Furfuryl-functionalized soybean oil derivatives: synthesis and polymerization

Abstract

O interesse em polímeros de origem renovável tem crescido incessantemente nos últimos anos, não só quer por razões ambientais mas também devido à preocupante diminuição das reservas petrolíferas que se reflecte no aumento dos preços dos intermediários petroquímicos utilizados para sintetizar a maioria dos materais e produtos químicos do dia-a-dia. Os óleos vegetais são utilizados há décadas na síntese de polímeros e são considerados um dos recursos renováveis mais promissores para o desenvolvimento de materiais inovadores. Neste âmbito, o nosso grupo de pesquisa tem-se dedicado ao desenvolvimento de novos materiais poliméricos derivados de óleos vegetais assim como a uma nova geração de biopolímeros com propriedades únicas, tais como reciclabilidade e capacidade de se auto-reparar, tirando partido da reversibilidade térmica da reacção de Diels-Alder entre furanos e maleimidas. Neste trabalho apresentamos a funcionalização assistida por micro-ondas do óleo de soja com grupos substituintes furfurilamina, catalisada pelo líquido iónico [C1Im][BF4]. As condições reaccionais foram ajustadas com base nas utilizadas na síntese optimizada do derivado monofuncional a partir do oleato de metilo, levada a cabo propositadamente. A caracterização estrutural de ambos os compostos será discutida. Os resultados dos estudos de polimerização realizados com os agentes de reticulação 1,6-bismaleimidohexano e a N-tris(etil)maleimida, com base na reacção de Diels-Alder serão também apresentados.

Interest in polymers from renewable resources has been growing at a fast pace due to the ever-increasing environmental concerns as well as the decline of crude oil reserves and the rising cost of the evermore dominant petroleumbased purveyors for chemical commodities. Vegetable oils have been explored for decades for polymer synthesis and are among the most promising renewable resources for the development of innovative materials. Within this realm, we have been working on the development of new oil-based polymers as well as on a new generation of biopolymers with unique properties, including self-mendability and recyclability, based on the thermoreversible Diels-Alder reaction between furans and maleimides. Here we report the microwave-assisted functionalization of epoxidized soybean oil with furfurylamine moieties catalysed by the ionic liquid [C1Im][BF4]. Reaction conditions were tuned using epoxidized methyl oleate as model compound. The structural characterization of both compounds will be discussed. Results on the thermoreversible polymerization studies with 1,6-bismaleimidohexane and N-tris(ethyl)maleimide using the Diels-Alder reaction will be presented as well.