Copolimerización perfectamente alterna de CO2 y epiclorohidrina utilizando sistemas de catalizadores basados en...

Área de la Ciencia:

• Química de Polímeros La química de los polímeros es la química de los polímeros.
• Química verde es la química verde.
• La catálisis de la catálisis.

Sus antecedentes:

• La utilización de dióxido de carbono a través de la copolimerización con epoxidos produce policarbonatos biodegradables.
• Las investigaciones anteriores utilizaban principalmente epoxidos alifáticos, con un éxito limitado para los epoxidos que llevan grupos de retirada de electrones como la epiclorohidrina.
• El desarrollo de catalizadores eficientes para la copolimización de CO2 con diversos epoxidos es crucial para la síntesis química sostenible.

Objetivo del estudio:

• Informar sobre la síntesis selectiva de copolímeros de CO2 utilizando epiclorhidrina y CO2.
• Investigar las diferencias cinéticas entre la formación de carbonato cíclico y policarbonato para la epiclorohidrina y el óxido de propileno.
• Para dilucidar el mecanismo de la copolimización de CO2/epiclorohidrina utilizando técnicas analíticas avanzadas.

Principales métodos:

• Copolimerización alterna de CO2 y epiclorohidrina utilizando catalizadores binarios y bifuncionales (salen) cobalto (III).
• Espectroscopia infrarroja in situ para estudios cinéticos comparativos de la formación de carbonato cíclico frente a la de copolímero.
• Espectrometría de masas de ionización por electrospray (ESI-MS) para la observación directa de las especies de cadenas poliméricas.

Principales resultados:

• Producción de copolímeros de CO2 con más del 99% de enlaces de carbonato a partir de epiclorhidrina.
• El análisis cinético reveló una menor diferencia de energía de activación para la copolimización con epiclorhidrina (45,4 kJ/mol) en comparación con el óxido de propileno (53,5 kJ/mol), lo que indica una mayor dificultad en la síntesis selectiva de copolímeros.
• ESI-MS confirmó la estructura perfectamente alterna del copolímero resultante y sugirió posibles intermedios que involucran MTBD.

Conclusiones:

• El estudio produjo con éxito policarbonatos de alta pureza a partir de CO2 y epiclorohidrina, mostrando un avance significativo en la utilización de CO2.
• Las ideas cinéticas explican los desafíos en la copolimización selectiva con epoxidos con déficit de electrones.
• Los hallazgos proporcionan una base mecanicista para el desarrollo de catalizadores más eficientes para la síntesis de polímeros a base de CO2.