Projetando uma polimerização catiônica estereosseletiva. (A) O ambiente de ligante quiral em polimerizações de inserção de coordenação permite o encadeamento de monômero estereosseletivo direcionando a adição facial na extremidade da cadeia de polímero em propagação. Monômeros polares normalmente não são compatíveis com este mecanismo por causa do envenenamento do catalisador. Mim, metilo. (B) A extremidade da cadeia aquiral nas polimerizações catiônicas de éteres vinílicos não fornece nenhum modo inerente para estereoindução. A adição de monômero ocorre em qualquer uma das faces do íon oxocarbênio. (C) Nossa abordagem controlada por catalisador para polimerização catiônica estereosseletiva depende de um quiral, Contra-íon baseado em BINOL para influenciar a estereoquímica do encadeamento de monômero. Os PVEs isotáticos resultantes são termoplásticos semicristalinos com polaridade intrínseca. Crédito: Ciência (2019). DOI:10.1126 / science.aaw1703
Dois pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte desenvolveram uma maneira de usar um organocatalisador para estereocontrolar a polimerização. Em seu artigo publicado na revista Ciência , A. J. Teator e F. A. Leibfarth descrevem o processo e delineiam algumas maneiras pelas quais os resultados podem ser usados. Jeffrey Foster e Rachel O'Reilly da University of Birmingham publicaram um artigo Perspectives sobre o trabalho realizado pela equipe na mesma edição do jornal.
Polímeros são substâncias com uma estrutura molecular que geralmente é composta de unidades semelhantes unidas - eles são normalmente encontrados em resinas e plásticos. Neste novo esforço, os pesquisadores se esforçaram para criar um polímero que tivesse mais aderência, tornando-o mais útil como um material de revestimento. Eles observaram que as duas poliolefinas mais populares, polietileno e polipropileno, não aderem bem porque são feitos de hidrogênio e carbono - para se tornarem adesivos, eles precisam de oxigênio. Pesquisas anteriores mostraram que os poli (éteres vinílicos) (PVEs) podem ser feitos usando polimerização de radical livre, mas os resultados carecem de estereoquímica, o que significa que eles não são muito fortes ou confiáveis. Isso levou os pesquisadores a desenvolver uma nova abordagem que permitiria o controle do catalisador ao fazer PVEs, o que lhes daria estereoquímica bem definida usando polimerização catiônica. A estereoquímica se refere ao arranjo tridimensional dos átomos que formam as moléculas e ao impacto que esse arranjo tem nas reações químicas.
Em sua nova abordagem, os pesquisadores usaram um ácido fosfórico assimétrico combinado com um ácido de Lewis (titânio) para forçar o monômero na orientação desejada durante a polimerização iônica - o organocatalisador permitiu aos pesquisadores exercer controle completo sobre a estereoquímica resultante. O polímero que eles criaram era semicristalino, e os testes mostraram que ele é forte mecanicamente (comparável ao polietileno) e altamente adesivo.
Foster e O'Reilly sugerem que a nova abordagem pode levar ao desenvolvimento de revestimentos adesivos e dispositivos médicos. Eles também observam que a nova abordagem é escalonável e passível de vários tipos de processamento, como fusão, moldagem e coloração. Eles também observam que o conceito por trás da nova abordagem parece ser transferível para outros tipos de sistemas de polimerização, o que sugere que toda uma nova classe de produtos pode ser lançada.
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