Es mejor con sal: polimerización de metástasis de apertura de anillo acuoso a pH neutro

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Química ecológica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La polimerización por metástasis de apertura de anillo acuoso (ROMP) ofrece una síntesis de polímeros respetuosa con el medio ambiente.
• Los catalizadores de rutenio solubles en agua son conocidos por metástasis cruzada (CM) y metástasis de cierre de anillo (RCM), pero su rendimiento de ROMP acuoso es menos conocido.
• Comprender el comportamiento del catalizador en la ROMP acuosa es crucial para aplicaciones como la funcionalización de biomacromoléculas y la preparación de nanopartículas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto del pH, los aditivos de sal y la carga del catalizador en el ROMP acuoso.
• Determinar la causa de la desactivación del catalizador en el ROMP acuoso.
• Optimizar las condiciones para una síntesis eficiente de ROMP acuosa y copolímero.

Principales métodos:

• ROMP acuoso estudiado bajo pH variable, concentración de cloruro y carga de catalizador.
• Se analizaron los mecanismos de desactivación del catalizador, proponiendo la formación de un complejo Ru-OH.
• Copolímeros de doble bloqueo sintetizados mediante autoensamblaje inducido por ROMP (ROMPISA) con diferentes fuentes de cloruro.

Principales resultados:

• La ROMP acuosa es sensible a la concentración de cloruro, con bajas concentraciones que conducen a una reducción de la conversión de monómeros y la vida útil del catalizador.
• El desplazamiento del ligando de cloruro por el hidróxido o el agua en el centro de rutenio causa la desactivación del catalizador.
• La adición de sales de cloruro (NaCl, KCl, cloruro de tetrabutilamonio) mejoró significativamente la conversión y el control de la ROMP.
• Los copolímeros de Diblock se sintetizaron con éxito mediante ROMPISA en 90% de agua con un catalizador de 1 mol%.

Conclusiones:

• Los iones cloruro son esenciales para la estabilización de los catalizadores de rutenio en la ROMP acuosa.
• Las condiciones de ROMP acuosas optimizadas permiten una síntesis eficiente de polímeros y copolímeros.
• La ROMP acuosa de pH neutro abre nuevas posibilidades para aplicaciones en medios biológicos.