Síntesis y caracterización de nuevas polinorbornén dicarboximidas conteniendo isómeros del grupo naftil

Abstract

This study reports on the synthesis and ring opening metathesis polymerization (ROMP) of the new monomers N-1-naphthyl-norbornene-5,6-dicarboximide (2a) and N-2-naphthyl-norbornene-5,6-dicarboxymide (2b). For the synthesis of the new monomers it was necessary to obtain the norbornene-5,6-dicarboxylic anhydride (NDA) following the methodology reported in the bibliography and described in detail in the experimental section. For the synthesis of monomer 2a, the NDA was reacted with the aromatic amine 1-Naphthylamine, while that for the synthesis of monomer 2b the NDA was reacted with the 2-Naphthylamine isomer. Subsequently, these new monomers were polymerized via ROMP using a second generation Grubbs catalyst based on ruthenium to produce polynorbornene dicarboximides 3a and 3b, respectively. Afterwards, polymeric films were prepared by casting in N,N-dimethylformamide to facilitate their characterization. The new monomers and polymers were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, X-ray diffraction, thermomechanical analysis, thermogravimetric analysis and mechanical stress-strain tests, among others. Finally, permeability experiments were carried out for the N2, O2 and CO2 gases in dense polymeric membranes prepared from the new polymers 3a and 3b. These experiments were carried out at the Institute of Polymer Science and Technology (ICTP) of the Higher Council for Scientific Research in the city of Madrid, Spain.

En el presente estudio se reporta la síntesis y polimerización vía metátesis con apertura de anillo (ROMP) de los nuevos monómeros N-1-naftil-norbornén-5,6-dicarboximida (2a) y N-2-naftil-norbornén-5,6-dicarboximida (2b). Para la síntesis de los nuevos monómeros fue necesario obtener el anhídrido norbornén-5,6-dicarboxílico (NDA) siguiendo la metodología reportada en la bibliografía y descrita a detalle en el apartado experimental. Para la síntesis del monómero 2a se sometió a reacción el NDA con la amina aromática 1-naftilamina, mientras que para la síntesis del monómero 2b se sometió a reacción el NDA con el isómero 2-naftilamina. Posteriormente, estos nuevos monómeros fueron polimerizados vía ROMP utilizando un catalizador de Grubbs de segunda generación con base en rutenio para producir las polinorbornén dicarboximidas 3a y 3b, respectivamente. A continuación se prepararon películas poliméricas por casting en N,N-dimetilformamida para facilitar su caracterización. Los nuevos monómeros y polímeros fueron caracterizados mediante espectroscopía de infrarrojo, resonancia magnética nuclear, difracción de rayos X, análisis termomecánico, análisis termogravimétrico y ensayos mecánicos de tensión, entre otros. Finalmente, se realizaron experimentos de permeabilidad para los gases N2, O2 y CO2 en membranas poliméricas densas preparadas a partir de los nuevos polímeros 3a y 3b. Estos experimentos fueron efectuados en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en la ciudad de Madrid, España.