Oxidación Catalítica de Fenol y Fenol Disustituido con H2O2/HPVA

PAULA VILLABRILLE; GUSTAVO ROMANELLI; PATRICIA VÁZQUEZ; CARMEN CÁCERES

Los Cocos, Córdoba, Argentina

Workshop; Segundo Workshop Italo-Argentino para la Química Sustentable; 2003

INCA-UNRC-UNCórdoba

En este trabajo se prueba la actividad catalítica de heteropoliácidos (HPA), con Mo y V como átomos periféricos en la estructura Keggin, en las reacciones de oxidación en fase líquida del fenol y fenol disustituido. Estos sustratos son conocidos contaminantes, presentes con frecuencia en las aguas residuales industriales. Siguiendo la tendencia actual se intenta contribuir al desarrollo de tecnologías que reduzcan la agresión al medio ambiente, por ello se decide utilizar el peróxido de hidrógeno como agente oxidante(1). El mismo es ampliamente utilizado tanto en química fina como en tratamientos de aguas residuales industriales debido a la conjunción de sus propiedades: su poder oxidante, su versatilidad y su inherente limpieza en el uso, dando H2O como subproducto de reacción. El HPA seleccionado, H3PMo12O40 (MPA), se modificó por reemplazo parcial de sus átomos de Mo periféricos por átomos de V. Se obtuvieron así los ácidos másicos H4PMo11VO40 (MPV1A) y H9PMo6V6O40 (M6PV6A), (HPVA). Se los caracterizó con técnicas fisicoquímicas, FTIR y DRS y se midió la acidez por titulación potenciométrica con n-butilamina (2). Se probaron los sólidos sintetizados en la oxidación del fenol a T ambiente y ácido acético como solvente. Se siguió el transcurso de la reacción por cromatografía en capa delgada (CCD) durante 120 min. Se obtuvo un rendimiento en p-benzoquinona de 50 y 30% respectivamente. Al utilizar los mismos catalizadores para oxidar el 2,6-dimetilfenol a T ambiente, se optó por el uso de acetona como solvente. Se monitoreó el desarrollo de la reacción por CCD durante 90 min. Se determinaron los rendimientos en 2,6-dimetil-p-benzoquinona 85 y 77% respectivamente, luego de separar este producto de la mezcla de reacción. El producto fue identificado por espectroscopía de masa. Además se probaron ambas reacciones con H2O2/MPA resultando sólo trazas de las quinonas respectivas. La performance catalítica del MPV1A resulta mayor que la del M6PV6A y ambos superan la del MPA en las dos reacciones propuestas. Al ordenar los catalizadores según la máxima fuerza ácida de sus sitios ácidos tenemos: MPV1A>>MPA> M6PV6A. Por otra parte en base a las propiedades redox, los valores de los potenciales de oxidación permiten el siguiente orden: M6PV6A(+0.77V)> MPV1A(+0,65V)>MPA(+0,52)(3). Tanto las propiedades ácidas como las oxidantes de los HPVA sintetizados parecen influir en la oxidación de los fenoles probados. Cabe mencionar por último, que las reacciones son en fase homogénea y como es nuestro objetivo optimizar aún más las condiciones de reacción, se están soportando los HPVA y sintetizando sales insolubles de los mismos para llevar a cabo las oxidaciones de interés en fase heterogénea.