CONVERSIÓN DE METANOL A HIDROCARBUROS SOBRE H-ZSM5. ESTUDIO DE INTERACCIONES

ZALAZAR, M. F.; PERUCHENA, N. M.

Cordoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquimica y Quimica Inorganica; 2011

AAIFQ

  Desde la década del 70, la actividad referida a la obtención de hidrocarburos a partir de metanol catalizado por zeolitas ha sido intensa, tanto desde el campo experimental como teórico. En estos últimos años de intensa actividad, no solo se han examinado teóricamente los mecanismos sugeridos experimentalmente, sino que también se han propuesto nuevos mecanismos a partir de los cálculos teóricos. Sin embargo, los resultados obtenidos continúan despertando controversias "sobre el mecanismo de reacción más probable". Por ello un estudio basado en la densidad electrónica, dirigido al análisis de las diferentes especies que han sido propuestas como estados de transición e intermediarios en las complejas reacciones de transformación de metanol a olefinas, MTO, puede resultar de gran utilidad para la comprensión de los diferentes mecanismos propuestos. Una etapa clave en la reacción de conversión de metanol a hidrocarburos, es la reacción de metilación de alquenos por metanol; en ésta reacción se forma una molécula de agua y el catión metilo se localiza entre ésta y el doble enlace del alqueno (Figura 1a). Objetivos. En este trabajo se presenta el análisis topológico del estado de transición propuesto para ésta reacción, con el fin de establecer cuáles son las interacciones intermoleculares que se establecen entre las especies reactivas. El estudio se realiza en el contexto de la teoría cuántica de Átomos en Moléculas, AIM, utilizando un modelo de clúster T38. Resultados. El análisis topológico, a nivel correlacionado DFT/B3LYP/6-31++G**, indica que la molécula de agua interacciona con dos átomos de oxígeno de la red (mediante enlaces de hidrógeno, EH) y con el catión metilo mediante un enlace de capa cerrada. A su vez, éste último se encuentra estabilizado, interaccionando el carbono con el doble enlace de la olefina y los hidrógenos formando cuatro EH con la red, como se puede apreciar en el grafo molecular (Figura 1b). Conclusiones. En conclusión el catión metilo se encuentra multi-coordinado, se establece la formación de los siguientes enlaces concertados H2O···CH3+···(C-C). Para éste paso de metilación, la estabilidad del TS se logra debido al efecto estabilizante de la red de zeolita que rodea a la especie carbocatiónica.