Recubrimientos electropolimerizados de anilina para el anclaje de catalizadores tipo SALEN

Abstract

Los catalizadores con estructuras tipo Jacobsen, Katsuki y SALEN en general, se destacan por sus numerosas aplicaciones en catálisis enantioselectiva que van desde la síntesis de epóxidos hasta polimerizaciones. Por tal razón existe un difundido interés respecto a la obtención de estas sustancias para ser utilizadas en la generación a nivel industrial de precursores y moléculas de interés comercial. En este sentido, el desarrollo de metodologías para inmovilizar catalizadores derivados de SALEN sobre electrodos modificados con polianilina, se presenta como una opción para el estudio de la electrocatálisis. En el presente trabajo se realizó el recubrimiento de superficies metálicas de oro con capas electrogeneradas de polianilina (PANI) en un medio no acuoso compuesto por acetonitrilo, bromuro de tetrabutilamonio (TBAB), ácido 10- canforsulfónico (10-CSA), ácido sulfúrico y anilina. También se realizó la modificación del polímero obtenido, mediante la unión covalente con un catalizador tipo SALEN, así como la caracterización espectroscópica de intermediarios, ligando, polímero y electrodo modificado, mediante técnicas espectroscópicas tales como: UV-vis, espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FT-IR) en el modo de Reflectancia Totalmente Atenuada (ATR); técnicas electroquímicas: voltamperometría cíclica (CV); y técnicas ópticas: microscopía electrónica de barrido (SEM). Además, se realizaron ensayos de electrooxidación de limoneno en acetonitrilo, en presencia de TBAB y NaCl, usando los electrodos modificados. Por su parte, los productos de oxidación fueron extraídos en hexano e identificados por Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (GC-MS), siendo la carvona, y los monoepóxidos en posición 1,2 y 8,9 los productos identificados. De acuerdo a los resultados obtenidos, los electrodos modificados con polianilina y catalizador tipo Salen, podrían llegar a ser alternativas para el potencial desempeño como electrocatalizadores en reacciones de oxidación de olefinas.

Catalysts with Jacobsen’s, Katsuki and SALEN-type structures usually stands out for their numerous applications in enantioselective catalysis, ranging from epoxides synthesis to polymerizations. As result, there is a great interest in obtaining these substances for use in the industrial-scale production of precursors and molecules of commercial interest. Therefore, the development of methodologies to immobilize catalyst derived from SALEN on electrodes modified with polyaniline, is presented as an option for the study of electrocatalysis. In the present work, the coating of metallic gold surfaces with electrogenerated layers of polyaniline (PANI) in a non-aqueous medium composed of acetonitrile, tetrabutylammonium bromide (TBAB), 10-camphorsulfonic acid (10-CSA), sulfuric acid and aniline, was carried out. Modification of the obtained polymer was also carried out, by means of covalent binding with a SALEN type catalyst, as well as the spectroscopic characterization of intermediates, ligand, polymer and modified electrode, by means of spectroscopic techniques such as: UV-vis, Infrared spectroscopy with Fourier Transform (FT-IR) in Fully Attenuated Reflectance (ATR) mode; electrochemical techniques: cyclic voltammetry (CV); and optical techniques: scanning electron microscopy (SEM). In addition, electrooxidation tests of limonene in acetonitrile, in the presence of TBAB and NaCl, were performed using the modified electrodes. On the other hand, the oxidation products were extracted in hexane and identified by Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS), being the carvone, and the monoepoxides in position 1,2 and 8,9, the identified products. According to the results obtained, the electrodes modified with polyaniline and Salen-type catalyst, could become alternatives for the potential performance as electrocatalysts in olefin oxidation reactions