Tesis Doctorado
Materiales poliméricos solubles en agua. Obtención de complejos. Síntesis, caracterización y propiedades.
Autor
Pereira-Ulloa, Eduardo
Institución
Resumen
La búsqueda y desarrollo de nuevas aplicaciones de los polímeros, particularmente de los solubles en agua, ha sido de gran interés en los últimos años. En este sentido, se ha
estudiado la actividad biológica de una serie de polímeros. En particular, algunos se han ensayado como biocidas de singular importancia, ya que poseen interesantes ventajas sobre sus respectivas formas monoméricas. Es así como varios polielectrólitos (principalmente catiónicos) que contienen grupos amonio o fosfónio en la cadena principal y lateral, muestran una marcada actividad antibacteriana contra cepas gram negativa y gram positiva.
En este contexto, en el presente trabajo, se sintetizaron por vía radical, polímeros y copolímeros solubles en agua con átomos o grupos ligantes de metales, tales como: poli(4-vinilpiridina) N-metilada, poli(ácido metacrílico), poli(ácido 2-acnlamido-2-metil- 1-propansulfónico), poli(cloruro de [3-(metacriloilamino) propi l]trimetilamonio). Además se utilizaron polímeros comerciales tales como; poli(alilamina), poli(cloruro de dial ildimetilamonio), poli(ácido vinilfosfónico) y poi i(2-vinilpirrolidona-codimetilaminoetilmetacrilato) cuaternizado. Posteriormente, se estudió la interacción de estos
compuestos con los iones metálicos, Ag, Cr, Cu 2 , Cd2 , Co2, Ni2l y Hg2 , utilizando para
ello la técnica de retención en fase líquida (RFL). Luego, utilizando la misma técnica, se
prepararon los complejos polímero-metal respectivos. En todos estos estudios se evaluó la
influencia del pH y la proporción de metal en la formación de los complejos. Todos los
compuestos obtenidos, se caracterizaron por espectroscopía UV-Vis en solución y en estado
sólido, Fr-IR, 'H-RMN y 13C-RMN. Por otra parte, se estudiaron además las propiedades
térmicas mediante análisis térmico gravimétnco. En este sentido, se determinó que los
compuestos policatiónicos no presentan interacción con los iones metálicos estudiados y por
lo tanto no forman complejos, mientras que prácticamente todos los poliácidos presentan
una alta interacción con los iones metálicos, generalmente a pH mayores que 3. La
interacción se produce fundamentalmente través de dos mecanismos: interacciones de tipo
electrostática y formación de complejos con los grupos químicos correspondientes.
Se estudió además, por viscosimetría, el comportamiento en solución acuosa, de los
polímeros y complejos polímero-metal. En este aspecto se evaluó la influencia del pH, efecto
salino y fuerza iónica. Las dimensiones macromoleculares y PM de los polímeros y complejos
polímero-metal en solución acuosa se obtuvieron por medidas por dispersión de luz. Los
resultados indican un comportamiento típico de polielectrólitos y la formación de complejos
fundamentalmente intracatenanos.
Finalmente se evaluó la actividad antibactenana de los iones metálicos, polímeros y
complejos polímero-metal obtenidos frente a cepas bacterianas Gram positivas
(Staphylococcus Aureus) y Gram negativas (Escherichia col!). Se realizó además un
estudio morfológico, por microscopía electrónica de transmisión (TEM), del efecto de los
distintos compuestos sobre las bacterias y un estudio de la cinética de muerte bacteriana.
Los resultados indican que solo los compuestos policatiónicos presentan algún tipo de
actividad, solo frente a bacterias Gram(+). Por otra parte, las dimensiones del ovillo
polimérico (radio promedio de giro) permiten establecer que la relación de tamaño
bacteria/ovillo polimérico es del orden de 20-60.
Los compuestos que poseen el grupo cargado en la cadena principal, son bactericidas,
mientras que los que poseen el grupo cargado en cadenas laterales, son bacteriostáticos.
Esto permite plantear que el mecanismo principal de la acción es el bloqueo de los canales
iónicos y no una alteración de la pared celular. Esto se comprueba con los estudios de
microscopía electrónica en que no se observa una alteración morfológica de las bacterias. La
cinética de muerte bacteriana indica que la acción biodda se produce completamente antes
de los 60 minutos PFCHA-Becas Doctor en Ciencias Mención en Química 214p. PFCHA-Becas TERMINADA