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Temas tratados: - Breve historia de los antibióticos - Propiedades químicas, físicas y farmacológicas de las tetraciclinas - Identificación y separación de los antibióticos - Obtención de clorotetraciclina - Preparación de catalizadores - Ensayos de hidrogenación - Hidrogenación de clorotetraciclinas - Reducciones a presión en bomba Parr - Método de hidrogenación - Análisis de la tetraciclina cristalizada obtenida

La importancia de la hidrogenación selectiva de dobles y triples enlaces carbono – carbono reside en que es una de las reacciones fundamentales para la síntesis de productos de Química Fina y de la industria química en general. En la presente tesis se realizó un estudio de las reacciones de hidrogenación parcial de 1-heptino y 3-hexino en fase líquida empleando catalizadores monometálicos y bimetálicos de tungsteno, níquel y paladio soportados en gama-alúmina. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor semicontínuo en las siguientes condiciones de reacción: temperaturas de reacción: 273- 323 K; presión de hidrógeno: 1,4- 2,4 bar y concentración inicial de alquino: 0,1-0,2 mol L-1. Los catalizadores fueron preparados mediante el método de impregnación por humedad incipiente y luego caracterizados mediante análisis químico, superficie específica y tamaño de poro, dispersión, difracción de rayos X (DRX), reducción a temperatura programada (RTP) y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). En la hidrogenación parcial de 1-heptino, el catalizador de paladio fue más activo y selectivo que el de níquel y tungsteno. Se realizó un estudio del modelado cinético y se obtuvo que para tungsteno y níquel existe una limitación cinética en la adsorción de hidrógeno que no se encuentra en el caso del paladio. En la hidrogenación parcial de 3-hexino, los catalizadores que contienen paladio fueron los más activos. La selectividad a productos se modificó muy poco con la temperatura y se determinó un esquema de tres reacciones en paralelo donde el 3-hexino se transforma principalmente en Z-3-hexino (mayor a 90%).

La tendencia a la utilización de materias primas renovables ha impulsado a los investigadores a estudiar el aprovechamiento de productos derivados de la biomasa, tendiendo a disminuir de esta manera el uso de compuestos provenientes del petróleo. A partir de estos productos químicos de origen natural se busca obtener derivados con un mayor valor agregado, siendo la catálisis heterogénea una muy buena herramienta para la obtención de los mismos en una forma más sostenible. El furfuraldehído (furfural) es una de las sustancias química que puede ser conseguida fácilmente a partir de la biomasa, parece ser el único producto orgánico insaturado obtenido en gran volumen a partir de carbohidratos y es además un reactivo clave para la producción de compuestos no derivados del petróleo. La familia de compuestos primarios que pueden obtenerse a partir del furfural resulta muy amplia, sin embargo el 65 por ciento de toda la producción de furfural se transforma en alcohol furfurílico. Dicho producto será centro de estudio de este trabajo de tesis dado que el mismo es posible obtenerlo a partir de la hidrogenación catalítica del aldehído α,β-insaturado mencionado. En el desarrollo del Capítulo I se realizó un minucioso estudio bibliográfico de los aspectos relevantes que sirvieron como punto de partida para la realización del presente trabajo. Se describieron brevemente, a modo de introducción, conceptos básicos como ventajas y características de la catálisis heterogénea, tipos de catalizadores heterogéneos y su obtención (en especial para sólidos soportados), soportes, fase activa, modificadores, etc. Se detalló el uso de estos catalizadores heterogéneos en reacciones de hidrogenación de compuestos carbonílicos, describiendo en detalle los principales aspectos a la hora de mejorar la actividad y/o selectividad de una reacción. En el Capítulo II se describieron los aspectos fundamentales sobre el origen de la biomasa, sus derivados y las rutas que conducen a la obtención del furfural, haciendo hincapié en sus características generales y en el valor agregado de sus productos de reacción, principalmente el alcohol furfurílico. En el Capítulo III se detallaron los métodos de preparación y caracterización de los catalizadores monometálicos soportados sobre SiO₂ y TiO₂ (M/SiO₂ (M = Pt, Ni y Rh) y Pt/TiO₂ y los sistemas bimetálicos (PtM/SiO₂ y PtSn/TiO₂ (M = Sn y Ge) utilizados en la reacción de hidrogenación de furfural. En el Capítulo IV se analizaron los efectos del metal de base, del soporte utilizado (un óxido parcialmente reducible (TiO₂) y un soporte inerte (SiO₂)), la temperatura de reacción, las características del solvente y la posible formación de productos secundarios con el mismo. Dichos resultados nos llevaron a seleccionar las condiciones de reacción más apropiadas y a determinar el sistema monometálico que demostró ser más activo y selectivo para la reacción estudiada. El análisis se completó con el estudio de la estabilidad del mismo luego de tres ciclos de reacción. En los Capítulos V y VI se analizó la hidrogenación del furfuraldehído empleando los diferentes catalizadores bimetálicos presentados en el Capítulo III. En el Capítulo V la investigación se centró en los sistemas modificados con estaño (MSn_y M = Pt, Rh y Ni), con distintas relaciones atómicas y soportados sobre los sólidos mencionados en el capítulo IV, obteniéndose los mejores resultados para las relaciones atómica 0,2-0,4. Se utilizó también un precursor de Sn soluble en agua (Bu₃SnOH) con el fin de trabajar en condiciones más benignas para nuestro medio ambiente. Por último, al igual que en el capítulo IV se estudió la estabilidad de los catalizadores, analizando tanto la actividad como la selectividad de los sistemas bimetálicos que demostraron ser los más eficientes. En el Capítulo VI se estudió el efecto del agregado de germanio (GeBu₄) sobre el catalizador monometálico Pt/SiO₂ y se los comparó con los sitemas PtSn_y/SiO₂.

An important industrial application is the partial hydrogenation of unstable reactive compounds contained in refinery streams from the pyrolysis cracking or other heavier cuts. Pyrolysis gasoline product is a boiling range of naphtha, with carbon numbers between C5-C11, with high content of aromatics and olefins, used for mixing with fuel or as raw material for extraction of aromatic compounds high commercial value as benzene, toluene and xylene. Depending on the cut pyrolyzed, pyrolysis gasoline containing greater or lesser amount of sulfur and other heteroatoms. This thesis aims to deepen the knowledge on the subject of the removal of hydrocarbons responsible for the instability in the presence of sulfur compounds and without causing the modification of desirable compounds (paraffins and aromatics), preserving the octane rating of the pyrolysis gasoline. Compounds present in the pyrolysis gasoline responsible for the formation of gum during storage of gasoline or, worse still within the motors are styrene and dienes. The reaction of selective hydrogenation of styrene is a test reaction for hydrogenation of olefins in the presence of aromatic compounds and for the purification of industrial hydrocarbon streams. The primary objective was to design pursued mono and bimetallic catalysts which are highly active, selective, sulforresistentes, with optimum mechanical properties and reused for the reaction of selective hydrogenation of styrene to ethylbenzene.