Proyectos
Estructuras metal-orgánicas como catalizadores sólidos para la valorización de aceites esenciales
Resumen
Uno de los mayores desafíos en la ingeniería de materiales y la química verde es el diseño y preparación de sistemas catalíticos ambientalmente amigables, que permitan el desarrollo de procesos limpios, que trabajen a presión atmosférica, temperatura ambiente, y que sean altamente selectivos[1,2]. Los catalizadores sólidos formados por metales activos heterogenizados en sólidos fotoactivos constituyen un interesante campo de investigación, enmarcado dentro de la búsqueda de nuevos materiales catalíticos que conlleven a la renovación de procesos existentes, que permitan la separación fácil del catalizador, su reutilización y que en lo posible trabajen bajo condiciones ambientales de presión y temperatura o utilicen fuentes de energía alternativa como la luz solar [3]. En la búsqueda de nuevos materiales híbridos heterogéneos aplicados a procesos de oxidación, se ha logrado avanzar en la unión covalente de diferentes complejos de dioxo-molibdeno (MoO2) sobre óxido de titanio comercial P-25 y sobre TiO2 mesoporoso por una ruta original de síntesis [4,5]. Estos materiales han mostrado excelente actividad y estabilidad en la oxidación selectiva de fosfinas, alquilbencenos [6,7], en la degradación de contaminantes [7,8], y en la foto-epoxidación de alquenos [9,10]. Recientemente, el desarrollo de estructuras solidas metal orgánicas (abreviadas en inglés como MOF= metal organic framework) ha crecido considerablemente al reunir una variedad de propiedades texturales como alta porosidad y grandes áreas superficiales [11]. En este continuo desarrollo un centro activo de dixomolibdeno (VI) (MoO2Cl2) ha sido incorporado con éxito en un estructura MOF de bipiridina-dicarboxilato utilizando un átomo de galio como conector, obteniendo el sistema MoO2Cl2@COMOC-4 el cual ha mostrado ser activo, selectivo y estable en la epoxidación de cicloalquenos y aceites vegetales en presencia de tert-butil-hidroperóxido (TBHP) [12,13]. Pretendiendo avanzar en el desarrollo de sistemas de epoxidación de moléculas de interés industrial y farmaceutico, y basado en los recientes avances obtenidos en nuestro grupo[13,14] este proyecto busca la valorización de aceites esenciales extraídos de productos naturales por su modificación en productos oxigenados de interés comercial, el cual es un tema de investigación de interés actual [15–17]. En este contexto, esta propuesta de investigación está dirigida a sintetizar un nuevo catalizador sólido MOF post-funcionalizado con la unidad MoO2Br2 denominado MoO2Br2@COMOC-4 y estudiar su actividad catalítica en reacciones de epoxidación de una molécula de interés comercial extraída de un aceite esenciales empleando O2 molecular como agente oxidante De esta propuesta se espera obtener: 1- Un nuevo sistema catalítico activo y sólido para reacciones de epoxidación de aceites esenciales suficientemente estable para ser reutilizado, 2- Avanzar en el diseño de materiales que por emulación de centros activos naturales trabajen con agentes oxidantes verdes como el O2 molecular, 3- Nuevos materiales que por su estabilidad y condiciones de trabajo permitan en el futuro el desarrollo de nuevas tecnologías en la obtención de productos de interés comercial y farmacéutico con una alta selectividad y menos impacto en términos ambientales. Palabras Claves: Valorización de aceites esenciales, Estructuras Metal Orgánicas (MOF), catalizadores para epoxidación.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable