INIQUI   05448
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelo de clúster-10T para el estudio teórico de reacciones de acilación con ácido acético catalizadas por zeolita H-ZSM-5
Autor/es:
CORREGIDOR, PABLO FERNANDO; OTTAVIANELLI, EMILCE E.
Lugar:
San Miguel de Tucumán
Reunión:
Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019
Institución organizadora:
Universidad Nacional de Tucumán
Resumen:
Las reacciones de acilación constituyen una importante herramienta de síntesis en la química orgánica, permitiendo obtener gran variedad de estructuras tales como cetonas y ésteres. Zeolitas como la H-ZSM-5 han demostrado poseer un importante papel en las mismas, actuando como catalizadores heterogéneos de tipo ácido, pudiéndose identificar una especie tipo zeolita-acilada como posible intermediario de reacción [1].Nos proponemos estudiar el mecanismo de reacción para la generación de un intermediario zeolita-acetilada haciendo uso de métodos computacionales de cálculo, empleando para ello un modelo de clúster formado por 10 tetraedros TO4 (clúster-10T) para modelar la interacción entre ácido acético (HAc) y la forma ácida de una zeolita ZSM-5.Los métodos QST2 y QST3 del paquete computacional Gaussian 03 se aplicaron para realizar una búsqueda estructural del estado de transición (ET) apropiado (B3LYP/6-311+G(d)). Con la estructura del ET se realizó un cálculo de Coordenadas Intrínseca de Reacción (IRC) empleando el método semiempírico AM1, optimizando las estructuras finales obtenidas en ambas direcciones (reverse y forward) a nivel DFT. El ET a considerar como adecuado es aquel que, presentando una única frecuencia imaginaria, puede reproducir el camino de reacción estudiado.Se pudo elucidar la posible estructura del ET, confirmada mediante la única frecuencia imaginaria obtenida y la cual reproduce las estructuras deseadas de los reactivos y productos mediante el cálculo IRC. Este último permite visualizar los siguientes acontecimientos: 1) la aproximación del C carbonílico del HAc al O del clúster que presenta el H ácido, 2) alejamiento del OH de HAc y del C carbonílico, 3) alejamiento del H ácido del clúster y 4) su aproximación al OH del HAc. De esta manera, los posibles productos del reordenamiento encontrado son la zeolita-acetilada y una molécula de agua. Todos estos acontecimientos ocurren de manera concertada. Por lo tanto, en concordancia con lo reportado por otros autores [2], el intermediario zeolita-acetilada actúa como una especie activa con capacidad de ceder grupos acilos en las reacciones de acilación catalizadas por H-ZSM-5.Se puso en evidencia el reordenamiento atómico que lleva a la generación del intermediario zeolita-acetilada, haciendo uso de un modelo de clúster-10T, reafirmando los resultados encontrados con un clúster-3T. De esta manera, el intermediario zeolita-acetilada se genera mediante un mecanismo de tipo concertado.