Síntesis de productos químicos de alto valor agregado mediante reacciones One-Pot Tándem condensación/hidrogenación sobre catalizadores del tipo MOFS
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2024
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Abstract
La transformación catalítica de la biomasa se presenta como una ruta eficiente y selectiva para la generación de combustibles no convencionales y de productos químicos con valor agregado. El acoplamiento C-C de moléculas derivadas de la biomasa y posterior hidrogenación se ha planteado hoy día como una reto científico y novedoso. En este trabajo de tesis doctoral se estudió la actividad catalítica de las mallas metal-orgánicas (MOFs por sus siglas en inglés) sobre la condensación aldólica del benzaldehído y acetona sobre catalizadores mono- y bimetálicos-UiO-66 de Zr(IV), Hf(IV) y Ce(IV). Todos los catalizadores fueron sintetizados por el método solvotermal y se caracterizaron utilizando diversas técnicas analíticas. La actividad catalítica de las reacciones de condensación e hidrogenación se llevaron a cabo en un reactor discontinuo. Los resultados mostraron que la mayor actividad se observó sobre el Hf-UiO-66 debido al carácter oxofílico del metal, mostrando una mayor velocidad inicial de reacción para dar benzalacetona sin desactivar sus sitios activos. Efecto contrario se observó al cambiar el enlazador orgánico (ácido-2,5-piridin tereftálico) conllevando a cambios en la actividad catalítica y selectividad. En base a estos resultados, se seleccionó al Hf-UiO-66 como base del MOF con mejor potencial para su uso como soporte de las nanopartículas de ReOx- y ReOx-Pd. La caracterización fisicoquímica puso de manifiesto que las propiedades de estos materiales tras la adición con éxito de estas especies químicas, no alteró la cristalinidad del soporte microporoso. La evaluación catalítica de estos materiales en la hidrogenación de la benzalacetona mostró que todos presentan actividad catalítica con pequeñas variaciones en la selectividad hacia la formación de productos químicos de interés industrial. Finalmente, el ReOx-Pd/UiO-66 se evaluó en la reacción one-pot tándem condensación/hidrogenación mostrando actividad para ambas reacciones partiendo de la mezcla de sustratos benzaldehído/acetona.
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Tesis (Doctor en Química)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2024