Resumen de Nuevos ligandos bicíclicos en complejos y nanopartículas de paladio. Aplicaciones en catálisis en medio líquido iónico
El principal objetivo del trabajo realizado en esta tesis doctoral ha sido el estudio de la naturaleza homogénea o heterogénea de los sistemas de paladio empleados como catalizadores en reacciones en medio líquido iónico.
Para ello se ha preparado y caracterizado una nueva familia de ligandos N-dadores con esqueleto bicíclico de tipo norborneno (imidas, aminas terciarias y derivados de tetraalquilamonio) y diferente funcionalización (grupos alcohol, amina o fenilo), especialmente diseñados para favorecer la estabilización de nanopartículas metálicas y mejorar la solubilidad de los sistemas catalíticos resultantes en medio líquido iónico. Se ha estudiado la química de coordinación de estos ligandos novedosos, obteniéndose diferentes complejos de paladio y rutenio. Asimismo, los ligandos sintetizados se han aplicado en las reacciones de transferencia de hidrógeno catalizada por rutenio y de alquilaclón alílica catalizada por paladio, obteniendo en ambos casos elevadas actividades con ligandos de tipo diamina.
Estos nuevos ligandos también se han aplicado a la formación de sistemas catalíticos de paladio para la reacción de acoplamiento cruzado C-C de Suzuki, utilizando líquidos iónicos basados en el catión 1-butil-3-metilimidazolio como disolventes. La descomposición del precursor metálico para dar especies de Pd(0) ha demostrado ser imprescindible para obtener actividad catalítica con estos sistemas, mostrándose inactivos aquellos en los que se forman complejos estables de Pd(ll). De entre los sistemas estudiados, los más activos para todos los substratos empleados son aquellos que contienen ligandos de tipo aminoalcohol. Esta tendencia se invierte cuando las mismas reacciones se llevan a cabo en disolvente orgánico, demostrando la adaptación de los ligandos aminoalcohol al medio líquido iónico.
Finalmente, la aplicación de la técnica de Microscopía Electrónica de Transmisión, la realización de ensayos de envenenamiento de los sistemas catalíticos y la comparación de la actividad de los sistemas generados in situ con la de nanopartículas metálicas preformadas, han permitido concluir que la formación de nanopartículas durante el proceso es imprescindible para obtener actividad en el medio líquido iónico con los sistemas empleados en este trabajo. Por otro lado, la aplicación de la técnica RMN-DOSY ha permitido llevar a cabo un estudio de las interacciones entre el líquido iónico y la superficie de las nanopartículas metálicas.
