Descripción de la interacción de pares iónicos borohidruro-amonio para la captura de CO2 mediante DFT

GABRIELA GASTELU; GEORGINA M. ONTIVERO; JORGE G. URANGA

Simposio; XXIII Simposio Nacional de Química Orgánica; 2021

La captura y utilización de dióxido de carbono para la síntesis de compuestos de interés ha ganado gran relevancia en el marco de la química verdea. Principalmente, este compuesto emerge como alternativa de fuente de carbono sustentable, no tóxica, de bajo costo y altamente disponible. Debido a que el CO2 es un compuesto muy estable e inerte, la etapa de captura y activación resulta crítica en el proceso de utilización como fuente de carbono. Para esta etapa, diversos agentes reductores se han utilizado. Entre ellos, el anión borohidruro es económico, estable y capaz de capturar hasta 3 moléculas de CO2 por cada molécula de reductor. Como producto se genera triformoxiborohidruro (-HB(OCHO)3)b, el cual puede utilizarse por ejemplo como agente formilante de aminasc y alcoholesd. Si bien la captura se ha descripto con buenos rendimientos, el potencial de la reacción debe explorarse mediante la búsqueda de condiciones aún más suaves y selectivas. Recientemente, se estudió la captura de CO2 utilizando iones líquidos de borohidruro, logrando resultados prometedores con tetraalquilamonios como cationese aunque el mecanismo de acción no se ha elucidado hasta el momento. En este trabajo, se estudiaron propiedades de pares iónicos compuestos por borohidruro y diversos amonios cuaternarios, y su influencia en la captura de CO2 mediante el uso de herramientas computacionales a partir de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Dependiendo del catión utilizado, se observó un marcado cambio en las propiedades del borohidruro debido a su interacción con amonios cuaternarios, aumentando el carácter de hidruro de algunos H presentes en el anión (Imagen 1). Esto podría indicar la capacidad de estos amonios de facilitar la captura de las moléculas de CO2.En conclusión, se describió a nivel molecular la interacción entre el anión borohidruro y cationes amonio mediante herramientas computacionales y se pudo explicar su participación en la captura de CO2. Estos estudios podrían permitir predecir qué par iónico es el más indicado para el desarrollo de estrategias de captura este gas, o bien, de otros procesos que involucren al borohidruro.