Análisis Topológico de la Distribución de la Densidad Electrónica en Eteno Adsorbido sobre un Agregado T5 de Zeolita. Estudio de Interacciones

ZALAZAR, MARIA FERNANDA; PERUCHENA, NÉLIDA MARIA

Mar del Plata, Argentina

Simposio; XV Simposio Nacional de Química Orgánica.; 2005

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

Por su importancia en los procesos petroquímicos, las reacciones de hidrocarburos que transcurren a través de intermediarios carbocatiónicos han sido estudiadas intensamente tanto desde el punto de vista teórico como experimental. La utilización de catalizadores sólidos –generalmente zeolitas de distinto tipo, Z-SM5, Mordenita, etc., poseen la capacidad de superar la característica inerticidad del material. La sustitución de un átomo de Si por un átomo de Al en la red de silicato, seguido por la protonación del oxígeno adyacente, genera  un sitio ácido de Brønsted, capaz de protonar a hidrocarburos. Frente a un determinado reactivo, la actividad de un centro catalítico estará determinada por la inhomogeneidad de la distribución electrónica y por la polarización de dichas distribuciones electrónicas; por lo tanto, un estudio basado en la densidad electrónica puede brindar valiosa información difícil de obtener por otros medios,  especialmente en reacciones donde las especies intermediarias son de vida corta [1]. En este trabajo se presenta un estudio estructural y electrónico de etileno adsorbido sobre un cluster T5 de zeolita en el que se ha reemplazado Si por Al en la generación del sitio ácido. En este modelo de “cluster” el átomo de Al del centro catalítico está rodeado de 4 átomos de oxígeno unidos a átomos de Si.  El Mapa de la distribución de la función Laplaciana de la densidad de carga, en la zona correspondiente al sitio catalítico, para la especie libre y adsorbida, muestra la naturaleza de las interacciones electrónicas que participan en el complejo [Z-OH-etileno]. Se caracterizan las principales interacciones en el complejo adsorbido, se determinan las trayectorias de enlace y las variaciones en las densidades electrónicas sobre los átomos involucrados en el sitio catalítico, en la especie libre  y en la especie adsorbida. Nuestros cálculos, a nivel correlacionado, DFT/B3LYP/6-31G** confirman la formación de un Enlace de Hidrogeno, O-H... p   en el complejo adsorbido [Z-OH-etileno].