 cis - (izquierda) y trans -2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol (derecha) | |||
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| Nombres | |||
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| Nombre IUPAC 2,2,4,4-tetrametilciclobutano-1,3-diol | |||
| Otros nombres 1,1,3,3-tetrametil-2,4-ciclobutanodiol | |||
| Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
| ChemSpider | |||
| Tarjeta de información ECHA | 100.019.219  | ||
PubChem CID | |||
| UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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| Propiedades | |||
| C 8 H 16 O 2 | |||
| Masa molar | 144,214 g · mol −1 | ||
| Apariencia | Sólido blanco cristalino (polvo) | ||
| Punto de fusion | 126 a 134 ° C (259 a 273 ° F; 399 a 407 K) | ||
| Punto de ebullición | 210 a 215 ° C (410 a 419 ° F; 483 a 488 K) | ||
| Riesgos | |||
| Ficha de datos de seguridad | [1] | ||
| punto de inflamabilidad | 51 ° C (124 ° F; 324 K) | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
 verificar ( ¿qué es ?)  | |||
| Referencias de Infobox | |||
El 2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol (CBDO) es un diol alifático . Este diol se produce como una mezcla de cis - y trans - isómeros , dependiendo de la estereoquímica relativa de los grupos hidroxilo. Se utiliza como monómero para la síntesis de materiales poliméricos. Actualmente, el CBDO se está investigando como una alternativa al bisfenol A (BPA). El BPA es un precursor utilizado en la producción de una amplia gama de polímeros, incluidos policarbonatos , poliésteres, polisulfonas y poliéster cetonas.
Reemplazo de BPA
Las controversias asociadas con el BPA en grandes cantidades están relacionadas en última instancia con sus capacidades de alteración endocrina . [1] Al igual que el BPA, el CBDO es un diol con una estructura adecuada para fabricar poliésteres. El anillo C 4 de CBDO es lo suficientemente rígido para evitar que los dos grupos OH formen estructuras cíclicas. A diferencia del BPA, no existe evidencia actual de efectos cancerígenos o tóxicos de los productos de consumo basados en CBDO. Sin embargo, existen pocos estudios sobre la toxicología del CBDO para efectos a largo y corto plazo.
CBDO tiene ventajas potenciales en relación con el BPA como componente básico para la producción de poliésteres. CBDO es muy estable térmica y mecánicamente. Los poliésteres preparados a partir de CBDO son materiales rígidos, pero la combinación de CBDO con dioles flexibles da como resultado materiales con alta resistencia al impacto, bajo color, estabilidad térmica, buena estabilidad fotooxidativa y transparencia. [2] Como ventaja adicional, los polímeros derivados de CBDO tienen una alta ductilidad. [3] Las propiedades térmicas y mecánicas de los poliésteres derivados de CBDO suelen ser superiores a las de los poliésteres convencionales. [2]
Preparación
La síntesis de CBDO implica la pirólisis de anhídrido isobutírico seguida de la hidrogenación de la 2,2,4,4-tetrametilciclobutanodiona resultante . [4] Esta síntesis se asemeja al método utilizado para producir CBDO en la actualidad. El primer paso implica la conversión del ácido isobutírico o su anhídrido en cetena . Esta cetena luego se dimeriza para formar un anillo de cuatro miembros con dos grupos cetona .
El anillo de producto se hidrogena para dar un diol. El último paso consiste en comúnmente catalítica de hidrogenación con rutenio , níquel , o de rodio catalizadores . La hidrogenación del anillo de dicetona da como resultado isómeros cis y trans . [3] [5] A continuación se presenta un esquema simplificado para la producción de CBDO.
Estructura y propiedades
El anillo C 4 del isómero cis de CBDO no es plano. Para ciclobutanos simples no planos, los ángulos diedros varían de 19 a 31 °. El isómero cis de CBDO cristaliza como dos confórmeros con un ángulo diedro promedio de 17,5 ° en estado sólido. [6] Sin embargo, el isómero trans tiene un ángulo diedro de 0 °. [7]
Poliesterificación
El método económico actual para la producción de poliésteres es la esterificación directa de ácidos dicarboxílicos con dioles. Esta polimerización por condensación agrega unidades monoméricas a una cadena. Las cadenas individuales reaccionan entre sí a través de grupos terminales carboxilo e hidroxilo. Finalmente, la transesterificación ocurre dentro de la cadena. [8] Aunque el CBDO se utiliza con mayor frecuencia en poliésteres, también se han sintetizado copolicarbonatos mixtos de CBDO y una serie de bisfenoles. Las diferentes reactividades de los isómeros cis y trans no se han estudiado en profundidad.
Referencias
- ^ vom Saal Frederick S., Hughes Claude. Una extensa literatura nueva sobre los efectos de dosis bajas del bisfenol A muestra la necesidad de una nueva evaluación de riesgos. Reinar. Perspectiva de salud. Volumen 113, 2005, págs. 926–33. doi : 10.1289 / ehp.7713
- ^ a b Hoppens, Nathan C., Hudnall, Todd W., Foster, Adam, Booth, Chad J. Copoliésteres alifáticos-aromáticos derivados de 2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol. Journal of Polymer Science: Parte A: Química de polímeros. Volumen 42, 2004, págs. 3473-3478. doi : 10.1002 / pola.20197
- ^ a b Kelsey, Donald R., Scardion, Betty M., Grebowicz, Jamusz S., Chuah, Hoe H. Copoliésteres de tereftalato amorfo de alto impacto de 2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol rígido con Dioles flexibles. Macromoléculas. Volumen 33, 2000, págs. 5810-5818. doi : 10.1021 / ma000223 +
- ^ Wedekind, E., Weisswange, W. "Berichte Ueber die Synthese eines Diketons der Cyclobutanreihe" Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1906, volumen 39, págs. 1631. doi : 10.1002 / cber.19060390287
- ^ W. Theilheimer "1,3-ciclobutanodioles de 1,3-ciclobutandionas" Métodos sintéticos de química orgánica, 1962, volumen 16, págs. 29.
- ^ Shirrell & Williams "La estructura cristalina y molecular de cis-2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol" Acta Crystallographica Sección B. 1976, Volumen 32, págs. 1867-1870. doi : 10.1107 / S0567740876006559
- ^ Margulis, TR "Ciclobutanos planos: estructura de 2,2,4,4-tetrametilciclobutano-trans-1,3-diol" Revista de la Sociedad Química D. 1969, págs. 215-216. doi : 10.1039 / C29690000215
- ^ Horst Köpnick, Manfred Schmidt, Wilhelm Brügging, Jörn Rüter, Walter Kaminsky "Polyesters" en Enciclopedia de química industrial de Ullmann, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi : 10.1002 / 14356007.a21_227
