Efectos de los sustituyentes en la sensibilidad al pH de acetales y cetales y su correlación con la estabilidad de encapsulación en nanogeles poliméricos

Se estudia el efecto de las variaciones estructurales en los enlaces basados en acetales y cetales sobre su cinética de degradación a través del diseño, síntesis y estudio de seis series de moléculas, que comprenden un total de 18 moléculas diferentes. A través de este estudio sistemático, mostramos que el ajuste fino de la estructura de los enlaces permite acceder a variaciones en la cinética de degradación de más de 6 órdenes de magnitud. Las correlaciones de Hammett muestran que el valor de ρ para la hidrólisis de acetales de benzilidena es aproximadamente −4.06, lo que es comparable a un proceso tipo SN1. Esto muestra que hay una fuerte carga positiva en desarrollo en la posición benzoílica en el estado de transición durante la degradación de los acetales. Este estado de transición cargado positivamente es consistente con las tasas de degradación relativas de acetales frente a cetales (correlacionadas con las estabilidades de los intermediarios de tipo ion carboxonio 1°, 2° y 3°) y el efecto observado de grupos retiradores de electrones próximos sobre las tasas de degradación. Después de esto, estudiamos si el estudio de la cinética de degradación se correlaciona con variaciones sensibles al pH en las características de huésped-anfitrión de los nanogeles poliméricos que contienen estos moiety de acetales o cetales como funcionalidades de entrecruzamiento. De hecho, las tendencias observadas en la degradación de pequeñas moléculas tienen correlaciones claras con la estabilidad de encapsulación de moléculas huésped dentro de estos nanogeles poliméricos. Las implicaciones de este estudio fundamental se extienden a una amplia gama de aplicaciones, más allá de los ejemplos de nanogeles poliméricos estudiados aquí.