Nanomateriales mesoporosos modificados con vanadio empleados como catalizadores en la oxidación de Alcohol Bencílico

EMA SABRE; VIRGINIA VASCHETTI; SANDRA CASUSCELLI; ANALÍA CÁNEPA; GRISELDA EIMER

Carlos Paz

Congreso; IV Nano-Córdoba 2017; 2017

Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales Universidad Nacional de Río Cuarto

En los últimos años, los catalizadores heterogéneos han contribuido al desarrollo de numerosos procesos de química fina, entre ellos la oxidación selectiva de alcoholes, tanto en la mejora de los procesos de producción como en la eliminación de productos indeseables. En particular, los materiales nanoestructurados MCM-41 modificados con metales de transición (fase activa), revisten gran importancia por la posibilidad de adaptar sus propiedades catalíticas, como tipo y fuerza de sitios, estructura y tamaño de poros y presentar un uso potencial en la producción de químicos finos a gran escala. Específicamente, la oxidación del alcohol bencílico (BzOH) a benzaldehído (BzH) es una transformación orgánica que presenta gran interés, ya que el BzH es empleado como intermediario en la industria de perfumes, colorantes, fármacos y agroquímicos [1]. En este marco se estudió la oxidación de BzOH con V-MCM-41 empleando peróxido de hidrógeno (H2O2) como oxidante verde y acetonitrilo como solvente. El catalizador fue sintetizado como se reportó anteriormente [2] y caracterizado por DRX, UV-Vis-RD, ICP-OES y adsorción de N2. La reacciones de oxidación se llevaron a cabo bajo en un reactor batch termostatizado equipado con un agitador magnético y un condensador a reflujo. Se analizó la influencia de la variación de la concentración de oxidante (entre 2 y 10 mmoles), en los valores de turn over number (TON) y la selectividad a los productos de reacción, manteniendo constante el resto de las variables operativas (T°: 70°C, relación molar solvente/sustrato: 10/1, tiempo de reacción: 7h). Cabe aclarar que el TON se calculó como la relación entre los moles convertidos de BzOH respecto a los moles metálicos del catalizador, determinados por ICP. Si bien, los mejores valores de TON se alcanzaron empleando la mayor concentración de H2O2, la selectividad a BzH para esa concentración de oxidante fue la menor, debido a la formación de subproductos: ácido benzoico y benzoato de bencilo. En la búsqueda de optimizar los resultados, se hicieron agregados sucesivos de H2O2 (un total de 4 mmoles en dos agregados) lo que mejoró notablemente el TON de BzOH (500) y la selectividad a BzH fue del 100%. Estos resultados dan cuenta que manteniendo la concentración de H2O2 baja y constante, se mejora la performance catalítica de la reacción estudiada.