Hidrogenación selectiva en fase líquida de acetofenona con catalizadores de níquel, cobalto y cobre soportados. influencia del metal y del solvente

NICOLÁS M. BERTERO; CARLOS R. APESTEGUÍA; ALBERTO J. MARCHI

Buenos Aires, Argentina

Congreso; 3° Congreso de la Industria Química y Petroquímica del Mercosur y 12° Congreso Argentino de Petroquímica; 2005

En las industrias de Química Fina, resulta de interés hidrogenar selectivamente compuestos carbonílicos que posean más de una función química potencialmente hidrogenable, con el fin de obtener intermediarios de síntesis valiosos o productos finales de alto valor agregado. Particularmente en la hidrogenación de acetofenona (AF), el producto más importante es el 1-feniletanol (FE) por su aplicación en las industrias farmacéutica y de cosméticos. El 1-feniletanol se obtiene por hidrogenación selectiva del grupo carbonilo de AF. La hidrogenación del anillo aromático de AF produce ciclohexilmetilcetona (CHMC). Tanto FE como CHMC pueden ser hidrogenados a ciclohexiletanol (CHE). Por otra parte, el FE puede ser convertido a etilbenceno (EB) por hidrogenólisis sobre sitios metálicos. En este trabajo, se estudió la hidrogenación de AF sobre catalizadores de Ni/SiO2, Co/SiO2 y Cu/SiO2, utilizando dos tipos de solventes: polares como el 2-propanol (IPA) y no polares como benceno (B), tolueno (T) y ciclohexano (CH). Los catalizadores fueron preparados por impregnación a humedad incipiente de SiO2 con soluciones de los metales y la carga metálica obtenida fue del 7.7%. Los experimentos de actividad catalítica se realizaron a una temperatura de 90°C, una presión total de 10 bar y con una velocidad de agitación de 570 rpm. La relación reactivo/solvente utilizada fue de 1/50 en volumen y la masa de catalizador 0.5-1 g. La velocidad de hidrogenación de AF para los 3 metales siguió el orden: IPA > CH > T >> B. Ni las escasas diferencias de solubilidad del H2 en los distintos solventes ni las pequeñas variaciones en las constantes dieléctricas de los solventes no polares pueden explicar los patrones observados. El B y el T se adsorben sobre los metales compitiendo por los sitios activos con la AF, disminuyendo la velocidad de hidrogenación. En el caso del IPA aparecen interacciones AF-IPA-Metal, que aumentan la velocidad de reacción. El CH no interacciona ni con AF ni con los metales, presentando un comportamiento intermedio. A solvente fijo, el orden de actividad fue: Ni > Co > Cu, mientras que el de selectividad a FE fue: Cu > Ni > Co. El patrón de actividad metálico en un dado solvente se explica por la capacidad de quimisorción disociativa de H2: Ni >> Co y Cu. El de selectividad se podría explicar en función de la relación de fuerzas de atracción a repulsión entre AF y la superficie del metal y a la capacidad hidrogenolítica de los mismos.