PMBL tulipalina A (α-metilen-butirolactona, α-MBL) - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Recientemente se ha estudiado intensamente la síntesis de poliéster como polímeros biodegradables, principalmente como resultado del descubrimiento de nuevos e interesantes monómeros a partir de fuentes renovables. La tulipalina A (α-metilen-butirolactona, α-MBL) se considera un material de base biológica que puede aislarse de varias plantas o prepararse artificialmente mediante síntesis orgánica. La tulipalina A, también conocida como α-metilen-γ-butirolactona, es un compuesto natural que se encuentra en algunas flores como los tulipanes y la alstroemerie. La tulipalina A tiene la fórmula molecular C5H6O2 y el número de registro CAS 547-65-9. Debido al doble enlace exo-metileno, α-MBL puede ser utilizado como monómero de origen natural para la polimerización en cadena. MBL tiene una reactividad radical ligeramente superior a la del metacrilato de metilo (MMA), que es un análogo estructural de α-MBL, debido a la estructura plana de α-MBL que exhibe un menor efecto estérico y favorece la deslocalización de la densidad de giro del radical de la cadena. Usando el doble enlace exocíclico en la polimerización por radicales (incluido ATRP), Ya se han preparado homopolímeros y copolímeros de bloque de PMBL con diferente arquitectura. Otra alternativa para la polimerización de α-MBL proviene de la polimerización por apertura de anillo (ROP) del anillo de butirolactona. La homopolimerización por ROP requiere mucha energía debido a la baja energía de deformación (alta estabilidad termodinámica), pero se ha demostrado que la polimerización aún es accesible. Las butirolactonas se pueden copolimerizar mediante un mecanismo de apertura de anillo con lactonas de alta energía de deformación del anillo, tales como \ beta - butirolactona de cuatro miembros o \ varepsilon - caprolactona (\ varepsilon - CL) de siete miembros. La selección del sistema catalítico está relacionada con el mecanismo de catálisis y esto significa que influye en la velocidad de la reacción de polimerización (también transesterificación lateral indeseable) y la dispersión (Ð) de los pesos moleculares. Hasta la fecha, se han publicado pocas copolimerizaciones de ε-CL y α-MBL utilizando complejos de lantánidos o Bi (OTf) 3 como catalizador. El uso del catalizador Al (OiPr) 3 condujo a la preparación del copolímero estadístico PMBL-co-PCL mediante ROP controlado con Mn = 6000-45000 g mol-1 y dispersión estrecha (Ð ~ 1,15-1,3 ). El contenido de α-MBL incorporado en los copolímeros fue 4-17%, se encontró un contenido de α-MBL más alto cuando se utilizaron alimentos con una relación de αMBL / CL más alta. El curado es más lento en esta condición, pero es más probable que el extremo CL * activo reaccione con α-MBL. El aumento de temperatura (130 ° C) y / o el cambio de disolvente (THF en lugar de tolueno) provocó la formación del homopolímero PMBL mediante polimerización por radicales como subproducto. La formación de homopolímeros de PMBL se inhibió mediante la adición de captadores de radicales o estabilizadores de vinilo comerciales, mientras que la copolimerización de α-MBL con monómeros de ε-CL mediante ROP no se vio afectada. Por tanto, no se considera la participación del catalizador de Al (OiPr) 3 en la iniciación del vinilo.