Evaluación de la síntesis y uso de complejos de Co, de Ni y de la reacción de sulfoxidación desde la óptica de la química verde

Abstract

Este trabajo de Tesis Doctoral se planteó con tres objetivos fundamentales. En primera instancia, la síntesis y caracterización de complejos de sales de cobalto y níquel con ligandos de origen natural, en diferentes solventes. En segundo lugar, el uso de los complejos como catalizadores en la reacción de oxidación de sulfuros orgánicos. Por último la implementación y evaluación de los principios de la Química Verde, utilizando métricas verdes. En el Capítulo I se presenta la Introducción General, la cual proporciona algunos de los conceptos más importantes relacionados a la química organometálica y los complejos organometálicos, identificando las diferentes metodologías de síntesis, su formación y caracterización. Por otra parte, su uso como catalizadores en reacciones de oxidación de sulfuros orgánicos y los aspectos de relevancia en el estudio y evaluación de métricas en Química Verde. En el Capítulo II se aborda el estudio de la síntesis y técnicas de caracterización de complejos con sales de metales de transición y ligandos de origen natural como ciclodextrinas y aminoácidos entre otros. De igual forma, se explica el uso de técnicas como FT-IR, TGA y UV.Vis. RD entre otras, como herramientas para la caracterización de los complejos obtenidos. A su vez, se ratifica el uso de estas metodologías como una herramienta estandarizada para el estudio y caracterización de complejos de inclusión entre ciclodextrinas nativas, aminoácidos y otros ligandos de origen natural con sales de metales de transición. En el Capítulo III se describen los estudios de caracterización de los complejos obtenidos entre las ciclodextrinas nativas y las sales de Cl-, Br- y NO3- de Co2+ o de Ni2+. En este capítulo se presentaron, los resultados aportados por las diferentes técnicas descritas en el Capítulo II. Además, se presentan el uso de solventes más amigables para el medio ambiente en la síntesis de los complejos y la introducción de un segundo ligando o coligando asimétrico en el mismo. En el Capítulo IV se presentan los estudios de caracterización de complejos con -CD y distintas sales de metales de transición y aluminio en acetato de etilo, y de bromuro de cobalto o níquel en dimetil carbonato. Está es una propuesta de solventes más amigables para el medio ambiente, y que cumplen con los estándares de la Química Verde. De igual manera, se analiza la incidencia que puede tener el solvente en el complejo final. En el Capítulo V se describen las Reacciones de Oxidación de Sulfuros Orgánicos, para la obtención de sus respectivos sulfóxidos. Se presenta la reactividad de diferentes sustratos de acuerdo a: la posición del sustituyente y el grupo funcional presente en la molécula; el uso de complejos de γ-CD/CoBr2 sintetizados en diclorometano o en acetato de etilo como catalizadores en la oxidación de sulfuros; la introducción de un segundo ligando natural asimétrico en el complejo de γ-CD/CoBr2, con el objetivo de inducir enantioselectividad en la reacción. Cabe destacar que en esta metodología se emplea catálisis heterogénea, que permite seguir con los principios y parámetros de la Química Verde, siendo así una propuesta más sustentable en la síntesis de sulfóxidos. En el Capítulo VI se exponen los resultados de la evaluación de parámetros verdes, empleando metodologías o algoritmos, no solo de tipo cuantitativo relacionadas con el rendimiento de la reacción, sino parámetros de tipo holístico semicuantitativo. Estas métricas permitieron evaluar las condiciones de la reacción, su viabilidad, sustentabilidad y coherencia en el diseño y práctica con los principios de la Química Verde, para la obtención de sulfóxidos orgánicos. En el Capítulo VII se presentan las conclusiones generales de este trabajo de Tesis Doctoral.