Efecto de la acidez en el comportamiento de tamices moleculares para la obtención de ésteres

Abstract

Los catalizadores homogéneos que intervienen en la síntesis orgánica son es su mayoría corrosivos, tóxicos y a una vez usados son desechados al ambiente ocasionando problemas de contaminación, estas son algunas de las desventajas que incentivaron a los investigadores a producir nuevos catalizadores con otras propiedades que minimicen estos problemas, para tal fin se incluyeron en las reacciones de síntesis orgánica catalizadores sólidos, los cuales forman una fase heterogénea con los reactivos, son reutilizados y fácilmente recuperables. El presente trabajo de investigación se analizó el efecto de la acidez en el comportamiento de los catalizadores zeolíticos Y y 􀈕 a través de la reacción de esterificación de los ácidos carboxílicos aromáticos con metanol para la obtención de ésteres. La metodología experimental se inicio con la preparación de las zeolitas protónicas por el método indirecto el cual consiste en un intercambio con iones amonio seguido de una descomposición térmica, también se prepararon dos muestras de la zeolita Y desaluminada a través de un tratamiento hidrotérmico (DHY600 y DHY800) y dos muestras 􀈕 desaluminadas las cuales se sometieron a un tratamiento químico con una solución de ácido clorhídrico (HCL) a diferentes concentraciones obteniéndose los sólidos DH􀈕1.5 y DH􀈕3, por último se impregnaron con ácido sulfúrico (H2SO4) las zeolitas HY, DH􀈕3 y una muestra de sílice-alúmina a través del método de humedad incipiente. Los sólidos preparados se caracterizaron a través de las técnicas de difracción de rayos-X, adsorción física de nitrógeno y absorción atómica, posteriormente se evaluó la actividad catalítica de cada una de estas zeolitas a partir de la reacción de esterificación del ácido benzoico (AcBz) con metanol (MeOH) [reacción modelo] bajo las siguientes condiciones: presión atmosférica, temperatura de 60 °C, tiempo de reacción de 24 horas, relación molar AcBz/MeOH de 1/10 y una relación másica catalizador/AcBz de 1/4. Las zeolitas HY, DHY600, DHY800 y H􀈕 no presentaron actividad catalítica. A diferencia de estas zeolitas, las desaluminadas 􀈕 si reportaron actividad catalítica con una conversión molar de 6.8 % para la DH􀈕1.5 y de 14 % para el caso de la DH􀈕3. La actividad de los sólidos impregnados fue superior, pero se presume que la misma es producto de una catálisis homogénea debido a la perdida de ácido proveniente de estos sólidos. En la reacción de esterificación del ácido phidroxibenzoico (AcphBZ) con MeOH se obtuvo una conversión molar de 10 % utilizando la DH􀈕3 con una relación másica catalizador/AcphBz de 1/4, una relación molar AcphBZ/MeOH de 1/10, a una temperatura de 60 °C y a presión atmosférica. En todas las reacciones la selectividad fue de 100 % con respecto a los ésteres sintetizados e del independiente catalizador utilizado y de la conversión.