Lic. Quím. Wilbert Rivera Muñoz SÍNTESIS DEL POLI-ASPARTATO SÓDICO (rootGROW) El rootGrow, es un polímero de condensación, específicamente son poliaspartatos, que permiten la abundante y fácil asimilación de los nutrientes de los suelos y los resultados son mucho más elevados cuando son mezclados con fertilizantes orgánicos como el nutriGrow (ricos en N, P, K). Es también conocido por ser un buen enraizador. Se afirma que la fórmula del rootGROW tiene relación con la del nutrasweet (aspartamo), un edulcorante poderoso, que está siendo retirado o ya lo fue, del mercado, debido a sus efectos nocivos en la salud de las personas. : O O OCH3 NH OH NH2 CH3 nutra sweet El nutra-sweet, puede ser sintetizado a partir de la fenilalanina, de acuerdo al esquema siguiente O COOH CH3OH OCH3 H+ NH2 O NH2 NH2 OH HO fenilalanina O ácido aspártico O O OCH3 NH OH NH2 CH3 nutra - sweet A su vez, el ácido aspártico, base fundamental, par obtener el rootGrow, que puede ser dextrógiro (D) o levógiro (L), puede ser preparado de acuerdo a los siguientes esquemas de síntesis: Esquema A: (proceso de transaminación) O-Na + O O-Na + O O O - O Na + oxalacetato O-Na + NH2 + O-Na + O H2N - O Na O-Na + + aspartato glutamato O + O O O O O-Na + - cetoglutamato H3O + OH O OH NH2 O ácido aspártico 1 Lic. Quím. Wilbert Rivera Muñoz Esquema B. ( A partir de nitroderivados y el uso de la reacción de H. V. Z) O Br2/P 4 CH3COOEt CH3COOH OEt Br CH3COOEt EtONa/EtOH O OEt EtO O Br2/P 4 CH3COOH HO O O O Fe/HCl NH2 OEt EtO O O 2N OH ácido aspártico NaNO 2 OEt EtO Br O O Esquema C. (vía la formación de ácido málico) HC CH HBr NaCN H2C H2C Br HO O MCPBA CN HCN NC CN CN H3O + NH2 O 1) NH 3 HOOC 2) H 2/Pd HOOC COOH ácido aspártico HO PCC HOOC COOH COOH ácido málico Esquema D (A partir del ácido oxálico) OH O HO O O O HO OH H2N HO O O ATP ADD + Pi O O (CH3)2CuLi 1 eq. SOCl 2 Cl HO CH3 ácido pirúvico HN O H2/Pd HO OH OH O ácido aspártico NH3 O O HO ác. oxalacético O SÍNTESIS DEL POLI-ASPARTATO (rootGROW) El rootGROW (poli-aspartato), un polímero de condensación puede ser sintetizado con buenos rendimientos por procedimientos biosintéticos y químicos, a partir del L- ácido aspártico, aspecto que redunda en el precio asequible del producto. En realidad el poli-aspartato es una polisuccinimida, unidad que se repite muchas veces en el polímero y para utilizarlo, normalmente se lo prepara con NaOH, que abre el anillo de succinimida por dos lugares distintos en relación a la amida. Los enlaces alfa y beta se hidrolizan dando como resultado un sal sódica del poli(aspartato) copolímero con un 30% de compuestos alfa-enlazados y 70ç5 betaenlazados. 2 Lic. Quím. Wilbert Rivera Muñoz PROCEDIMIENTOS DE BIOSÍNTESIS: El L-dietil-aspartato es polimerizado por una proteasa bacteriana de Bacillus Subtilis (BS) en solventes orgánicos a una temperatura entre 30 y 50º C, para obtener poli(etil-L-aspartato) con una masa molecular de M= 3700 y un rendimiento de polimerización máxima de 85%.. La polimerización mejora si se trabaja a 40º C, utilizando 30% de BS de la proteasa que contiene 4.5% de agua en volumen, en acetonitrilo como solvente durante dos días. El poli(etil-L-aspartato) es fácilmente despolimerizado por la enzima en el oligómero y monómero L-aspartato en acetonitrilo acuoso. En cambio, el poli(aspartato de sodio) preparado por saponificación del poli(etil-L-aspartato) es fácilmente biodegradable por lodos activados, obtenidos a partir de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales. PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS: En realidad estos procedimientos se conocen como procedimientos térmicos, ya que se utilizan temperaturas relativamente altas, para lograr las transformaciones y formaciones de las moléculas precursoras intermedias, se proponen los siguientes esquemas alternativos de síntesis para el rootGROW: O O Esquema 1. NH2 RO COCl2 O O HO O NH RO Cl 2 NEt 3 NH RO O O Cl HO O NEt 3 H + + R : Etil o bencil O HCl O H N RO O O O NH RO O O O NH RO O Cl Cl O NEt 3 H + O- O O calor NH . OR . O O + CO2 n poli - etil - L - aspartato O Esquema 2: O H OH H2N + O H O OH calor H2N . . + 2 H 2O O OH N O OH n NaOH O . . NH O O30% . O n O- NH . O n 70% 3 Lic. Quím. Wilbert Rivera Muñoz Esquema 3: O O OH O 180º C . N H2N OH ácido aspártico . O O NaOH H2O - O Na + NH . NH . n O n HO Esto podría representarse del siguiente modo: O . [ O N n O N O O O N O y su sal sódica: . N ] O O O HN NaO N O [ . O ONa NH O O O O O ONa NH O O NaO O NH NH ] O NaO . O Potosí, Mayo de 2010 4