Estudios de la actividad catalítica en reacciones de hidrogenación para sistemas homogéneos de sustratos insaturados, con complejos de Ru (II)

Abstract

En este trabajo de investigación se confirmaron las estructuras de los complejos tricloro(nitrosil)bis[trifenilfosfina]rutenio(II) [I] y bis[clorotris(trifenilfosfina)rutenio](II) [II] mediante espectroscopia infrarroja, los cuales fueron sintetizados previamente en el Laboratorio de Organometálicos. Una vez confirmada la estructura se optimizó la actividad catalítica de los complejos de Ru(II) para la hidrogenación del 1-hexeno y ciclohexeno en medio homogéneo, estudiando las variables: tiempo, temperatura, presión, relación sustrato/catalizador, efecto del solvente y exceso de ligando; donde se obtuvo como resultado que ambos catalizadores presentan buena actividad y selectividad; TON 592 y TOF 394,5 h-1 para [I] y TON 1896,6 y TOF 7586,7 h-1 para [II]. Así mismo, se determinó que a bajas presiones de H2 el catalizador [II] genera isómeros cis y trans-2-hexeno. Para la separación y cuantificación de los productos de reacción se utilizó la técnica de cromatografía de gases. Por último, se propuso un ciclo catalítico para la hidrogenación del 1-hexeno basado en cálculos de propiedades termodinámicas (entalpias de formación) con los métodos semiempíricos PM6 y PM7 para el complejo [I], encontrándose que ambos métodos discrepan considerablemente. El calor de formación total del ciclo es menor a cero y, puesto que la energía libre de Gibbs se define como Δ𝐺����=Δ𝐻����-𝑇����Δ𝑆����, el hecho de que el ciclo sea exotérmico garantiza que el proceso sea espontáneo. Experimentalmente este resultado coincide con el hecho de que en condiciones suaves es posible observar conversión.