Nuevas Aplicaciones y Ventajas Catalíticas para Complejos de Sales de Metales de Transición y Ciclodextrinas

LAURA I. ROSSI*; MANUEL I. VELASCO

Rosario, Santa Fe

Taller; Segundo Taller Argentino de Ciencias del Ambiente; 2012

Muchas sales de metales de transición por ser ácidos de Lewis son ampliamente utilizadas como catalizadores en numerosas reacciones orgánicas. Entre éstos, los halogenuros y nitratos de metales de la primera serie de transición, tienen como ventaja su disponibilidad, costo y baja toxicidad. Sin embargo, estas sales son altamente higroscópicas y se descomponen rápidamente en condiciones normales de laboratorio. Por su bajo costo y dificultad de manipulación, en las mayorías de sus aplicaciones se utilizan cantidades mayores a la estequeométrica, lo que lleva a un aumento en los desechos halogenados con impacto negativo sobre el ambiente. Una alternativa viable es estabilizarlas mediante al formación de complejos organometálicos con ciclodextrinas (CDs).1 Las CDs son oligómeros cíclicos de glucosa de 6, 7 u 8 unidades para a, b y g CD respectivamente, y presentan una forma toroidal con una cavidad hidrofóbica capaz de acomplejar diversos compuestos. En nuestro laboratorio hemos sintetizado una amplia familia de estos complejos entre halogenuros y nitratos de Fe(II), Fe(III), Cu(II), Mn(II) y Zn(II) y CDs a partir de una metodología simple y económica. Estos complejos, no solo son más estables y fáciles de manipular que sus perspectivas sales, sino que la incorporación de la CDs otorga quiralidad al complejo, ampliando sus posibilidades de aplicación. A su vez, la baja solubilidad de estos complejos en solventes orgánicos permite hacer reacciones heterogéneas lo que facilita el procesado, mejora el porcentaje de recuperación, permite la reutilización del catalizador y disminuye la cantidad de desechos que se generan. Todas estas ventajas permiten desarrollar y optimizar sistemas de reacción en la búsqueda de métodos más eficientes y con menor impacto ambiental, siguiendo los principios de la Green Chemistry. Es por esto que evaluamos la actividad catalítica de distintos complejos, en reacciones orgánicas clásicas. En todos los casos, la actividad de los complejos se comparó con la respectiva sal metálica libre y se evaluó el efecto de diferentes CDs sobre la enantioselectividad. También se calcularon algunos parámetros para obtener datos cuantitativos de las mejorías en los sistemas. Utilizando los catalizadores de FeCl3 se evaluó la esterificación de alcoholes secundarios racémicos a fin de obtener un ester enantioméricamente enriquecido. Con este mismo catalizador se evaluó el acoplamiento oxidativo de 2-naftol para obtener 1,1´-bi-2-naftol (BINOL). Por último se utilizaron los complejos de CuBr2 en la a-halogenación de propiofenonas. De los ensayos realizados podemos concluir que los complejos sintetizados pudieron ser aplicados en una serie de reacciones orgánicas, con rendimientos variados, y diferentes selectividades dependiendo no solo del centro metálico, sino también del contraion presente y la CD empleada.