Heteropoliácidos soportados sobre sílice: aplicación en oxidaciones ecocompatibles de sulfuros

V. PALERMO, G. SATHICQ, P. VÁZQUEZ, H. THOMAS, G. ROMANELLI

Valle Hermoso, Córdoba, Argentina

Otro; I Reunión interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2008

RITeQ

Durante muchos años, la conversión de sustratos orgánicos se realizó en forma eficiente empleando catálisis homogénea. Sin bien, estos procedimientos son muy efectivos, siempre es muy dificultoso recuperar y reciclar el catalizador. El reemplazo de dichos procedimientos por procesos catalíticos heterogéneos se hace una necesidad, ya que los protocolos actuales de síntesis química a nivel industrial, exigen el uso de métodos enmarcados en los doce principios de la Química Verde. Nuestro grupo de trabajo ha estudiado ampliamente el uso de heteropoliácidos (HPAs) como catalizadores ácidos o rédox, encontrando que no solo poseen mayor actividad que los catalizadores ácidos convencionales, sino que muestran además otras ventajas como las de no ser corrosivos, tornar más simples los aislamientos de productos a partir de las mezclas de reacción, ser reutilizables y selectivos y minimizar la ocurrencia de reacciones secundarias. Sin embargo cuando se los emplea en forma másica poseen muy baja área superficial. En el presente trabajo se compara la actividad catalítica de diferentes heteropoliácidos de estructura tipo Keggin, soportados sobre sílice, y sílice funcionalizada con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES), en la reacción de oxidación selectiva, de difenilsulfuro al sulfóxido y/o sulfona, a 30°C, empleando etanol como solvente de reacción y H2O2 35% p/v acuoso como oxidante ecocompatible. La reacción de oxidación selectiva de sulfuros a sulfóxidos y sulfonas es de gran utilidad debido a la importancia de dichos compuestos como intermediarios en la síntesis de moléculas con actividad biológica. Para las condiciones de reacción ensayadas: 25 mg del catalizador correspondiente, 0.5 milimoles de difenilsulfuro, 2 ml de etanol y 0.075 ml de H2O2 35% p/v, se obtiene una conversión prácticamente de 100%, sin apreciable formación de productos secundarios. Por otra parte, empleando exceso de peróxido de hidrógeno 35% p/v (0.375 ml) a la misma temperatura y en tiempos de reacción más largos, es posible obtener muy buenos rendimientos en la correspondiente sulfona por oxidación directa del difenilsulfuro. Las condiciones óptimas de reacción fueron empleadas en la oxidación selectiva de moléculas más sofisticadas, como por ejemplo dihidropirimidinonas. Dichas moléculas presentan potencialidad como productos para aplicaciones en el campo de la industria agroquímica. Las ventajas de la metodología son: la simplicidad operativa, el uso de catalizadores no corrosivos, condiciones de reacción suaves, en períodos de tiempo razonables, a temperatura cercana a la ambiente y con excelentes rendimientos. El uso de catalizadores heterogéneos como substitutos de los ácidos minerales en fase líquida contribuye a la reducción de la contaminación.