Polímero dendronizado

En química de polímeros y ciencia de materiales , los polímeros dendronizados ^{[ 1 ]} (del inglés británico : dendronised polymers ; de dendro- ' árbol ' ) son polímeros . Un polímero dendronizado tiene una cadena principal lineal, y en cada unidad repetitiva de esta cadena principal se unen dendrones. Un dendrón es un polímero ramificado regularmente , con forma de árbol, que a su vez consta de unidades repetitivas. Si los dendrones son grandes, la cadena principal del polímero se enrolla sobre sí misma, dando una forma cilíndrica similar a una salchicha. 

La figura 1 (izquierda) muestra una representación esquemática, con la estructura principal en rojo y las porciones de pastel con forma de dendrón en verde. La figura 1 (derecha) muestra un ejemplo concreto. La estructura principal es _{polimetilmetacrilato} ( PMMA), cuyo grupo metilo ( −CH₃ ) se reemplaza por un dendrón de tercera generación (tres puntos de ramificación consecutivos).

Figura 1. Representación esquemática (izquierda) y ejemplo concreto de un polímero dendronizado de tercera generación (derecha). Los grupos amina periféricos se modifican mediante un sustituyente X, que suele ser un grupo protector . Tras la desprotección y modificación, se pueden lograr cambios sustanciales en las propiedades. El subíndice n indica el número de unidades repetitivas.

Los polímeros dendronizados pueden contener varios miles de dendrones en una macromolécula y tienen una estructura alargada y anisotrópica . En este sentido, difieren de los dendrímeros de forma más o menos esférica , donde unos pocos dendrones se unen a un pequeño núcleo puntiforme, lo que da como resultado una estructura isotrópica. Dependiendo de la generación de dendrones, los polímeros difieren en grosor, como muestra la imagen de microscopía de fuerza atómica (Figura 2). Los polímeros dendronizados neutros y cargados son altamente solubles en disolventes orgánicos y en agua, respectivamente. Esto se debe a su baja tendencia a enredarse. Se han sintetizado polímeros dendronizados con, por ejemplo, cadenas principales de polimetilmetacrilato, poliestireno , poliacetileno , polifenileno , politiofeno , polifluoreno , poli(fenileno vinileno) , poli(fenileno acetileno) , polisiloxano , polioxanorborneno y poli(etilenoimina) (PEI). Se han obtenido masas molares de hasta 200.000.000 g/mol. ^{[ 2 ]} Se han investigado polímeros dendronizados para/como control de la estructura a granel, respuesta a estímulos externos, química de molécula única, plantillas para la formación de nanopartículas , catálisis, dispositivos electroópticos y aplicaciones relacionadas con la biología. Resulta particularmente atractivo el uso de polímeros dendronizados solubles en agua para la inmovilización de enzimas en superficies sólidas (dentro de tubos de vidrio o dispositivos microfluídicos) y para la preparación de conjugados de polímero-enzima dendronizados. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} 

Existen dos enfoques principales para sintetizar polímeros dendronizados: el de macromonómeros y el de unión.

En la ruta de los macromonómeros, el experimentador primero sintetiza macromonómeros: monómeros unidos a dendrones. A continuación, el experimentador polimeriza linealmente los macromonómeros.

For the attach-to route, the experimenter start by linearly polymerizing the monomer, then add the dendrons generation by generation, directly on the polymer.

The macromonomer route results in shorter chains, but allows for higher generations. The attach-to route is the opposite. It allows longer chains, but is prone to structural non-uniformities if the experimenter attempts to make the dendron generations high, as an enormous number of chemical reactions have to be performed.

The name “dendronized polymer” which meanwhile is internationally accepted was coined by Schlüter in 1998.^[6] The first report on such a macromolecule which at that time was called “Rod-shaped Dendrimer” goes back to a patent by Tomalia in 1987^[7] and was followed by Percec's first mentioning in the open literature of a polymer with “tapered side chains” in 1992.^[8] In 1994 the potential of these polymers as cylindrical nanostructures was recognized.^[9] Many groups worldwide contributed to this field. They can be found in review articles.^[10]

• Dendrimer
• Polymer brush