Polimerización de metátesis tandem de apertura y cierre de anillos: relación entre la estructura monomérica y la...

Área de la Ciencia:

• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.
• Síntesis orgánica La síntesis orgánica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los cicloalquenos con baja tensión de anillo y las 1-alquinas son típicamente monómeros pobres para la polimerización de la metástasis de olefinas.
• Los grupos funcionales concertados dentro de una sola molécula pueden mejorar la eficiencia de la polimerización de la metátesis.
• Trabajos previos demostraron la rápida polimerización en tándem de la metátesis de apertura y cierre de anillos (RO/RCM) de un monómero de ciclohexeno-propargil a través de un mecanismo de relé, logrando la polimerización viva con un catalizador Grubbs de tercera generación.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el efecto de las modificaciones estructurales del monómero en la polimerización en tándem RO/RCM.
• Para aclarar el mecanismo del proceso de polimerización en tándem.
• Explorar las relaciones estructura-reactividad que rigen las reacciones de polimerización y post-modificación.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de varios monómeros con moléculas modificadas de cicloalqueno y alquino.
• La polimerización de la metátesis de las olefinas utilizando catalizadores Grubbs.
• Estudios cinéticos para determinar las tasas de polimerización.
• Análisis de grupos finales mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protones ((1) H NMR) para determinar el mecanismo de polimerización.
• Estudios de reacción de Diels-Alder para evaluar la reactividad post-modificación del polímero.

Principales resultados:

• La estructura monomérica, incluido el tamaño del anillo de cicloalqueno, la longitud de alquino y las unidades de enlace, afecta significativamente las tasas de polimerización.
• Las modificaciones estructurales también influyen en la reactividad de las reacciones de Diels-Alder después de la polimerización.
• El análisis de grupos finales confirmó una vía de primera alquina para la polimerización en tándem RO/RCM.
• La polimerización exitosa de monómeros estéricamente obstaculizados produjo polímeros con unidades de cicloalqueno tetrasubstituidas.

Conclusiones:

• El estudio establece una dramática relación estructura-reactividad en la polimerización en tándem RO/RCM.
• El mecanismo de la primera alquina proporciona una base para la comprensión de estas correlaciones estructura-reactividad.
• Esta investigación permite el diseño de nuevos monómeros para la síntesis controlada de polímeros con propiedades y funcionalidades a medida.