Generación de productos de valor agregado a partir de reacciones de fotooxidación de aceites esenciales catalizadas por centros activos de dioxomolibdeno (VI)

Abstract

La generación de productos de valor agregado a partir de materias primas renovables es un campo de gran interés en un contexto de cambio climático. En este sentido, los procesos de oxidación de materias primas como los aceites esenciales, que contienen compuestos como los fenilpropanoides, son prometedores para sustituir materiales provenientes del petróleo por ser en su gran mayoría contaminantes. En esa vía la presente investigación se centró en la evaluación de un catalizador tipo MOF de galio post-funcionalizado con centros activos de dibromodioxomolibdeno(VI) en la fotooxidación del trans-anetol (compuesto mayoritario del aceite esencial del anís estrellado), empleando hidroperóxido de ter-butilo (TBHP) y O2 como agentes oxidantes. Se estudió la influencia de la masa del catalizador en la reacción, la variación de longitud de onda de radiación, el cambio del agente oxidante y la comparación entre dos catalizadores: MoO2Br2@COMOC-4 y MoO2Cl2@COMOC-4. Se demostró que la mayor conversión (39%) del trans-anetol y la más alta selectividad (22%) hacia el producto 2-(4-metoxifenil)-3-metiloxirano se obtuvieron en presencia de oxígeno, con una radiación de 410 nm, una relación sustrato/molibdeno de 3:1, a 25 °C, tras 8 horas de reacción. La estabilidad de la estructura del catalizador se caracterizó mediante difracción de rayos X en polvo. Además, los ensayos de reutilización mostraron que la actividad catalítica del MoO2Br2@COMOC- 4 aumenta durante el segundo ciclo de reacción en presencia de O2 debido a la reoxidación del centro metálico. En ausencia de O2 y con TBHP la actividad en el segundo ciclo de reacción disminuye. El TBHP genera radicales por fotolisis en presencia de radiación lo que afecta la selectividad del proceso. A 25°C no se observó una formación significativa del epóxido, sin embargo, al aumentar la temperatura a 60°C y con una radiación a 410 nm, la producción del epóxido se incrementó en un 24% utilizando el agente oxidante TBHP. Con respecto a la comparación de los catalizadores MoO2Br2@COMOC-4 y MoO2Cl2@COMOC-4, se observó una mayor actividad con el ligante bromo, atribuida a su mayor capacidad de donación de carga en contraste con el cloro. (Texto tomado de la fuente)