Evaluación catalítica de silicatos mesoporosos modificados con cromo en la oxidación de ácido Ferúlico

ANALÍA L. CÁNEPA; SANDRA G. CASUSCELLI; VIRGINIA M. VASCHETTI; EMA V. SABRE; VERÓNICA R. ELÍAS; GRISELDA A. EIMER

Carlos Paz, Córdoba

Congreso; IV Nano-Córdoba 2017; 2017

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

El cromo es un metal capaz de oxidar múltiples grupos funcionales orgánicos en medio homogéneo. Sin embargo, existen numerosas desventajas relacionadas a la dificultad en la separación del producto del medio de reacción y a la disposición de efluentes tóxicos [1]. Es por esto que numerosos intentos han sido dirigidos a desarrollar materiales a base de cromo que puedan emplearse como catalizadores heterogéneos en reacciones de oxidación selectiva, las cuales son de elevada importancia en la industria química moderna. Entre los distintos tipos de soportes disponibles, se destacan los silicatos mesoporosos tipo MCM-41 por su estructura definida de poros y elevada área específica. Distintos tamices moleculares MCM-41 modificados con cromo fueron sintetizados empleando los métodos de Impregnación Húmeda e Incorporación Directa descriptos en otros trabajos [2]. Como resultado de la impregnación húmeda se obtuvo la Cr/MCM-41(3,5), y a partir de la incorporación directa la Cr-MCM-41(60). Los sólidos fueron caracterizados por DRX, adsorción-desorción de N2, TEM, SEM, TPR, UVvis-RD y FRX. El análisis de los resultados obtenidos a partir de DRX y UVvis, principalmente, permitió elaborar conclusiones sobre el tipo de especies presentes en cada uno de los materiales pre y post calcinación. Los materiales fueron luego evaluados catalíticamente en la reacción de oxidación en fase líquida de ácido ferúlico a vainillina, un importante aromatizante con variadas aplicaciones. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor batch con reflujo, empleando H2O2 como oxidante y tertbutanol como solvente. Para ambos materiales la conversión neta de sustrato a las 7 hs de reacción fue similar, 23% mol para Cr/MCM-41(3,5) y 25% mol para Cr-MCM-41(60). Las muestras de reacción fueron analizadas por HPLC, encontrando un rendimiento a vainillina cercano al 3% a las 7 hs de reacción para Cr/MCM-41(3,5) con una selectividad superior al 70%. En tanto, para Cr-MCM-41(60) se obtuvo un rendimiento a vainillina cercano al 2% con una selectividad del 100%. La matriz MCM-41 pura no presentó actividad catalítica, lo cual estaría dando cuenta que la modificación de la matriz mesoporosa con Cr es la responsable de los resultados obtenidos. Es de notar que la decarboxilación de ácido ferúlico se observó para ambos catalizadores modificados con Cr como una reacción competitiva a la oxidación del sustrato a vainillina.