Diseño de catalizadores de Ru,Co y Ni soportados en materiales carbonosos para su aplicación en la hidrogenación estereoselectiva de paracetamol

Resumen

La hidrogenación estereoselectiva de 4-acetamidofenol (Paracetamol) para la producción de trans-4-acetamidociclohexanol se llevo a cabo empleando catalizadores heterogéneos de Ru, Co y Ni soportados sobre un grafito de alta superficie (H) y un tamiz molecular de carbón (S). Los resultados catalíticos dependen, en primer lugar, de las propiedades intrínsecas de cada metal. Así, en general, el Ru es el metal más activo, la selectividad química (hidrogenación total del anillo aromático vs.hidrogenación parcial) es Ru-Ni mayor o, y la selectividad diastereomérica (formación del isómero trans el 4-acetamidociclohexanol vs.isómero cis) es mayor empleando Co. Por otro lado, la selectividad (tanto química como diastereomérica) depende de las especies absorbidas y de su proporción relativa. Así cuando la adsorción del Paracetamol se produce de un modo co-planar, respecto del a superficie, se favorece la formación del producto de hidrogenación total del anillo y el isómero cis, mientras que si la adsorción es no plana se favorece la formación de productos de hidrogenación parcial y, si la hidrogenación prosigue, la formación del isómero trans. La proporción de estas especies adsorbidas dependen del tamaño y densidad electrónica de las partículas metálicas (cuanto mayor sea mayor probabilidad de adsorción no plana del Paracetamol). La caracterización de los catalizadores por microcalorimetría de adsorción de CO y empleando la reacción modelo de hidrogenolisis e isomerización de n-butano permite relacionar las propiedades estructurales y electrónicas de las partículas metálicas con los resultados de selectividad en la reacción de hidrogenación de Paracetamol. La combinación de Ru y Co, empleando el grafito de alta superficie como soporte, dio lugar a la formación de aleaciones superficiales Ru-Co.