Dendrímero

Dendrímero

Un dendrímero és una macromolécula tridimensional de construcció arborescente. Els dendrímeros formen part dels polímero, pero la seua diferència radica que la distribució de les molècules que constituïxen als polímero llineals és provabilística, mentres que en el cas dels dendrímeros, es té una estructura química precisa, a on els enllaços químics entre els àtoms poden ser descrits en exactitut. Les macromolécula dendriméricas presenten una forma de creiximent generacional, G0, G1, G2.

Les macromolécula sintètiques tenen gran versatilitat i baix cost, per lo que l'indústria produïx més de 10,000 diferents materials per a ser usats en diversos productes. Açò gràcies a l'alvanç científic lloc que s'ha aplegat al punt a on és factible dissenyar una macromolécula en propietats químiques i físiques específiques per a una determinada aplicació. En l'actualitat es reconeixen bàsicament quatre grans classes de arquitectura macromoleculares: llineal, entrecreuada, ramificada i dendrimérica (Fig. A). Dins de l'arquitectura dendrimérica es troben entre uns atres els polímero hiper-ramificats i els dendrímeros

Figura A. Dendrímero i la seua unitat elemental el Dendrón.

L'introducció de ramificacions a materials polimèrics s'ha convertit en un tema d'interés i activitat en anys recents (Fréchet, 1994). Este interés es deu al desig de manipular l'estructura bàsica per a descobrir noves propietats físiques, químiques i mecàniques. Els polímero hiper-ramificats i els dendrímeros representen una nova classe de molècules en propietats diferents a les llineals, i ocupen un camp a banda en l'àrea de la química dels polímero. Els polímero hiper-ramificats i els dendrímeros es caracterisen per tindre un gran número de punts de ramificació en numerosos grups terminals, no obstant un polímero hiper-ramificado presenta una distribució aleatòria en el tamany de les molècules i en el seu grau de ramificació, mentres que el dendrímero és una macromolécula ben definida en una ramificació perfecta. Esta diferència estructural té el seu orige en el fet de que els polímero hiper-ramificats es preparen per una polimerisació d'un monòmer AB2 en un sol pas mentres que la macromolécula dendrimérica es prepara per métodos laboriosos amprant la síntesis orgànica convencional (Tomalia, 1990).

Propietats

Figura B. Hoste-amfitrió. Porfirina (Anderson, 1995).

Entre les propietats més importants dels dendrímeros, junt en el seu polidispersidad propenca a 1, es troben les següents: a) Baixa temperatura de transició vítrea. b) Baixa viscosidad intrínseca. c) Alta solubilidad. d) Capacitat de formar sistemes tipo hoste-amfitrió. Els dendrímeros tenen la propietat de formar complexs hoste-amfitrió, a on la macromolécula dendrimérica és capaç d'actuar com un sistema amfitrió que pot donar cabuda a diferents molècules en número i tamany (Cruz-Morales and Guadarrama, 2005).

Els sistemes hoste-amfitrió es basen en el procés cridat reconeiximent molecular (Fig. B) que es definix com seguix: “És un procés que es definix per l'energia i l'informació involucrada en l'enllaç i selecció de substrats per un receptor donat”. (Soto-Castro and Guadarrama, 2004).

Síntesis i caracterisació

Els métodos sintètics per a la preparació de dendrímeros es coneixen com a métodos iterativos de síntesis. Existixen dos rutes sintètiques: convergent (Hawker, 1990) i divergent (Tomalia and Newcome, 1995).

Figura C. Síntesis d'un Dendrímero base-Ferroceno.

En el método convergent el dendrímero es construïx acoplant entitats dendriméricas en un núcleu multifuncional (cap a dins).

En el método divergent, el dendrímero es construïx del núcleu cap a la perifèria partint d'un núcleu multifuncional. (Cruz and Guadarrama, 2004). En este método el creiximent està restringit a cert llímit de generacions ya que, conforme aumenta el pes molecular, aumenta la funcionalitat en la perifèria i per lo tant la provabilitat de que es donen imperfeccions en l'estructura.

Existix una gran cantitat de dendrímeros sintetisats a partir d'abdós métodos: poliamides (PAMAM), polipropil-1-amina (DAB-dendr-NH2), polieteres, polièsters, polialcanos, polifenilenos, polifenilacetilenos, polisilanos, etc. (Tomalia, 1990).

La caracterisació d'estes macromolécula va a encaminada a obtindre informació com: estructura química, pes molecular, distribució de pesos moleculars, tamany de la macromolécula i forma entre atres senyes.

Les tècniques més comunes que s'ampren en la caracterisació de macromolécula dendriméricas són les següents:

Tècniques comunes

a) Tècniques espectroscópicas com: RMN, FT-IR, UV visible, etc.

Tècniques sofisticades

b) Tècniques d'espetroscopía de masses: Electro Spray Ionization Mass Spectroscopy (ESI-MS i Matrix Assisted Laser Desolvation Ionization - Clave of Flight Mass Spectroscopy (MALDI-TOF-MS).

c) Métodos de dispersió de llum: Small Angle X-Ray Scattering (SAXS) and Small Angle Neutron Scattering (SANS).