Redução da Massa Molecular e Funcionalização do Poli(3-Hidroxibutirato-co-3-Hidroxivalerato) (PHBHV) Via Hidrólise Ácida e Transesterificação com Glicóis
Reduction of Molecular Weight and Functionalization of Poly(3-ydroxybutyrate-co-3-Hidroxyvalerate) (PHBHV) by Acid Hydrolysis and Transesterification with Glycols
Montoro, Sérgio R.; Tebaldi, Marli L.; Alves, Gizelda M.; Barboza, Jayne C. de S.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282011005000044
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.21, n3, p.182-187, 2011
Resumo
Neste trabalho foi realizado um estudo da redução da massa molecular do poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBHV) usando duas metodologias: hidrólise ácida com ácido clorídrico e transesterificação com etilenoglicol e hexilenoglicol. Foram investigados os parâmetros do processo: tempo, temperatura e concentração de catalisadores. Todas as metodologias estudadas geraram biopolímeros com massa molecular reduzida e funcionalizados com grupos hidroxila e carboxila terminais. Foram comparadas as metodologias estudadas, onde foi possível determinar a metodologia mais eficaz na funcionalização do PHBHV. A redução da massa molecular, associada a estratégias de funcionalização, é extremamente útil para promover alterações na taxa de degradação do PHBHV, ampliando assim as suas aplicações como biomateriais.
Palavras-chave
PHBHV, redução da massa molecular, funcionalização, hidrólise ácida, transesterificação
Abstract
In this work we investigated the reduction in molecular weight of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBHV) with two methods: by acid hydrolysis and transesterification with ethylene and hexyleneglycol. The processing parameters studied were time, temperature and concentration of catalysts. Both methodologies resulted in functionalized biopolymers with hydroxyl and carboxyl end–groups and reduced molecular weight. A comparison of the methodologies allowed us to determine which one was more efficient for the functionalization of PHBHV. The reduction in molecular weight associated with functionalization strategies is extremely useful to induce changes in the degradation rate of materials, thus broadening their applications as biomaterials.
Keywords
PHBHV, molecular weight reduction, functionalization, acid hydrolysis, transesterification
References
1. Kumar, N.; Langer, R. S. & Domb, A. J. - Adv. Drug Delivery Rev., 54,
p.889 (2002).
2. Domb, A. J.; Amselem, S.; Langer, R. - Maniar, M. – in: “Polyanhydrides as carriers of drugs”, S. Shalaby (Ed.), Designed to Degrade Biomedical Polymers, Hanser, Munich, p.69 (1994).
3. Tang, C. Y.; Chen, D. Z.; Yue, T. M.; Chan, K. C.; Tsui, C. P. & Yu, H. F. - Comp. Sci. Technol., 68, p.1927 (2008).
4. Misra, S. K.; Valappil, S. P.; Roy, I. & Boccaccini, A. R. - Biomacromolecules, 7, p.2249 (2006).
5. Rocha, R. C. S.; Pereira, F. S.; Taciro, M. K.; Rodrigues, M. F. A. & Pradella, J. G. C. - Quim. Nova, 30, p.53 (2007).
6. Du, G. C.; Chen, J.; Yu, J. & Lun, S. - Biochemi. Eng. J., 8, p.103 (2000).
7. Pouton, C. W. & Akhtar, S. - Adv. Drug Delivery Rev., 18, p.133 (1996).
8. Hrabak, O. - FEMS Microbiol. Rev., 103, p.251 (1992).
9. Steinbüchel, A. - Chem. Labor Biotech., 44, p.378 (1993).
10. Franchetti, S. M. M. & Marconato, J. C. - Quim. Nova, 29, p.811 (2006).
11. Fialho, S. L.; Rego, M. G. B.; Cardilho, J. A.; Siqueira, R. C.; Jorge, R. & Cunha Júnior, A. S. - Arq. Bras. Oftalmol., 66, p.891 (2003).
12. Kunze, C.; Freier, T.; Kramer, S. & Schmitz, K. P. J. - Mat. Sci.: Mat. Med., 13, p.1051 (2002).
13. Laffel, L. - Diabetes Metab. Res. Rev., 15, p.412 (1999).
14. Steinbüchel, A. – in: “PHB and other Polyhydroxyalkanoic acids”, H. J. Rehm, G. Reed, M. Roehr (Ed.), 2. ed., Willey: John & Sons, p.405 (1996).
15. Pouton, C. W. & Akhtar, S. - Adv. Drug Delivery Rev., 18, p.133 (1996).
16. Lao, H.; Renard, E.; Linossier, I.; Langlois, V. & Vallée-Rehel, K. - Biomacromolecules, 8, p.416 (2007).
17. Renard, E.; Walls, M.; Guerina, P. & Langlois, V. - Polym. Degrad. Stab., 85, p.779 (2004).
18. Baran, E. T.; Oézer, N. & Hasirci, V. J. - Microencapsulation, 19, p.363 (2002).
19. Lauzier, C.; Revol, J. - F.; Debzi, E. M. & Marchessault, R. H. - Polymer, 35, p.4156 (1994).
20. Yu, G. & Marchessault, R. H. - Polymer, 41, p.1087 (2000).
21. Spitalsky, Z.; Lacík, I.; Lathová, E.; Janigová, I. & Chodák, I. - Polym. Degrad. Stab., 91, p.856 (2006).
22. Montoro, S. R. - “Redução da Massa Molar do Poli(3-Hidroxibutiratoco- 3-Hidroxivalerato) (PHBHV) para sua Posterior Utilização no Desenvolvimento de Sistemas de Liberação Controlada”, Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo, Brasil (2005).
