Transformación estereodivergente de un poliéster natural en PHAs enantiopuros

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Síntesis orgánica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los polímeros quirales naturales como el ADN y las proteínas existen en formas enantiopuras.
• Los métodos de síntesis actuales para polímeros enantiopuros se basan en la polimerización enantiospecífica.
• El poli[(R) -3-hidroxibutirato] ((R) -P3HB) es un polímero quiral de origen natural.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia sintética estereodivergente catalítica para el acceso a todos los diastereómeros de polietileno 3-hidroxialcanoato (PHA) enantiopuros.
• Para utilizar el bacteriano (R) -P3HB como el único precursor quiral.
• Investigar las relaciones estructura-propiedad de estos PHAs sintetizados con precisión.

Principales métodos:

• Síntesis de las enantiopuras (R,R) -α-alquiladas-β-butirolactonas a partir del (R) -P3HB.
• La polimerización por apertura de anillo diastereodivergente (ROP) controlada por catalizador de estas lactonas.
• Utilizando ROP de inserción de coordinación catalizada por metales (retención quiral) y ROP aniónico con superbases orgánicas (inversión quiral).

Principales resultados:

• Se ha logrado la síntesis de PHAs treo-R,R-di-isotácticos mediante ROP catalizado por metales.
• Produjo PHAs eritro-R,S-di-isotácticos a través de ROP aniónico, demostrando una inversión quiral.
• Se han sintetizado con éxito los cuatro estereoisómeros de los PHAs α,α-dialquilados y sus correspondientes monómeros de lactona.

Conclusiones:

• La metodología desarrollada proporciona acceso a 16 estereoisómeros enantiopuros de los ácidos alfa-di-substituidos.
• Esto permite estudios integrales de la relación estructura-propiedad, que vinculan la estereocímica con las características del material.
• Los hallazgos ofrecen información sobre la influencia de la estereoconfiguración de la cadena principal y las cadenas laterales en las propiedades de los AGP.