Catálisis sinérgica: la importancia de la separación intermetálica en los catalizadores de apertura de anillos de CO

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Química de los polímeros
• Química organometálica

Sus antecedentes:

• Los catalizadores dinucleares ofrecen una mayor actividad y control en las reacciones de polimerización.
• El diseño de interacciones metal-metal sinérgicas es clave para mejorar el rendimiento catalítico.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la separación intermetálica en catalizadores heterodinucleares de cobalto y potasio en la copolimización de apertura de anillos (ROCOP).
• Para comparar la actividad catalítica de catalizadores con diferentes distancias Co-K para la copolimización de óxido de propeno (PO) con CO2 o anhídrido ftálico (PA).

Principales métodos:

• Síntesis de tres catalizadores heterodinucleares Co (III) K (I) con una coordinación similar pero con diferentes separaciones intermetálicas.
• Evaluación del rendimiento del catalizador en el ROCOP de PO con CO2 y PO con PA.
• Análisis de la actividad del catalizador en relación con la distancia intermetálica y el tipo de reacción.

Principales resultados:

• Un catalizador con una amplia separación de Co-K (8,06 Å) exhibió una alta actividad para PO/PA ROCOP pero fue inactivo para PO/CO2 ROCOP.
• Un catalizador con separación Co-K estrecha (3,59 Å) mostró una alta actividad para PO/CO2 ROCOP pero baja actividad para PO/PA ROCOP.
• Un sistema bicomponente mostró actividad para ambas reacciones a altas concentraciones, pero bajo rendimiento a bajas cargas.

Conclusiones:

• La separación intermetálica es un parámetro de diseño crítico para ajustar la selectividad del catalizador en ROCOP.
• El catalizador de separación amplia demuestra un excelente rendimiento para PO/PA ROCOP, lo que sugiere el potencial de catalizadores similares en copolimizaciones de epoxido/anhidrido.
• Se proponen diferentes mecanismos para el PO/PA y el PO/CO2 ROCOP en función de la estructura y la actividad del catalizador.