Sales metálicas soportadas en quitosano como catalizadores para la obtención de bases de Schiff

Abstract

Nowadays, green chemistry is focused on the search and development of new materials and processes that aims to reduce or eliminate the generation of hazardous chemical wastes and pollutants, and maximize the efficiency in the use of raw and reusable materials. In this regard, catalysis represents one of the most important issues to achieve these objectives. Particularly, nanocatalysts have emerged as a new sustainable alternative to conventional materials since they enclose characteristics of homogeneous and heterogeneous catalysts. In the present thesis, the obtaining of a metallic catalyst supported on a polymer solid structure is described, chitosan (CTS) was select as supporting material because of its unique characteristics that allow to obtain an easy handling support, and due to its versatility, different forms and shapes at macro and nanometric scale can be obtained. The electrospinning process is a versatile and easy to assemble technique that allows to create nanometric structures, through this process it is possible to improve some features of materials by increasing porosity and the surface area to volume ratio; enhancing this way the catalytic activity. The use of solid supports leads to an easy recovery and reuse of catalysts soluble in reaction media, polymeric supports have gained attention over inorganic supports because supporting polymers are cheap, environmentally friendly and allow accessibility to the catalytic center. Copper sulfate (CuSO4) and zinc sulfate (ZnSO4) where selected to be supported on chitosan because they are two catalysts widely used in organic synthesis, they usually conduce to more effective systems or even to synthesize products which would be otherwise hard to be obtained.

En la actualidad, la química verde se ha centrado en la búsqueda y el desarrollo de materiales y procesos que reduzcan o eliminen la generación de sustancias peligrosas y desechos tóxicos-contaminantes, y maximicen la eficiencia en la utilización de materias primas y materiales reutilizables. En este sentido la catálisis constituye una de las contribuciones más importantes para el desarrollo de estos objetivos. Particularmente, los nano-catalizadores han surgido como una nueva alternativa sostenible a materiales convencionales ya que engloban características propias de catalizadores homogéneos y heterogéneos. En el presente trabajo de tesis, se describe la obtención de catalizadores metálicos soportados en una base sólida constituida por un polímero, eligiendo al quitosano (CTS) como material de soporte por sus características únicas las cuales permiten obtener un soporte de fácil manejo, y debido su versatilidad, la obtención en distintas formas a escala macro y nanométrica. La técnica de electrohilado que permite crear estructuras nanométricas es una técnica versátil y de fácil ensamble, mediante este procesamiento se pueden mejorar las características de los materiales aumentando su porosidad y su relación área superficial/volumen; potenciando de esta forma su actividad catalítica. La utilización de soportes sólidos permite la fácil recuperación de los catalizadores que son solubles en los medios de reacción y el re-uso de los mismos, los soportes poliméricos han ganado terreno sobre los soportes inorgánicos ya que los polímeros utilizados para soportes son baratos, permiten la accesibilidad al centro catalítico y son amigables con el medio ambiente. Se eligieron las sales metálicas: sulfato de cobre (CuSO4) y el sulfato de zinc (ZnSO4) para ser soportadas en quitosano, debido a sus amplias aplicaciones catalíticas en síntesis orgánica, ya que su empleo conduce a sistemas más efectivos o incluso a la obtención de productos que de otra forma no podrían obtenerse.