"Catálisis básica heterogénea y sus aplicaciones en síntesis orgánica. Preparación, caracterización y propiedades catalíticas de óxidos basados en MgO."

Producción CyT

Tesis

Autoría

DIEZ, VERONICA KARINA

Fecha

01/01/1999

Resumen Información suministrada por el agente en SIGEVA

Dentro de las reacciones orgánicas que emplean catalizadores básicos, las reacciones tipo condensación aldólica de aldehídos, cetonas, nitrilos y ácidos carboxílicos y las reacciones de deshidratación-deshidrogenación de alcoholes son ampliamente utilizadas. Las condensaciones aldólicas permiten sintetizar compuestos orgánicos con nuevos enlaces C-C. Una aplicación importante de este tipo de reacciones es la obt... Dentro de las reacciones orgánicas que emplean catalizadores básicos, las reacciones tipo condensación aldólica de aldehídos, cetonas, nitrilos y ácidos carboxílicos y las reacciones de deshidratación-deshidrogenación de alcoholes son ampliamente utilizadas. Las condensaciones aldólicas permiten sintetizar compuestos orgánicos con nuevos enlaces C-C. Una aplicación importante de este tipo de reacciones es la obtención de valiosas cetonas y aldehídos a,b-insaturados que se emplean, entre otras cosas, en la producción de solventes, fragancias, fármacos y saborizantes. Generalmente, las descomposiciones de alcoholes se producen por deshidratación a olefinas y éteres sobre catalizadores sólidos ácidos, y por deshidrogenación a cetonas y aldehídos sobre catalizadores sólidos básicos. No obstante, ciertas bases sólidas promueven reacciones de deshidratación de alcoholes a través de mecanismos y con una distribución de productos, que difieren de las descomposiciones catalizadas por ácidos. Estas reacciones se llevan a cabo industrialmente mediante el empleo de catalizadores básicos líquidos. Sin embargo, debido a una creciente preocupación ambientalista, el reemplazo de tecnologías que emplean catalizadores básicos líquidos por aquellas que utilizan catalizadores básicos sólidos es altamente deseable. El empleo de catalizadores básicos sólidos tiene las ventajas de que elimina los problemas de corrosión de las plantas químicas y debido a que la separación, recuperación y regeneración del catalizador sólido es total, se evita el problema de contaminación ambiental y es posible diseñar procesos continuos. En este trabajo, se preparan y caracterizan catalizadores basados en MgO promovidos con cationes alcalinos y alcalinos térreos, para ser utilizados en la obtención de cetonas a,b-insaturadas mediante la reacción de autocondensación aldólica de acetona. El método de preparación elegido involucra la obtención de MgO de alta superficie específica por hidratación de MgO comercial, el cual posteriormente es impregnado a humedad incipiente con soluciones acuosas de sales conteniendo cationes alcalinos y alcalinos térreos. La descomposición de 2-propanol, que permite obtener selectivamente acetona y propeno, se lleva a cabo sobre catalizadores de MgO modificados con cationes alcalinos, y también se utilizan óxidos mixtos de Mg-Al. La preparación de estos óxidos mixtos, involucra una primera etapa en la que se obtienen precursores hidrotalcíticos altamente homogéneos, mediante la técnica de coprecipitación. Las características de esta técnica de preparación y el proceso de descomposición de los precursores, para arribar a los óxidos mixtos, son estudiados en este trabajo. Las técnicas analíticas empleadas en la caracterización de todos los catalizadores preparados en este trabajo son: espectroscopía de absorción atómica (EAA), determinación de superficies específicas por el método BET, difracción de rayos X (DRX), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), espectroscopía infrarroja de CO2 preadsorbido (FTIR), desorción de CO2 a temperatura programada (TPD de CO2), quimisorción de CO2. Finalmente, se presentan los resultados catalíticos obtenidos a presión atmosférica durante la autocondensación de acetona sobre catalizadores M/MgO Serie A (M = Li, Na, K, Cs, Ca, Sr, Ba). También se discuten los resultados obtenidos en la descomposición de 2-propanol sobre muestras M/MgO Serie B (M = Li, Na, K, Cs) y óxidos mixtos de Mg-Al (HTC). En ambos casos se trata de identificar las propiedades ácido-base superficiales presentes en los catalizadores y analizar la intervención que los sitios básicos tienen en el mecanismo de la reacción.

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Palabras Clave

MgOCATALIZADORES SOLIDOS BASICOSDESCOMPOSICION DE ALCOHOLESCONDENSACION ALDOLICA