Obtención de 2,3,5-trimetilbenzoquinona con altos rendimientos

C. SAUX; H. BONA; M.S. RENZINI; L.B. PIERELLA

Congreso; VII CONGRESO ARGENTINO DE INGENIERíA QUíMICA; 2013

Introducción: La oxidación selectiva de fenoles con peróxido de hidrógeno es uno de los problemas con más atractivo desde el punto de vista de la síntesis orgánica, como de las oxigenaciones biológicas [1], ya que es bien conocido que las quinonas poseen pronunciada bioactividad, derivando en importes aplicaciones médicas [2]. La 2,3,5-trimetilbenzoquinona (TMBQ) es un intermediario en la síntesis de la vitamina E, la cual es una de las vitaminas más importantes en la actualidad por su función de anti-radicales libres que le confiere propiedades de prevenir el envejecimiento, apoplejía, problemas cardíacos y cáncer. Su demanda alcanza varios miles de toneladas por año [3]. Sin embargo, esta vitamina es muy costosa y la razón de este elevado valor radica en que el reactivo de partida para su obtención es muy difícil de producir en grandes volúmenes, por lo tanto, numerosos científicos se han dedicado al estudio de la producción de TMBQ en forma rápida, efectiva y de bajo costo [4]. Objetivos: La obtención de TMBQ con elevados rendimientos a partir de 2,3,5-trimetilfenol (TMF) mediante oxidación selectiva con peróxido de hidrógeno y en condiciones medias de reacción empleando zeolitas modificadas con cobre como catalizadores. Resultados: Se estudió la oxidación selectiva de TMF en un microreactor de vidrio pirex (25 cm3), sumergido en un baño termostatizado a 60 ºC, equipado con un condensador a reflujo, un termómetro y con agitación magnética vigorosa. Se empleó acetonitrilo como solvente y H2O2 acuoso (30%, Cicarelli) como oxidante. Se extrajeron muestras de la mezcla del reactor a diferentes tiempos de reacción. Los productos se analizaron y cuantificaron por cromatografía en fase gaseosa empleando un cromatógrafo Perkin Elmer Clarus 500, equipado con una columna capilar de metil silicona y detector FID y por espectrometría de masas empleando un equipo GC-Masas (Shimadzu QP 5050 GC-17 A), con una columna capilar HP-5. Se probaron como catalizadores para esta reacción zeolitas ZSM-5 sintetizadas por el método hidrotérmico y modificadas por impregnación húmeda con cobre al 3% p/p. Se analizó el efecto de distintos parámetros de reacción, tales como: masa de catalizador, tiempo y temperatura de reacción, solvente, concentración de sustrato, concentración de oxidante, entre otros. Conclusiones: Las zeolitas modificadas con cobre presentan elevada actividad como catalizadores sólidos en la reacción de oxidación de TMP con H2O2, siendo TMBQ el producto principal de la reacción. Se consiguieron altos rendimientos hacia el producto buscado empleando condiciones medias de reacción logrando de este modo un proceso selectivo y más amigable con el medioambiente. Referencias bibliográficas 1. Li, Y., Liu, W., Wu, M., Yi, Z., Zhang, J., J. Molec. Catal. A 2007, 26,173. 2. Derikvand, F., Bigi, F., Maggi, R., Piscopo, C., Sartori, G., J. Catal. 2010, 27, 199. 3. Kholdeeva, O., Ivanchikova, I., Guidotti, M., Ravasio, N., Sgobba, M., Barmatova M., Catal Today 2009,141, 330. 4. Liu, Y., Fu, Y., Ceramics International 2010, 36, 1597.