Electrosíntesis y caracterización de complejos de Fe(II), Co(II), Cu(II) y Zn(II) con el ligando N,N´-Bis(saliciden)-etilendiimina

Abstract

Los compuestos de coordinación con metales de transición de la primera serie son ampliamente usados como catalizadores en procesos que van desde oxidaciones hasta polimerizaciones, debido a las propiedades que le confieren al centro metálico los ligandos, que además de dar estabilidad a los iones metálicos, dirigen su comportamiento hacia cierto tipo de reacciones. Los complejos metálicos con el ligando N,N´-Bis(saliciden)-etilendiimina [SALENH2] han sido empleados como catalizadores para la oxidación de olefinas y su proceso de síntesis no ha sido modificado desde los primeros reportes. La síntesis clásica de estos compuestos requiere de una inversión económica importante, ya que se requieren sales metálicas con un alto grado de pureza, además de grandes volúmenes de solventes que involucran la síntesis y la purificación. Mediante la síntesis electroquímica directa por disolución anódica se puede conseguir una disminución de costos, puesto que los metales en su estado puro son menos costosos que sus sales y diferentes estudios han determinado que existen ventajas de selectividad y pureza que evitan procesos de purificación posteriores. Mediante condensación de etilendiamina y salicilaldehído se obtuvo el ligando N,N´- Bis(saliciden)etilendimina [SALENH2], que fue caracterizado por FT-IR, UV-Vis, y VC con absorciones y señales que coinciden con las reportadas. La síntesis química y la síntesis electroquímica directa de los complejos SALEN con Fe(II), Co(II), Zn(II) y Cu(II) se realizó con el fin de comparar los rendimientos obtenidos por ambas vías. Se encontró que las recuperaciones del producto de la síntesis electroquímica a temperatura ambiente y tiempo menor que en la síntesis tradicional, son similares y en algunos casos superiores. Un diseño experimental 22 permitió por medio del estudio de los efectos principales y de interacción, establecer la relación adecuada de concentración de electrolito soporte (Bromuro de tetrabutilamonio, TBAB) y corriente (I) para alcanzar un máximo rendimiento de cada uno de los complejos. Por ambas técnicas se obtuvieron rendimientos superiores al 90% para los complejos de Cu y Zn, mientras que la electrosíntesis da mejores rendimientos para el complejo de Fe. Aunque el rendimiento es similar por ambos métodos para el complejo de Co (~75%) la síntesis electroquímica presentó varios inconvenientes. Todos los complejos obtenidos fueron caracterizados mediante medidas de conductividad, voltametría cíclica, FT-IR, UV-Vis y termogravimetría, demostrando que tienen estructuras equivalentes independiente del método de síntesis. Las medidas de conductividad confirmaron una relación estequiométrica ligando/metal 1:1 y por el comportamiento electroquímico se pudo establecer que en todos los casos el metal cuenta con un estado de oxidación 2+. Las bandas en el IR y UV-Vis corresponden con las reportadas en trabajos anteriores y permitieron establecer que la coordinación del ligando al metal se produce por átomos de oxígeno y nitrógeno.