Efecto del sustituyente sobre el anillo porfirínico y el agente oxidante en la funcionalización de compuestos alifáticos

Effect of porphyrin substituents and oxidizing agent on the functionalization of aliphatic compounds

En este trabajo se estudió la funcionalización de escualano y tetradecano al variar el efecto electrónico del sustituyente sobre los anillos aromáticos del núcleo porfirínico y el agente oxidante (KIO₄, 2KHSO₅ •KHSO₄•K₂SO₄, NaClO y H₂O₂). Se sintetizaron y caracterizaron tres metaloporfirinas: cloruro de meso tetrakis-4-nitrofenilporfirinato manganeso(III), cloruro de meso-tetrakis-2,4,6-trimetoxifenilporfirinato manganeso(III) y cloruro de meso-tetrafenilporfirinato manganeso(III), con rendimientos del 40, 52 y 43%, respectivamente. Posteriormente se probaron 24 sistemas de funcionalización, que se cuantificaron empleando cromatografía de gases usando el método del patrón interno, y sus productos se identificaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas e infrarrojo. Los resultados muestran que la adecuada selección del par porfirina- agente oxidante puede llevar a funcionalizaciones hasta del 42% para el tetradecano y del 80% para el escualano.

INTRODUCCIÓN

Dentro de los plásticos, el polietileno y el polipropileno son los polímeros de mayor producción en el mundo, con más de 100 millones de toneladas por año, debido a su bajo costo de producción combinado con sus particulares propiedades mecánicas y fisicoquímicas, que los hacen muy atractivos para su aplicación industrial, aplicaciones que van desde bolsas de supermercado hasta textiles. No obstante, la estructura química de estas poliolefinas genera grandes limitaciones en procesos que involucren moléculas de mediana o alta polaridad como lo son la adhesión, el teñido, la impresión y el coloreado, entre otros. Esta incompatibilidad está regida por fenómenos de interfase y afinidad química, y para su solución han sido propuestas varias metodologías donde se busca introducir grupos funcionales a la cadena principal mediante técnicas denominadas como de funcionalización de poliolefinas (1, 2).

En la Figura 1 se muestran las diferentes estrategias sintéticas para obtener las poliolefinas funcionalizadas: (a) copolimerización de olefinas comunes (como etileno y propileno) con olefinas α-monosustituidas con el grupo funcional de interés (GF); (b) copolimerización de olefinas que contienen un grupo funcional protegido seguido de una desprotección de este para generar el polímero de interés; (c) copolimerización de un monómero que contiene sustituyentes con reactividad latente (RL), para posteriormente convertir el grupo con reactividad latente en el grupo funcional deseado. Por otra parte (d) propone la funcionalización pos-polimerización de la poliolefina, es decir se introduce el grupo funcional directamente al polímero (1, 3, 4) en un solo paso y tratando de no afectar las propiedades mecánicas del polímero.