Síntesis, caracterización y estudio de la actividad catalítica de catalizadores heterogéneos aluminofosfatos oxinitrados (aipons). Aplicación en reaciones de interés industrial en química fina

Resumen

En esta Memoria se describe la metodología de preparación de Aluminofosfatos Oxinitrados (AlPONs), la caracterización de su superficie y su comportamiento catalítico. De las técnicas de caracterización empleadas, destacan espectroscopía infrarroja y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, que han permitido determinar la naturaleza de los centros formados: P-NH2, P-NH-Al y P=N-Al, y sus poblaciones en función de las condiciones de nitruración utilizadas en el preparación de los catalizadores. Se demuestra que: 1,- La formación de centros P-NH2 y P=N-Al ocurre a costa de centros P-OH del AlPOa de partida. 2,- La existencia de un equilibrio entre los centros P-NH2 y los P=N-Al en el AlPON, al tratarlos térmicamente en presencia de agua. Se realizaron pruebas puntuales de nitruración de otros materiales (silicoaluminofosfato amorfo y sílice-alúmina). Una vez caracterizados los AlPONs, se estudió su actividad catalítica y la del material de partida, en reacciones "test" escogidas: * De catálisis básica: Reacción de Condensación de Knoevenagel: PhCHO + R1-CH2-R2. La modificación de la naturaleza de R1 y R2 varía la acidez de los protones del metileno activado (-CH2-). Como R1-CH2-R2 se empleó: malononitrilo y cianoacetato de etilo. * De catálisis ácida: Reacción de Acetalización de aldehídos. * De catálisis bifuncional: Reacción de Condensación entre benzaldehído y malonato de dietilo. Se demostró que esta reacción pude ser catalizada tanto por ácidos como por bases, lo que posibilita la activación simultánea de ambos reactivos si el catalizador es bifuncional, aumentando enormemente su actividad catalítica. Los resultados catalíticos de estos materiales permitieron concluir que: 1,- Los AlPONs son catalizadores principalmente básicos gracias a sus centros P-NH2 (de elevada fuerza básica), con cierto carácter bifuncional. Al aumentar el contenido de nitrógeno (perdida de P