Estudio comparativo del empleo de espinelas CuCo2O4 y CuFe2O4 como catalizadores en la oxidación trimetilfenol

CLARA SAUX, LILIANA PIERELLA

Congreso; CONAMET/SAM; 2012

En los últimos años, el empleo de materiales sólidos como catalizadores heterogéneos en procesos deoxidación selectiva ha ido en aumento por las ventajas que ofrece el empleo de los mismos en comparacióncon sus pares de tipo homogéneo. La facilidad de separación del medio de reacción, la capacidad dereutilización que en general presentan los catalizadores sólidos y las elevadas selectividades hacia losproductos deseados son las principales causas de este fenómeno.En vista de estas tendencias es que se evaluó el empleo de muestras policristalinas de CuCo2O4 y deCuFe2O4 como catalizadores para la oxidación selectiva de 2,3,5-trimetilfenol (TMP) a 2,3,5-trimetilbenzoquinona (TMBQ) empleando peróxido de hidrógeno acuoso como oxidante ambientalmentecompatible. La TMBQ es un intermediario clave en la síntesis de la vitamina E (α-tocoferol), la cual esampliamente utilizada como antioxidante en alimentos, tratamientos médicos y en cosmética [1].Dichos óxidos mixtos tipo Espinela fueron sintetizados por el método sol-gel, como lo indica la bibliografía[2], y se obtuvieron muestras de un alto grado de pureza. Además, estos materiales fueron caracterizadosestructuralmente por difracción de rayos X de polvos. El compuesto CuCo2O4 presenta una estructura cristalinade simetría cúbica, G. E.: Fd-3m, con a= 8,088(3) Å, en cambio, la Espinela CuFe2O4 posee una estructuratetragonal, G. E.: I41/amd, con a= 5,813(2) Å y c= 8,706(5) Å.La oxidación de 2,3,5-trimetilfenol se llevó a caboen un microreactor de vidrio pirex (25 cm3), sumergidoen un baño termostatizado a 60 ºC, equipado con uncondensador a reflujo, un termómetro y con agitaciónmagnética vigorosa. Se empleó acetonitrilo comosolvente y H2O2 acuoso como oxidante. Los productosfueron extraídos del reactor a diferentes tiempos dereacción. Previa separación del catalizador sólido porfiltración, los mismos se analizaron y cuantificaron porcromatografía en fase gaseosa empleando uncromatógrafo HP-5890, equipado con una columnacapilar de metil silicona y detector FID.Tal como se observa en la Figura 1, la espinelaCuCo2O4 presentó los mejores resultados en cuanto aconversión del TMP, con selectividades hacia TMBQsuperiores al 94 mol% a lo largo de toda la reacción.Estos resultados son muy alentadores en cuanto alempleo de este material como catalizador heterogéneopara esta reacción de gran interés en el área de laQuímica Fina.