Síntesis, caracterización estructural de redes metal orgánicas (MOFs) y su evaluación en catálisis heterogénea de polímeros biodegradables

• Mónica Ayala Gómez ^[1] ; Gerardo González-García ^[1] ; José E. Báez García ^[1] ; Patricia Quintana Owen ^[2] ; Laura Diñeiro García ^[3] ; Rodrigo Navarro ^[3]
  1. [1] Universidad de Guanajuato

     Universidad de Guanajuato

     México

     
  2. [2] Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN – CINVESTAV, Mérida. México
  3. [3] Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros-CSIC

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• Localización: Revista de plásticos modernos: Ciencia y tecnología de polímeros, ISSN 0034-8708, Vol. 125, Nº. 786, 2023 (Ejemplar dedicado a: Innovaciones en polímeros)
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Las redes metal-orgánicas (MOF) son materiales porosos formados por ligandos orgánicos uniendo clusteres metálicos, que en la actualidad atraen gran interés como catalizadores heterogéneos en diversas reacciones de interés. Sin embargo, hasta la fecha, su aplicación en reacciones de polimerización por apertura de anillo (ROP) de esteres cíclicos no ha sido suficientemente explorada. Aquí reportamos el estudio del MOF basado en circonio (UiO-66) como catalizador en la polimerización por apertura de anillo de ε-caprolactona (ε-CL). Los catalizadores fueron sintetizados por métodos solvotermales empleando N,N-dimetilformamida (DMF) como disolvente y se reemplazó el uso de metanol. Las reacciones de polimerización se llevaron a cabo a 150 y 170 °C por intervalos de tiempo de 1 a 4 horas, bajo atmósfera de nitrógeno. La conversión del monómero y el peso molecular promedio en número (Mn) fueron monitoreados y determinados mediante resonancia magnética nuclear de protón (1H RMN). Los MOFs sintetizados presentan una alta estabilidad térmica, mostrando una degradación completa de la red a 550 °C, por tanto estos nuevos sistemas actúan como catalizadores prometedores y altamente reactivos para la ROP de ɛ-CL. Es importante mencionar que se pudo comprobar la reciclabilidad de estos materiales, mediante el uso de estos hasta en cinco ciclos de polimerización, obteniendo en cada uno de ellos altos porcentajes de conversión

  • English

    Metal-organic frameworks (MOF) are porous materials made up of organic binders and a metal cluster, currently attracting attention as heterogeneous catalysts in various reactions of interest. However, their application in ring-opening polymerization (ROP) reactions of cyclic esters has not been sufficiently explored yet. In this work, study of zirconium-based MOF as a catalyst in ε-caprolactone (ε-CL) ring opening polymerization in the presence of benzyl alcohol is reported. These catalysts were synthesized through solvothermal methods using N,N-dimethylformamide (DMF) as solvent and replaced by methanol. Polymerization reactions were carried out at 150 and 170 °C for time intervals of 1 to 4 hours, under nitrogen atmosphere. The monomer conversion and the average number molecular weight (Mn) were monitored and determined through proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR). Synthesized MOFs have high thermal stability, showing complete framework degradation at 550 °C, thus behaving as promising catalysts for ɛ-CL ROP. Polymers with number molecular weights within the range 3211 to 6843 Da were obtained. It is important to mention that it was possible to verify the recyclability of these materials, by reusing them in up to five polymerization cycles, obtaining for each of them, high percentages of conversion