Correlación entre la naturaleza del anión y el comportamiento catalítico de líquidos iónicos funcionalizados con ácido sulfónico en reacciones de transesterificación

MARTINI, MARÍA B.; JOSE LUIS FERNANDEZ; ADAM, CLAUDIA G.

Córdoba

Simposio; XXIII Simposio Nacional de Química Orgánica; 2021

SAIQO

Los líquidos iónicos (LIs) surgen como catalizadores y solventes alternativos para una gran variedad de reacciones debido a sus diversas propiedades. Dentro de la ruta de diseño para obtener LIs más verdes, surgen los denominados task specific ionic liquids (TSILs), en los cuales un grupo funcional es unido covalentemente al catión o alternativamente al anión. En esta dirección han sido sintetizados TSILs funcionalizados con un grupo ácido sulfónico ofreciendo una nueva posibilidad de desarrollar catalizadores ácidos de Bronsted más amigables con el medio ambiente.Este trabajo busca contribuir a una mejor comprensión entre la relación entre la estructura de los TSILs y el comportamiento reactivo observado en un sistema reactivo seleccionado. El objetivo es identificar que parte de la estructura del TSIL es responsable de la actividad catalítica y entender como el grupo ácido sulfónico (-SO3H) influye en el comportamiento observado. Así se ha sintetizado un TSIL decorando la estructura base catiónica de 1-butil-3-metil imidazolio (bmim) con un grupo -SO3H para obtener el 1-(4-ácido sulfónico)-butil-3-metil imidazolio (bsmim), con contraión cloruro. También fue sintetizado el mismo TSIL con contraión bisulfato. La serie de los TSILs anteriormente mencionados fueron caracterizados por voltametría cíclica para identificar las especies presentes en los mismos, y dichos catalizadores fueron evaluados en la reacción de transesterificación de p-nitrofenil acetato (PNFA) con metanol, realizando el seguimiento de la misma mediante espectroscopía UV-vis. Los rendimientos obtenidos fueron comparados con aquellos obtenidos empleando los ácidos minerales concentrados. A partir de los estudios voltamétricos efectuados se observó, que [bsmim] HSO4, presentaba ácido sulfúrico libre en equilibrio con el par iónico, siendo la especie que provee los protones para la catálisis acida. Cabe destacar que para bsmim HSO4, los protones del grupo SO3H están fuertemente ligados a la red iónica del TSIL, y no participan de manera directa en la catálisis. Sin embargo, se observó lo contrario para el [bsmim] Cl, donde los protones del grupo SO3H están menos involucrados en la red iónica, haciéndolos más lábiles para la catálisis y por lo tanto partícipes de la reacción. Estos resultados se correlacionan con lo observado en la catálisis y demuestran que la actividad catalítica depende del contraión usado y del sistema de reacción seleccionado. Se encontraron excelentes rendimientos en la transesterificación para ambos TSILs (95-99%), lo que hace posible diseñar TSILs con capacidad ácida diferenciada a partir del conocimiento global de su composición real.