Oxidación de hidrocarburos aromáticos en condiciones de catálisis por transferencia de fase

Número: 
Autores/Authors: 
Juan Enrique Tacoronte Morales, María Teresa Cabrera Pedroso, Francisco Coll Manchado
Palabras Claves / Key words: 
oxidación, catálisis por transferencia de fase, permanganato, sales de amonio, alquilaromáticos, oxidation, phase transfer catalysis, permanganate, ammonium salt, alkyl aromatics
Resumen: 

Se reporta la oxidacion de substratos alquilaromáticos hasta derivados carboxílicos y carbonílicos, en condiciones de catálisis por transferencia de fase (cetiltrilmetilamonio, MnO4 -, CH2Cl2-H2O, intervalo de temperaturas). Se detallan y analizan las condiciones de reacción (relaciones molares de los reactantes, volumenes de mezcla reaccionantes, tiempos de reacción). Se analizaron, para incrementar la eficiencia, condiciones cromatográficas para detección e identificación cualitativa de derivados carboxi- y carbonílicos, mediante cromatografía de capa delgada empleando cromatoplacas de gel de sílice 60G de 0,25 mm de espesor y como revelador una disolución 1 % de vainillina en HClO4 al 50 % o cámaras con vapores de yodo. Para identificar derivados carboxílicos se emplearon óxidos de silicio y aluminio en capa delgada y mezclas con almidón, revelando con disoluciones hidroalcohólicas de indicadores. Para la detección de derivados carbonílicos se empleó gel de sílice aditivado con polietilenglicol 4000 ( 30 g SiO2 + 12 g polietilenglicol-4000). La elusión se desarrolla con una mezcla de disolventes: CCl4-etanol (120 : 1, v/v) y el revelado con vapores de iodo. Los resultados permitieron optimizar el rendimiento (> 70 %) y el proceso de purificacion de los derivados. Este procedimiento de oxidación interfásica inhibe el proceso autocatalítico de destrucción del KMnO4 en las condiciones de reaccion y la adsorción de productos sobre el óxido de manganeso (IV) generado. El procedimiento descrito permite minimizar la producción y volúmenes de residuos contaminantes. Se propone un mecanismo hipotético del proceso de oxidación. Los compuestos obtenidos fueron caracterizados mediante técnicas físico-químicas, las cuales permitieron corroborar las estructuras de los ácidos y cetoderivados sintetizados

Abstract: 

The oxidation of alkylaromatic substrates under phase transfer catalysis conditions for obtaining carboxylic and carbonilic derivatives is reported (cetyltrilmethilamonio, MnO4 -, CH2Cl2-H2O, range of temperatures). Reaction conditions (molar rates and relations of reagents, volumes of reaction mixture, reaction times) are detailed. Cromatographic conditions for detection and increasing the efficiency of qualitative identification of carboxi- and carbonile derivatives were analyzed by means of thin layer chromatography using silicagel chromatoplates 60G of 0,25 mm of thickness and as developing reagent a 1 % vainilline solution in HClO4 50 % or chromato-cameras with vapors of iodine. To identify carboxylic derivatives silicon oxides and aluminum were used in thin layer or mixed with starch, revealing with hydroalcoholic solutions of indicators. For detecting carbonílic compounds silicagel modified with polyethyleneglycol 4000 (30 g SiO2 + 12 g polyethyleneglycol- 4000) was used. Elution is developed with a solvent mixture: CCl4-ethanol (120 : 1, v/v) and the synthesized compounds revealed with iodine vapors. The experimental data allows to optimize the yield (> 70 %) and the purification process of those derivatives. This procedure inhibits the autocatalytic process of destruction of the KMnO4 under the reaction conditions and the adsorption of target compounds onto manganese (IV) oxide. The described procedure minimizes the production and volume of residual wastes. An hypothetical mechanism of the oxidation is proposed. The obtained compounds were properly characterized using physical chemical methods, corroborating the proposed structures for generated acids and ketoderivatives

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