OBTENCIÓN DE 2,3,5-TRIMETILBENZOQUINONA A PARTIR DE 2,3,5-TRIMETILFENOL EMPLEANDO CATALIZADORES SÓLIDOS Y H2O2 COMO OXIDANTE

CLARA SAUX, J. DE PAOLI, R. CARBONIO, LILIANA B. PIERELLA

Carlos Paz

Simposio; XVII Simposio Nacional de Quimica Organica; 2011

La oxidación selectiva de compuestos orgánicos empleando oxidantes ambientalmente benignos y económicos, tal como es el peróxido de hidrógeno acuoso, y el uso de catalizadores heterogéneos, fácilmente reciclables, es un importante avance en el campo de la química fina. En este trabajo se propone la obtención de 2,3,5-trimetil-1,4-benzoquinona (TMBQ), como un intermediario clave en la síntesis de la Vitamina E, a partir de 2,3,5-trimetilfenol (TMF). El proceso de obtención convencional de la TMBQ produce una gran cantidad de residuos sólidos y líquidos debido al uso estequiométrico de oxidantes sólidos, reductores y ácido sulfúrico [1]. Por lo tanto, el empleo de catalizadores sólidos que pueden separarse del medio de reacción por simple filtrado y el uso de peróxido de hidrógeno, cuyo único subproducto es agua, constituyen una ventaja relevante en cuanto al impacto ambiental. Li y col. [2] propusieron el empleo de espinelas CuCo2O4 como catalizadores para esta reacción. Se presenta un estudio comparativo empleando espinelas similares a las informadas por Li y col. [2], con zeolitas de la familia ZSM-5 modificadas con metales de transición. La oxidación de 2,3,5-trimetilfenol se llevó a cabo 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 como oxidante. Los productos fueron extraídos del reactor a diferentes tiempos de reacción. Los productos se analizaron y cuantificaron por cromatografía en fase gaseosa empleando un cromatógrafo HP-5890, equipado con una columna capilar de metil silicona y detector FID. Se probaron como catalizadores para esta reacción zeolitas ZSM-5 modificadas por impregnación húmeda con Fe, Co y Cu y espinelas CuCo2O4 y CuFe2O4 obtenidas por el método sol-gel. Los mejores resultados se obtuvieron empleando Cu-ZSM-5 y la espinela CuCo2O4 con conversiones del 70 y 71 mol%, respectivamente y selectividades superiores al 95 mol% a 2,3,5-trimetilbenzoquinona en ambos casos, al cabo de 6 h de reacción. 2O4 como catalizadores para esta reacción. Se presenta un estudio comparativo empleando espinelas similares a las informadas por Li y col. [2], con zeolitas de la familia ZSM-5 modificadas con metales de transición. La oxidación de 2,3,5-trimetilfenol se llevó a cabo 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 como oxidante. Los productos fueron extraídos del reactor a diferentes tiempos de reacción. Los productos se analizaron y cuantificaron por cromatografía en fase gaseosa empleando un cromatógrafo HP-5890, equipado con una columna capilar de metil silicona y detector FID. Se probaron como catalizadores para esta reacción zeolitas ZSM-5 modificadas por impregnación húmeda con Fe, Co y Cu y espinelas CuCo2O4 y CuFe2O4 obtenidas por el método sol-gel. Los mejores resultados se obtuvieron empleando Cu-ZSM-5 y la espinela CuCo2O4 con conversiones del 70 y 71 mol%, respectivamente y selectividades superiores al 95 mol% a 2,3,5-trimetilbenzoquinona en ambos casos, al cabo de 6 h de reacción. 3), 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 como oxidante. Los productos fueron extraídos del reactor a diferentes tiempos de reacción. Los productos se analizaron y cuantificaron por cromatografía en fase gaseosa empleando un cromatógrafo HP-5890, equipado con una columna capilar de metil silicona y detector FID. Se probaron como catalizadores para esta reacción zeolitas ZSM-5 modificadas por impregnación húmeda con Fe, Co y Cu y espinelas CuCo2O4 y CuFe2O4 obtenidas por el método sol-gel. Los mejores resultados se obtuvieron empleando Cu-ZSM-5 y la espinela CuCo2O4 con conversiones del 70 y 71 mol%, respectivamente y selectividades superiores al 95 mol% a 2,3,5-trimetilbenzoquinona en ambos casos, al cabo de 6 h de reacción. 2O2 acuoso como oxidante. Los productos fueron extraídos del reactor a diferentes tiempos de reacción. Los productos se analizaron y cuantificaron por cromatografía en fase gaseosa empleando un cromatógrafo HP-5890, equipado con una columna capilar de metil silicona y detector FID. Se probaron como catalizadores para esta reacción zeolitas ZSM-5 modificadas por impregnación húmeda con Fe, Co y Cu y espinelas CuCo2O4 y CuFe2O4 obtenidas por el método sol-gel. Los mejores resultados se obtuvieron empleando Cu-ZSM-5 y la espinela CuCo2O4 con conversiones del 70 y 71 mol%, respectivamente y selectividades superiores al 95 mol% a 2,3,5-trimetilbenzoquinona en ambos casos, al cabo de 6 h de reacción. 2O4 y CuFe2O4 obtenidas por el método sol-gel. Los mejores resultados se obtuvieron empleando Cu-ZSM-5 y la espinela CuCo2O4 con conversiones del 70 y 71 mol%, respectivamente y selectividades superiores al 95 mol% a 2,3,5-trimetilbenzoquinona en ambos casos, al cabo de 6 h de reacción. 2O4 con conversiones del 70 y 71 mol%, respectivamente y selectividades superiores al 95 mol% a 2,3,5-trimetilbenzoquinona en ambos casos, al cabo de 6 h de reacción.