“Heterogeneização de complexos à base de ródio com ligantes ciclopentadienila : estudo em reações de hidrogenação catalítica”

Abstract

Os catalisadores imobilizados foram preparados misturando-se o ligante Cp’, [C5Me4(n-propyl-Si(OEt)3)], com RhCl3.xH2O e, em seguida, por reação com sílica Aerosil 200 (sistema A) ou por copolimerização com TEOS (sistema B). Ambos os sistemas foram aplicados na hidrogenação de olefinas e mostraram-se altamente ativos e robustos, permitindo um grande número de reciclagens (NR = 1,0 ×105, sistema A e 2,0 ×104, sistema B). As técnicas de caracterização (IV-DRIFTS, 13C-CPMAS, e MET) indicaram que as espécies ativas eram de natureza molecular. Os experimentos de deuteração mostraram a presença de complexos tetra-hapto-Cp’-Rh na superfície da sílica durante os testes catalíticos. O sistema Cp’/ Rh+3 em fase homogênea também se mostrou ativo na hidrogenação de olefinas, permitindo 25 recargas de substrato (NR = 1,2 ×104). Entretanto, os espectros de RMN (1H and 13C) em fase líquida revelaram-se complexos, em desacordo com o que seria esperado para o dímero [Rh(η5-Cp(Me)4(n-propyl)- Si(OR)3)Cl(μ-Cl)]2. Os espectros no IV em estado sólido mostraram bandas que indicaram a formação de ligações siloxano. Essas informações, adicionadas à observação de sólidos de cor marrom, tanto na etapa de síntese quanto após as reações de catálise, indicaram que os grupos alcoxila do ligante sofreram condensações, que podem ter sido promovidas tanto por ácidos de Lewis (Rh+3) quanto por ácido de Arrhenius (HCl proveniente do RhCl3.xH2O).

Immobilized catalysts were prepared by mixing the ligand Cp’, [C5Me4(n-propyl- Si(OEt)3)], with RhCl3.xH2O for subsequent reaction with silica Aerosil 200 (system A) or by copolymerization with TEOS (system B). Both systems were applied on olefin hydrogenation, showing high activity and robustness, allowing for many recycles (TON = 1.0 ×105 for system A and 2.0 ×104 for system B). The characterization techniques (IRDRIFTS, 13C-CPMAS, and TEM) suggest a molecular nature for catalytic species. According to the deuteration experiment, a tetra-hapto-Cp’-Rh would be formed on the surface during the catalytic runs. Homogeneously, the Cp’/ Rh+3 system proved also to be active on 1-hexene and 1,7-octadiene hydrogenation, allowing for 25 recharges of substrate (TON = 1.2 x 104). However, NMR techniques (1H and 13C) in liquid state (DMSO-d6) showed complex spectra in discordance of a simple molecular structure anticipated for the dimer [Rh(η5- Cp(Me)4(n-propyl)-Si(OR)3)Cl(μ-Cl)]2. Infrared spectroscopy in solid state reveals bands that would be ascribed to siloxanes bonds formation. This information, together with the observation of brown solids either during the syntheses or after catalysis reaction, indicated that the ligand has polymerized, which may occured by the assistance of acids (Lewis acid, Rh+3 and Arrhenius acid, HCl evolved from RhCl3.xH2O).