Los investigadores combinan dos métodos basados ​​en RMN para comprender el proceso de fotopolimerización

Para diseñar nuevos materiales, los científicos deben tener una comprensión clara de las reacciones o procesos químicos que ocurren al crear estos materiales. Los investigadores apoyados en parte por el proyecto PD2PI ahora han combinado dos nuevos métodos de monitoreo basados ​​en RMN, que brindan información sobre procesos químicos complejos como la fotopolimerización. Sus hallazgos se describen en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense.

En los procesos de polimerización, donde moléculas pequeñas los monómeros se combinan para formar una cadena muy grande o red 3D llamada polímero. Saber lo que sucede durante la reacción haría mucho más fácil ajustar el proceso de desarrollo del producto. Esto también es cierto para los procesos de fotocurado que usan visible o luz ultravioleta para inducir una reacción de polimerización que forma una estructura polimérica.

Dos métodos basados ​​en RMN para una monitorización completa

Sin embargo, ¿cómo se obtiene información detallada sobre la estructura molecular de varios sólidos y líquidos? Una de las formas más completas es realizar mediciones de RMN. Para este estudio, los investigadores combinaron dos métodos de monitoreo de reacción basados ​​en RMN que nunca se habían usado juntos para analizar un sistema en particular: RMN de difusión con resolución temporal y muestreo no uniforme con resolución temporal.

El primer método mide el coeficiente de difusión promedio de químicos particulares, mientras que el segundo permite monitorear la formación del producto. Sus resultados indican que la combinación de los dos métodos es una excelente manera de monitorear de manera integral la fotopolimerización.

Para demostrar el potencial de su enfoque, el equipo evitó usar un modelo demasiado simplificado para monitorear, eligiendo en su lugar fotopolimerizar un derivado aromático de bis-antraceno – N,N-bis(antracen-9-ilmetil) butano-1,4-diamina ( H2banthbn). “

En nuestro trabajo, se eligió una fotopolimerización de sistemas basados ​​en bis-antraceno. El sistema es muy interesante de usar. bloques de construcción durante la polimerización que puede ser útil para el diseño de varios materiales fotofuncionales”, explica el autor principal del estudio, el Dr. Mateusz Urbańczyk de PD2PI, coordinador del proyecto del Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de Polonia.

El uso simultáneo de los diferentes métodos permitió establecer una correlación entre las características particulares del sistema y la información que no se podía obtener cuando los dos métodos se usaban por separado. Los autores explican en el artículo que “la sinergia entre los dos métodos de resolución temporal nos permite comprender el proceso de fotopolimerización del H2banthbn. Usando solo los métodos de difusión, solo tendríamos una idea aproximada de la masa promedio del sistema, y obtener información sobre n-mers particulares sería casi imposible”.

“Los datos de HSQC nos permiten realizar un seguimiento de los cambios de concentración de cada n-mer, lo que nos brinda información bastante convincente sobre el sistema. Dicho esto, asignar los picos sin confirmar los datos de dispersión sería ambiguo. El uso de los dos métodos permite para tener certeza sobre la asignación y, por lo tanto, para comprender mejor el sistema”.

“Finalmente, la metodología completa presentada se demostró en un sistema desafiante en términos de concentración, anchos de línea y campo magnético. El enfoque presentado es general y puede usarse para diferentes tipos de reacciones químicas, en particular las reacciones de polimerización y fotorreacciones.