Sinteza, caracterizarea și degradarea unor noi oligoesteri din materii prime regenerabile

Abstract

Biopolimerii obținuți din resurse regenerabile sunt încadrați ca produși ai Biotehnologiei albe, fiind obținuți fie prin izolarea biopolimerilor naturali din plante sau microorganisme, fie prin sinteză chimică sau enzimatică in vitro utilizând monomeri regenerabili. Polimerii de natură biologică au diverse aplicații în industriile medicală, farmaceutică, alimentară, a lacurilor și vopselelor, textilă, precum și în agricultură și horticultură. Sinteza catalizată de enzime a unor biopolimeri reprezintă la ora actuală o alternativă la obținerea materialelor polimerice pe cale chimică, deoarece biocatalizatorii provin din resurse regenerabile, sunt biodegradabili, pot funcționa în condiții blânde de reacție și au un impact redus asupra mediului înconjurător. Principalul obiectiv al tezei de doctorat a fost sinteza catalizată de lipaze/2-etilhexanoat de staniu (II) și caracterizarea noilor biopoliesteri, utilizând materii prime regenerabile, precum și studii teoretice privind stabilitatea acestora. Au fost sintetizați trei tipuri de copoliesteri utilizând materii prime regenerabile precum esteri liniari și ciclici și hidroxi-acizi. Copoliesterificarea reprezintă o modalitate pentru îmbunătăţirea proprietăţilor unor polimeri deja cunoscuți. Drept materii prime utilizate în sinteza poliesterilor au fost selectați derivați ai 5-hidroximetilfurfuralului, derivați ai acidului itaconic, ε-caprolactonă și hidroxi-acizi grași. Optimizarea reacțiilor a fost realizată prin investigarea unor parametri de reacție precum raportul molar între reactanți, temperatura, tipul și concentrația biocatalizatorului, cantitatea de apă. Lipazele au fost testate în mai multe cicluri de reacție, precum și în proces continuu de reacție. Caracterizarea oligoesterilor a fost realizată prin tehnica MALDI TOF-MS, metode spectroscopice (RMN, FT-IR), iar proprietățile termice au fost studiate prin TG și DSC. Degradabilitatea biopoliesterilor sintetizați a fost investigată în medii de cultură lichide utilizând enzime și microorganisme.