Nanopartículas de oro solubles en agua: catalizadores reciclables para la reducción de nitrocompuestos aromáticos en agua a temperatura ambiente

MONTI, GUSTAVO A.; SILBESTRI, GUSTAVO F.; FALCONE, R. DARÍO; CORREA, N. MARIANO; MOYANO, FERNANDO

Mendoza

Simposio; XXII Simposio Nacional de Química Orgánica.; 2019

En los últimos años el interés en las nanopartículas de oro (Au-NPs) ha crecido considerablemente debido a sus numerosas aplicaciones, tales como en medicina, ciencia de materiales y, especialmente, a su potencial uso en catálisis. En este aspecto, el empleo de nanopartículas (NPs) como catalizadores trae como resultado una gran superficie de contacto entre el material activo del catalizador y el entorno.1 Asimismo, se conoce que debido a la elevada energía superficial de las NPs es necesario el uso de estabilizantes para evitar su aglomeración. Sin embargo, los mismos pueden impedir la actividad catalítica de las Au-NPs para una reacción dada. Con el objetivo de evaluar el poder catalítico y la reciclabilidad de diferentes NPs a menudo se utilizan reacciones modelos sencillas y que no generen subproductos. En tal sentido, estudiamos la actividad catalítica de las Au-NPs estabilizadas con diferentes sales de imidazolio sulfonadas2 (Figura a) en la reducción de nitrocompuestos aromáticos en medio acuoso (Figura b). Hemos determinado las contantes de velocidad para cada una de estas NPs en la reacción de reducción del 1,4-dinitrobenceno en agua a diferentes temperaturas (25ºC, 35ºC y 45ºC). Los resultados muestran que la velocidad de reacción depende de la sal de imidazolio empleada como estabilizante de la Au-NPs. Así, los valores obtenidos a 25 °C para las Au-NPs estabilizadas con L1, L2 y L3 son 0,01341 mol/m2s, 0,00279 mol/m2s y 0,04683 mol/m2s, respectivamente. Las energías de activación de la reacción junto con las constantes de velocidad demuestran que las Au-NPs más eficientes como catalizador son las estabilizadas con L3. Es importante mencionar que todas las Au-NPs estudiadas se mostraron activas hasta por 4 ciclos catalíticos. La modificación de sustituyentes en el estabilizante puede potenciar la eficiencia catalítica de la nanopartícula. Además, el hecho que el catalizador se pueda reciclar abre una vía para su recuperación y reutilización