Síntesis y caracterización de poliésteres tipo estrella mediante polimerización por apertura de anillo

P.C. CARACCIOLO; F. BUFFA; G.A. ABRAHAM

Mar del Plata

Simposio; XV Simposio Nacional de Química Orgánica (XV SINAQO); 2005

Sociedad Argentina de Investigaciones en Química Orgánica (SAIQO)

La síntesis de poliésteres alifáticos con composición química y arquitectura controlada obtenidos mediante polimerización por apertura de anillo (ROP) de lactonas, resulta de interés en la preparación de sistemas poliméricos biodegradables para diversas aplicaciones biomédicas temporarias debido a la capacidad de ser hidrolizados en compuestos no tóxicos y su excelente biocompatibilidad. Con este objetivo se estudió la síntesis de poli(ε-caprolactona) iniciada por compuestos con hidrógenos activos de distinta funcionalidad y catalizada por 2-etilhexanoato de estaño, compuesto de alta eficiencia y baja toxicidad empleado en síntesis de polímeros biomédicos. Se utilizaron los siguientes iniciadores polihidroxilados: glicerol (funcionalidad 3), pentaeritritol (4), metil-α-D-glucopiranósido (4), α-D-glucosa (5), manitol (6) y sorbitol (6). La polimerización ROP catalizada por compuestos organometálicos procede mediante un mecanismo de coordinación-inserción. Se han propuesto diversas alternativas para elucidar la naturaleza de las especies coordinantes. Las reacciones se llevaron a cabo a 130ºC en diversas condiciones dependiendo del tipo de poliol empleado como iniciador. En todos los casos se obtuvieron productos con alto rendimiento, excepto cuando se utilizó α-D-glucosa debido a la ocurrencia de una reacción de pardeamiento que predomina en estas condiciones. Los poliésteres sintetizados se caracterizaron mediante 1H y 13C RMN, titulación de grupos finales por medio de dos técnicas (esterificación con anhídridos acético y ftálico), cromatografía de permeación en geles (GPC) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). El análisis por RMN permitió calcular el número efectivo de ramificaciones en función del tipo de iniciador, así como también la longitud promedio de cadenas y el peso molecular promedio en número (Mn). Las técnicas de titulación de grupos finales proporcionaron valores de pesos moleculares muy próximos entre ambas técnicas, siendo la esterificación con anhídrido ftálico más confiable dado que la determinación se efectúa en una única fase. Los resultados fueron muy cercanos a los esperados en base a la relación ε-caprolactona/poliol lo que indica la alta eficiencia de la síntesis. Los datos obtenidos por GPC mostraron que la polidispersidad aumentó al incrementar la relación ε-caprolactona/poliol, independientemente de la técnica de síntesis empleada, debido a reacciones de transesterificación favorecidas por el uso de este tipo de catalizador y las condiciones de reacción. El análisis térmico mostró que todos los polímeros sintetizados son semicristalinos. Los poliésteres sintetizados se emplearán como prepolímeros terminados en hidroxilo en la síntesis de poliuretanos con aplicación biomédica.