dc.description.abstract | El contenido de este proyecto forma parte de una línea de investigación que se
desarrolla en el Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Escuela Superior de Ciencias
Experimentales y Tecnología que aborda el estudio de la síntesis, caracterización y aplicación
catalítica de materiales zeolíticos y mesoestructurados funcionalizados con aluminio como
heteroátomo.
La acilación de Friedel- Crafts de compuestos aromáticos, para su posterior uso en la
industria farmacéutica, es una de las reacciones de mayor interés en el campo de la química
fina. Esta reacción se ha llevado a cabo tradicionalmente utilizando catalizadores ácidos
homogéneos, pero la gran toxicidad de los efluentes generados obligó a modificar los
catalizadores, comenzando así el auge de los catalizadores heterogéneos. En un principio se
comenzaron a utilizar zeolitas, sin embargo, su pequeño tamaño de poro ocasionó problemas al
catalizar moléculas voluminosas. Para solventar el problema surgió el uso de materiales
mesoestructurados, pero con ellos se perdía acidez y estabilidad térmica con respecto a las
zeolitas. Como consecuencia, comenzó el estudio de materiales híbridos zeolítico-mesoporosos
que conjugaran la fuerza ácida de las zeolitas y el tamaño de poro de los materiales
mesoestructurados.
En este trabajo se ha estudiado el comportamiento de la zeolita Beta, del material
mesoporoso Al-MCM-41 y del material híbrido zeolítico-mesoporoso HBM en la reacción de
acilación de Friedel ¿Crafts del 2-metoxinaftaleno para obtener 6-acetil-2-metoxinaftaleno,
precursor del naproxeno y por tanto, compuesto de gran importancia en la industria
farmacéutica.
Además se ha realizado un estudio de diferentes variables de síntesis que afectan al
catalizador híbrido zeolítico-mesoporosos HBM y así poder determinar cuáles son las
condiciones más favorables para su preparación, en función de la conversión de 2-
metoxinaftaleno y de la selectividad hacia el producto de interés que se obtenga. Se ha
comparado el efecto del tiempo de precristalización, el contenido de aluminio, la reutilización
del catalizador en varios ciclos sin regenerarlo, la regeneración del catalizador y la inhibición
del catalizador como consecuencia de la presencia de producto.
El seguimiento de la reacción se realiza utilizando la técnica analítica de cromatografía
de gases (GC), identificando los productos a partir de las sustancias puras comerciales. Para la
determinación cuantitativa se ha llevado a cabo el método de calibración con patrón interno. El catalizador híbrido HBM que mejores resultados catalíticos ofrece en función del
tiempo de cristalización es el obtenido empleando cero días de precristalización (HBM(0+2)) y
en función del contenido de aluminio, los mejores resultados son obtenidos empleando la
relación Si/Al = 60 (HBM(0+2)60). La actividad catalítica de los materiales híbridos es, en
todos los casos, superior a la obtenida al emplear el material mesoporoso de referencia, en
cambio, no se consiguen los mismos valores que al emplear la zeolita Beta. Este resultado,
puede ser debido a que esta zeolita engloba accesibilidad y fortaleza ácida. Los estudios de
inhibición llevados a cabo muestran que existen una fuerte desactivación del material hibrido
por adsorción de los productos de reacción sobre los centros ácidos del material. Se ha
observado, además, que el catalizador híbrido HBM no pierde completamente la actividad tras
varios ciclos de utilización y que con el proceso de regeneración térmica es posible recuperar
parte de la actividad inicial del catalizador. También se ha observado que la adicción de
producto al inicio de la reacción ocasiona una importante pérdida de actividad del catalizador
híbrido HBM, ya que se produce el efecto de inhibición. | en_US |