Aminación reductora electrocatalítica de aldehídos y cetonas con nitrito acuoso

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Química sustentable
• Síntesis orgánica

Sus antecedentes:

• Los residuos de nitrógeno oxidado presentan un desafío, pero ofrecen un potencial para la síntesis química sostenible.
• La aminación reductora es una reacción clave de acoplamiento C-N, pero se buscan métodos alternativos para procesos más ecológicos.
• Los enfoques electrocatalíticos ofrecen rutas prometedoras para transformaciones químicas eficientes y selectivas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una reacción electroquímica alternativa de aminación reductora utilizando nitrito como fuente de nitrógeno en un electrolito acuoso neutro.
• Identificar electrocatalizadores eficientes para la reducción de nitritos a intermedios oxímicos y posterior reducción de oximos a aminas.
• Establecer una síntesis electroquímica sostenible de compuestos organonitrogénicos en un solo recipiente y en dos pasos.

Principales métodos:

• Desarrollo de un criterio de selección para los electrocatalizadores de reducción de nitritos.
• Síntesis electroquímica de oximas mediante el uso de electrocatalizadores de paladio (Pd).
• Reducción electroquímica de oximas a aminas mediante el uso de un electrocatalizador de plomo/óxido de plomo (Pb/PbO).
• Conversión electroquímica de una sola olla y dos pasos de acetona a isopropilamina.

Principales resultados:

• El paladio (Pd) demostró una alta eficiencia (eficiencia Faradaic del 82%) para la electrosíntesis de oxima a partir de nitrito a -0.21 V frente a RHE.
• Los sustratos aromáticos de carbonilo mostraron una supresión de la formación de oximas y un aumento de la reducción de alcohol.
• Un electrocatalizador Pb/PbO con oximas reducidas selectivamente en un electrolito acuoso neutro.
• La acetona se convirtió en isopropilamina con un rendimiento del 85% y una eficiencia Faradaic global del 50% en un proceso de una olla y dos pasos.

Conclusiones:

• La aminación reductora electroquímica mediante nitrito es una alternativa viable y sostenible a los métodos tradicionales.
• La selección de catalizadores es crucial para optimizar la formación de oximas y su posterior reducción, con Pd y Pb/PbO mostrándose prometedoras.
• El método electroquímico desarrollado de una sola olla y dos pasos ofrece una ruta eficiente para sintetizar compuestos organonitrogénicos valiosos a partir de precursores simples.