Mecanismo de cianossililação de aldeídos catalisada pela MOF MIL-101(Cr)

• Autor(a) principal: Aline de Oliveira
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9V6QVK
• topic: Catálise; Cianossililação; Metal-Organic Frameworks e DFT; Materiais porosos; Físico-química; Catálise; Dinamica molecular; Aldeídos; Compostos organometalicos

A Metal-Organic Framework (MOF) MIL-101(Cr) foi reportada como um bom catalisador para a reação de cianossililação de aldeídos. Esse processo constitui uma etapa importante na preparação de compostos como ß-aminoálcoois, a-hidroxiácidos, a-hidroxi-cetonas e a-aminoácidos, os quais são muito utilizados na preparação de fármacos e agroquímicos. A MIL-101(Cr) é um sólido altamente poroso, de poros largos e, portanto, pode ser utilizada como catalisador heterogêneo em processos que envolvam substâncias volumosas, tais como as moléculas de interesse biológico. O entendimento ao nível molecular da atuação dessa MOF como catalisador na cianossililação de aldeídos é de extrema relevância, pois permitirá a identificação das características desse material que tornam a catálise possível. Assim, as informações obtidas poderão auxiliar na proposta de novas MOFs, mais eficientes ou, de maneiras para otimização do desempenho catalítico da MIL-101(Cr). Por isso, nesta dissertação, a propriedade catalítica desse material é investigada para a reação de cianossililação de aldeídos, utilizando-se a DFT. Assim, foram realizados estudos de mecanismos de conversão de aldeídos em suas respectivas cianoidrinas trimetil-sililadas, através da adição de cianeto de trimetil-silano. Foram estudados cinco mecanismos catalisados, utilizando-se modelos de aglomerados metálicos para a descrição do sítio catalítico da MIL-101(Cr), e três mecanismos não catalisados, com o objetivo de serem comparados aos processos catalisados. Os resultados indicam que ambos os mecanismos, catalisado e não catalisado, ocorrem preferencialmente através de processos concertados, nos quais há formação de um estado de transição que apresenta um ciclo de cinco membros. Além disso, o desempenho catalítico da MIL-101(Cr) deve-se, provavelmente, aos sítios ácidos de Lewis, que ocorrem devido à presença de íons de cromo(III) coordenativamente insaturados, localizados em regiões de defeitos da estrutura cristalina do material, ou em sua superfície. Dessa forma, uma maneira de potencializar as propriedades catalíticas da MIL-101(Cr) é através de sua preparação por rotas sintéticas que conduzam à defeitos na estrutura desse sólido.