Estrategias sintéticas en la obtención de catalizadores con ligandos carbeno N-heterocíclicos solubles en aguatransformación de CO2 y estudio de procesos catalíticos mediante la activación por MW o US

Resumen

Durante la última década, ha tomado gran importancia el desarrollo de proceso químicos que sean respetuosos con el medio ambiente, lo que ha centrado la atención en el diseño de procedimientos que promuevan una economía atómica y el uso de reactivos no tóxicos. La reducción de impacto medioambiental y la búsqueda de procesos novedosos para la sustitución de disolventes orgánicos volátiles, se ha convertido en un gran reto para la industria. El CO2 es uno de los principales gases de efecto invernadero causantes del calentamiento global y su presencia en la atmósfera ha crecido de forma exponencial en los últimos años. La eliminación de CO2 de las emisiones industriales reduciría los efectos negativos que provoca como invernadero. Poder reciclar CO2 en lugar de almacenarlo, resulta mucho más atractivo si existen procesos para la conversión de esta materia prima en productos de mayor utilidad. Existen casos bien conocidos dentro de lo que se denomina ¿catálisis verde¿, donde se incluyen metodologías en la reducción de cetonas o iminas a través de transferencia de hidrógeno utilizando como fuente de hidrógeno alcoholes (típicamente 2-propanol). En este trabajo, se describe por primera vez el uso de 2-propanol (iPrOH) como fuente de hidrógeno en la hidrogenación de CO2 a formiato, utilizando catalizadores de iridio y rutenio con ligandos carbeno N-heterocíclicos (NHC) solubles en agua. La sustitución de H2 por iPrOH como fuente de hidrógeno representa importantes ventajas, ya que lo hace un proceso más simple, más seguro y respetuoso con el medio ambiente. A raíz del creciente interés académico e industrial en el cumplimiento de los principios fundamentales de la química verde, el concepto de economía atómica se ha convertido en el objetivo principal cuando se lleva a cabo una reacción química. Las reacciones de isomerización son un ejemplo típico de economía atómica. Entre estas reacciones, la isomerización de alcoholes alílicos , en las que se genera un compuesto carbonílico, es un proceso de gran importancia desde el punto de vista económico, debido a que proporciona una ruta sintética sencilla para la obtención de materias primas de gran valor en síntesis orgánica. Si además, este procedimiento sintético se lleva a cabo en medio acuoso, se potencia en gran medida su conveniencia y economía. En este contexto, el presente trabajo describe el estudio de la actividad catalítica de complejos de [Ru(¿6-areno)(NHC)] hidrosolubles en la isomerización catalítica de alcoholes alílicos en medio acuoso, así como su capacidad para ser reutilizados en el proceso. En los últimos años, la aparición de nuevas metodologías sintéticas que implementan los preceptos de la química verde, reducción de residuos y ahorro de energía, han adquirido gran importancia. Uno de los parámetros más importantes al momento de hacer una reacción según las pautas de la química verde es la elección del disolvente, el cual debe poseer baja toxicidad, no ser volátil, inflamable y poseer amplia disponibilidad, entre otros. En este aspecto, el glicerol ha atraído mucho la atención debido a su extraordinario bajo coste, disponibilidad y sus propiedades químicas y físicas. En este trabajo, se describen diversos estudios catalítico comparando el método convencional de activación de transferencia de hidrógeno (activación térmica) y metodologías alternativas como microondas (MW) y ultrasonidos (US), utilizando glicerol, que actúa como disolvente y dador de hidrógeno. Así mismo, se estudia la actividad catalitica de complejos de [Pd(NHC)(Cl)2Py] en reacciones de acoplamiento Suzuki-Miyaura.