Nanopartc̕ulas de oro y de iridio y su aplicacin̤ en catl̀isis - Santacruz Gutiřrez Lynay; Universidad Autn̤oma de Barcelona. Departamento de Qum̕ica
Los procesos catalt̕icos son una herramienta muy t͠il en la obtencin̤ de diversos compuestos de interš tanto acadm̌ico como industrial. Se busca entonces procesos que conlleven entre otros, altos rendimientos, elevada selectividad, tiempo de reaccin̤ ms̀ cortos, menores costos de produccin̤ y metodologa̕s respetuosas con el medio ambiente. Es por ello el interš en desarrollar sistemas catalt̕icos que puedan ayudar a suplir estas necesidades. Dada la relevancia de los sistemas catalt̕icos, se investig ̤sobre este tp̤ico en la presente tesis doctoral. Para ello, se parti ̤de la experiencia que tiene el grupo en la obtencin̤ de nanopartc̕ulas y su aplicacin̤ en catl̀isis. De este modo fueron de interš los materiales nanomťricos desde dos puntos de vista. El primero se basa en la utilizacin̤ de las nanopartc̕ulas metl̀icas como soporte de un organocatalizador y el segundo en la utilizacin̤ de las nanopartc̕ulas metl̀icas como catalizadores. En esta tesis doctoral se desarrollaron procesos catalt̕icos basados en el uso nanopartc̕ulas de iridio y oro. Siguiendo los resultados preliminares de la doctora Sandra Niembro en su tesis doctoral, se reprodujo y optimiz ̤la obtencin̤ de nanoparticulas de oro como soporte del organocatalizador cinconina. Para ello se obtuvieron nanopartc̕ulas de oro de acuerdo al mťodo de Brust. Luego, mediante una reaccin̤ de intercambio de ligando se obtuvieron nanopartc̕ulas de oro en cuya superficie se logr ̤anclar la cinconina. Con el organocatalizador soportado sobre las nanopartc̕ulas, se realizaron pruebas catalt̕icas en la reaccin̤ de adicin̤ enantioselectiva de <U+00CE>ł-aminacin̤ de <U+00CE>ø-cetoesteres a diferentes condiciones de temperatura y de cantidad (%mol) del catalizador. Se lograron altos porcentajes de rendimientos (97% a 0ʻC) y resultados de excesos enantiomřicos comparables con la literatura (78 % ee).Tambiň se realizaron algunas pruebas de recuperacin̤ y reutilizacin̤ del catalizador. Tambiň fueron de interš en esta tesis doctoral, la obtencin̤ de nanopartc̕ulas de iridio, las cuales fueron soportadas sobre un material hb̕rido orgǹico-inorgǹico, desarrollado previamente en nuestro grupo de investigacin̤. Luego de reproducir la obtencin̤ del material hb̕rido orgǹico-inorgǹico se prepararon las nanopartc̕ulas de iridio soportadas sobre tal material. Se obtuvieron nanopartc̕ulas (Ir/material hb̕rido) de un tamaǫ entre 0.5-1.4 nm y con 18 % Ir (93% rendimiento). Dado que los resultados obtenidos en la obtencin̤ de las nanopartc̕ulas Ir/material hb̕rido fueron muy reproducibles se decidi ̤aplicar el mťodo optimizado en la obtencin̤ nanopartc̕ulas de iridio soportadas sobre silica-gel (Ir/SiO2) y tambiň intentar obtener nanopartc̕ulas de iridio estabilizadas solo con el solvente de la reaccin̤ (difenil ťer). En ambos casos, se obtuvieron nanopartc̕ulas de iridio de tamaǫ similar a las anteriormente mencionadas (0.5-1.4 nm para Ir/SiO2; 0.5-1.3 nm y 23% Ir (91% rdt) para Ir/difenil ťer). El interš se centr ̤en las nanopartc̕ulas Ir/material hb̕rido y Ir/difenil ťer. Ambas fueron utilizadas como catalizadores en reacciones de oxidacin̤ de alcoholes bencl̕icos y el hidrocaburo xanteno utilizando oxg̕eno como oxidante, a 100 ʻC y tolueno. Los ensayos catalt̕icos, conllevaron la activacin̤ de las nanopartc̕ulas mediante un moderado calentamiento (135 ʻC) durante 2 horas. Se obtuvieron altos porcentajes de rendimiento alrededor del 90% hacia la formacin̤ del aldehd̕o (sustrato: alcohol). Se resalta que los resultados se lograron sin la adicin̤ de bases. Se realiz ̤una prueba de recuperacin̤ y reutilizacin̤ del catalizador Ir/difenil ťer con alto porcentaje de rendimiento. Los resultados obtenidos con estas nanopartc̕ulas de iridio desarrolladas en esta tesis doctoral, han sido de interš por otros investigadores y en estos momentos estǹ siendo evaluadas en colaboracin̤ por el grupo del Prof Sandro Cacchi, de la Universidad de la Sapienza en Roma. Se considera como perspectivas, que las nanopartc̕ulas de iridio podra̕n aplicarse como catalizadores en reacciones de oxidacin̤ de otros alcoholes y otros hidrocarburos. Adems̀ tal vez se podra̕ aplicar el mťodo de obtencin̤ de estas nanopartc̕ulas a otros metales con precursores metal-carbonilo.