Polioxometalatos modificados con metales de transición soportados en carbón como catalizadores en la sulfoxidación de 2-(metiltio)-benzotiazol

GUSTAVO P. ROMANELLI,; MIRTA N. BLANCO,; LUIS R. PIZZIO

Buzios, Rio de Janeiro, Brasil

Simposio; 15º Congreso Brasileño de Catálisis - 5º Congreso de Catálisis del Mercosur; 2009

Polioxometalatos con estructura Keggin lacunar modificada con iones de metales de transición [PW11O39M(H2O)]5-, donde M= Ni2+, Co2+, Cu2+ o Zn2+, se sintetizaron y soportaron sobre carbón activado para obtener los catalizadores PW11MC. Mediante FT-IR y DTA-TGA se pudo concluir que las especies [PW11O39M(H2O)]5- están interaccionando con los grupos funcionales del soporte y que el tratamiento térmico conduce a la eliminación de las moléculas de agua coordinativamente ligadas, sin degradación apreciable del anión. La descomposición de isopropanol en acetona ha sido utilizada para caracterizar el desempeño de los catalizadores en reacciones de oxidación. Se evaluó la actividad y selectividad de los catalizadores en la reacción de sulfoxidación de 2-(metiltio)-benzotiazol, la cual se llevó a cabo usando H2O2 al 35 % p/v como oxidante limpio y acetonitrilo como solvente. Los valores de conversión decrecieron según el siguiente ordenamiento PW11NiC > PW11CuC > PW11CoC > PW11ZnC, obteniéndose selectividades a sulfóxido superiores al 69 %. Los catalizadores fueron re-usados tres veces sin pérdida apreciable de la actividad catalítica. Polyoxometalates with lacunary Keggin structure modified with transition metal ions [PW11O39M(H2O)]5-, where M= Ni2+, Co2+, Cu2+ or Zn2+, were synthesized and supported on activated carbon to obtain the PW11MC catalysts. By FT-IR and DTA-TGA it was concluded that the [PW11O39M(H2O)]5- species are interacting with the functional groups of the support, and that the thermal treatment leads to the loss of the coordinatively bonded water molecules, without any noticeable anion degradation. The isopropanol decomposition into acetone was used to characterize the performance of the catalysts in oxidation reactions. The activity and selectivity of the catalysts in the sulfoxidation reaction of 2-(methylthio)-benzothiazole was evaluated. The reaction was carried out in acetonitrile as solvent using H2O2 35% p/v as a clean oxidant. The conversion values decreased in the following order PW11NiC > PW11CuC > PW11CoC > PW11ZnC, with selectivities to sulfoxide higher than 69 %. The catalyst could be re-used without appreciable loss of the catalytic activity at least for three times.