23. Jeong, K. H. & Young, J. K. - Polymer, 30, p.512 (2006).
24. Yu, D. G.; Lin, Y. C. & Yang, M. C. - Macromol. Biosci., 6, p.348 (2006).
25. Deng, X. M.; Hao, J. Y. - Eur. Polym. J., 37, p.211 (2001).
26. Oliveira, M. P.; Giordani, D. S. & Santos, A. M. - Eur. Polym. J., 42, p.1196 (2006).
27. Montoro, S. R.; Shigue, C. Y.; Sordi, M. L T.; Santos, A. M. & Ré, M. I. - Polímeros, 20, p.19 (2010).
28. Yu, G. & Marchessault, R. H. - Polymer, 41, p.1087 (2000).
29. Hirt, T. D.; Neuenschwander, P.; Suter, U. W. - Macromol. Chem. Phys., 197, p.1609 (1996).
2. Domb, A. J.; Amselem, S.; Langer, R. - Maniar, M. – in: “Polyanhydrides as carriers of drugs”, S. Shalaby (Ed.), Designed to Degrade Biomedical Polymers, Hanser, Munich, p.69 (1994).
3. Tang, C. Y.; Chen, D. Z.; Yue, T. M.; Chan, K. C.; Tsui, C. P. & Yu, H. F. - Comp. Sci. Technol., 68, p.1927 (2008).
4. Misra, S. K.; Valappil, S. P.; Roy, I. & Boccaccini, A. R. - Biomacromolecules, 7, p.2249 (2006).
5. Rocha, R. C. S.; Pereira, F. S.; Taciro, M. K.; Rodrigues, M. F. A. & Pradella, J. G. C. - Quim. Nova, 30, p.53 (2007).
6. Du, G. C.; Chen, J.; Yu, J. & Lun, S. - Biochemi. Eng. J., 8, p.103 (2000).
7. Pouton, C. W. & Akhtar, S. - Adv. Drug Delivery Rev., 18, p.133 (1996).
8. Hrabak, O. - FEMS Microbiol. Rev., 103, p.251 (1992).
9. Steinbüchel, A. - Chem. Labor Biotech., 44, p.378 (1993).
10. Franchetti, S. M. M. & Marconato, J. C. - Quim. Nova, 29, p.811 (2006).
11. Fialho, S. L.; Rego, M. G. B.; Cardilho, J. A.; Siqueira, R. C.; Jorge, R. & Cunha Júnior, A. S. - Arq. Bras. Oftalmol., 66, p.891 (2003).
12. Kunze, C.; Freier, T.; Kramer, S. & Schmitz, K. P. J. - Mat. Sci.: Mat. Med., 13, p.1051 (2002).
13. Laffel, L. - Diabetes Metab. Res. Rev., 15, p.412 (1999).
14. Steinbüchel, A. – in: “PHB and other Polyhydroxyalkanoic acids”, H. J. Rehm, G. Reed, M. Roehr (Ed.), 2. ed., Willey: John & Sons, p.405 (1996).
15. Pouton, C. W. & Akhtar, S. - Adv. Drug Delivery Rev., 18, p.133 (1996).
16. Lao, H.; Renard, E.; Linossier, I.; Langlois, V. & Vallée-Rehel, K. - Biomacromolecules, 8, p.416 (2007).
17. Renard, E.; Walls, M.; Guerina, P. & Langlois, V. - Polym. Degrad. Stab., 85, p.779 (2004).
18. Baran, E. T.; Oézer, N. & Hasirci, V. J. - Microencapsulation, 19, p.363 (2002).
19. Lauzier, C.; Revol, J. - F.; Debzi, E. M. & Marchessault, R. H. - Polymer, 35, p.4156 (1994).
20. Yu, G. & Marchessault, R. H. - Polymer, 41, p.1087 (2000).
21. Spitalsky, Z.; Lacík, I.; Lathová, E.; Janigová, I. & Chodák, I. - Polym. Degrad. Stab., 91, p.856 (2006).
22. Montoro, S. R. - “Redução da Massa Molar do Poli(3-Hidroxibutiratoco- 3-Hidroxivalerato) (PHBHV) para sua Posterior Utilização no Desenvolvimento de Sistemas de Liberação Controlada”, Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo, Brasil (2005).
23. Jeong, K. H. & Young, J. K. - Polymer, 30, p.512 (2006).
24. Yu, D. G.; Lin, Y. C. & Yang, M. C. - Macromol. Biosci., 6, p.348 (2006).
25. Deng, X. M.; Hao, J. Y. - Eur. Polym. J., 37, p.211 (2001).
26. Oliveira, M. P.; Giordani, D. S. & Santos, A. M. - Eur. Polym. J., 42, p.1196 (2006).
27. Montoro, S. R.; Shigue, C. Y.; Sordi, M. L T.; Santos, A. M. & Ré, M. I. - Polímeros, 20, p.19 (2010).
28. Yu, G. & Marchessault, R. H. - Polymer, 41, p.1087 (2000).
29. Hirt, T. D.; Neuenschwander, P.; Suter, U. W. - Macromol. Chem. Phys., 197, p.1609 (1996).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email