Ácido poliaspártico (PASA) es un biodegradable , soluble en agua polimerizar amino ácido . [1] Es un reemplazo biodegradable para ablandadores de agua y aplicaciones relacionadas. [2] PASA se puede reticular químicamente con una amplia variedad de métodos para producir hidrogeles de PASA . [3]
Nombres | |
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Otros nombres PASP | |
Identificadores | |
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ChemSpider |
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Tablero CompTox ( EPA ) | |
Propiedades | |
(C 4 H 5 NO 3 ) n | |
Masa molar | variable |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
En la naturaleza, PASA se ha encontrado como fragmentos de proteínas más grandes con una longitud de hasta 50 aminoácidos , [4] pero hasta 2004 no se había aislado como un material homopolimérico puro de ninguna fuente natural. [5] El primer aislamiento de poliaspartato de sodio oligomérico sintético, obtenido por policondensación térmica de ácido aspártico, fue informado por Hugo Schiff a finales del siglo XIX. [6] Posteriormente se propuso que el proceso de polimerización térmica se lleva a cabo mediante polisuccinimida intermedia. [7] [8] El ácido poliaspártico se produce industrialmente tanto en forma ácida como en sal de poliaspartato de sodio .
Propiedades y estructura
Debido a la presencia de carboxílicos grupos es polielectrolito con aniónico carácter. Los fragmentos de PASA de origen natural consisten en ácido L- aspartático enlazado a α. [4] En contraste, la unidad repetitiva de ácido poliaspártico sintético puede existir en cuatro formas isoméricas, dependiendo de la estereoquímica del material de partida ( ácido D - y L - aspártico ) y el procedimiento sintético que conduce a enlaces α y β.
Síntesis
Muchas rutas diferentes conducen a PASA. En el método más simple [9] y el método más antiguo [5], el ácido aspártico se calienta para inducir la deshidratación. En una etapa posterior, la polisuccinimida resultante se trata con hidróxido de sodio acuoso , lo que produce una apertura parcial de los anillos de succinimida . En este proceso, sodio- DL - (α, β) -poli (aspartato) con 30% de enlaces α y 70% de enlaces β [10] distribuidos aleatoriamente a lo largo de la cadena del polímero, [11] y el centro quiral racemizado del ácido aspártico es producido. [12] Se informó sobre muchos catalizadores para mejorar el método de polimerización térmica. Los principales beneficios de su aplicación son el aumento de la tasa de conversión y el mayor peso molecular del producto. [13] [14] El ácido poliaspártico también se puede sintetizar mediante la polimerización de anhídrido maleico en presencia de hidróxido de amonio . [1] [15] Se puede lograr un alto control sobre isómeros unitarios repetidos mediante la polimerización de derivados de N-carboxianhídrido (NCA), [16] mediante la polimerización de ésteres de ácido aspártico [17] o mediante la aplicación de una reacción catalizada por enzimas. [18] Los homopolímeros puros, D- o L -PASA con enlaces α o β únicamente, pueden sintetizarse utilizando esos métodos.
Aplicaciones
El ácido poliaspártico y sus derivados son alternativas biodegradables a los materiales polianiónicos tradicionales, en particular el ácido poliacrílico . [19] PASA tiene la capacidad de inhibir la deposición de carbonato cálcico, sulfato cálcico, sulfato de bario y fosfato cálcico y puede usarse como agente anticalinizante en sistemas de agua de refrigeración, procesos de desalinización de agua y operaciones de tratamiento de aguas residuales. [20] Además y debido a su capacidad para quelar los iones metálicos, proporciona inhibición de la corrosión . [10] Puede actuar como un material superinflamatorio en pañales , productos de higiene femenina y envases de alimentos. [21] El nivel de absorción de agua que está inversamente relacionado con las propiedades mecánicas del hidrogel se puede ajustar cambiando la densidad de reticulación. [22] También se puede utilizar como detergente y dispersante biodegradable para diversas aplicaciones. [23]
Referencias
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