Diseño de catalizadores a partir de materiales renovables y su aplicación en química verde

Abstract

El presente trabajo de Tesis se centra en el diseño de complejos organometalicos a partir de sales de metales de transición y productos derivados de biomasa a los fines de obtener catalizadores heterogéneos. Los halogenuros y nitratos de metales de transición son sales de desecho de muchas industrias, y resulta interesante la síntesis de compuestos novedosos que puedan aplicarse como catalizadores en procesos industriales para la transformación de productos derivados del petróleo o de biomasa. Teniendo en cuenta los principios de la Química Verde, estos catalizadores se sintetizan a partir de las sales de metales de baja toxicidad, es decir especies derivadas de Fe2+, Fe3+, Cu2+y Zn2+ además de Al3+. Entre los posibles productos derivados de biomasa, los carbohidratos presentan grupos oxhidrilos capaces de coordinar un centro metálico por ser bases de Lewis. Entre éstos se encuentran las ciclodextrinas (CD) que son oligómeros cíclicos formados por uniones α(1-4) de α-D-glucopiranosa. Un aspecto importante que ha sido abordado durante el desarrollo de este trabajo es la utilización de las ciclodextrinas como ligandos asimétricos coordinados a centros metálicos. Estos complejos, combinan las propiedades catalíticas de los metales de transición con las características de asimetría de las ciclodextrinas, en un solo catalizador. Se describe entonces el diseño y caracterización de los complejos mencionados, además de su estudio como catalizadores en reacciones de oxidación de alquenos, esterificación enantioselectiva, acoplamiento oxidativo, reducción de cetonas proquirales e hidrogenación. Estas reacciones fueron elegidas ya que, actualmente involucran procesos de alto impacto ambiental y gran costo energético, o emplean reactivos tóxicos o de peligrosa manipulación. Para el desarrollo de estos nuevos sistemas de reacción, se buscaron condiciones que no sean perjudiciales al medio, optimizando la obtención de los productos deseados, teniendo en cuenta los principios de la Química Verde en un análisis integral.