos fragmentos poliméricos, en donde el agente entrecruzante puede estar unido a anillos aromáticos o a ácidos carboxílicos, determinándose así la movilidad molecular para cada segmento. Por último, para estudiar el proceso de coordinación de estos materiales con iones de Cu(II), se monitoreó la desaparición de la señal del carbono del ácido carboxílico en los espectros de 13C CP-MAS para así evaluar el rol del MAA en la captura del ión de Cu(II), dado que de esta manera se evidencia la interacción entre los átomos de carbono y el centro paramagnético de Cu(II) [2,4]. Referencias: [1] Lázaro Martínez, J.M.; Leal Denis, M.F.; Campo Dall´ Orto, V.; Buldain, G.Y. European Polymer Journal 2008, 44, 392-407. [2] Lázaro Martínez, J.M.; Chattah, A.K.; Monti, G.A.; Leal Denis, M.F.; Buldain, G.Y.; Campodall´Orto, V. Polymer 2008, 49, 5482-5489. [3] Lázaro Martínez, J.M.; Leal Denis, M.F.; Leonor, L.; Rubín de Celis, E.; Buldain, G.Y.; Campo Dall´ Orto, V. Applied Catalysis B: Environmental 2008, 82, 273-283. [4] Lázaro Martínez, J.M.; Rodríguez Castellón, E.; Torres, R.; Denaday, L.R.; Buldain, G.Y.; Campodall´Orto, V. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 2011, 339, 43-51.