Síntese, caracterização e aplicação de catalisadores metaloporfirínicos suportados em MCM-41

Abstract

Metaloporfirinas são bem conhecidas por sua habilidade em promover a oxidação seletiva de compostos orgânicos, utilizando diversos agentes oxidantes. A nova tendência nas pesquisas catalíticas é o ancoramento de espécies ativas metaloporfirínicas em suportes sólidos, visando uma melhor recuperação e o reuso desses materiais. Além de prevenir a formação de dímeros inativos e a auto-oxidação, a imobilização em suportes inorgânicos pode aumentar a atividade catalítica, a regiosseletividade, a quimiosseletividade e a estereosseletividade dessas reações. A MCM-41 (Mobil Composition of Mater) é uma peneira molecular mesoporosa que surge como possibilidade de um novo suporte para a catálise heterogênea, com tamanho de poro uniforme, alta área superficial e elevada capacidade de adsorção. Recentemente, a imobilização de complexos metaloporfirínicos nos canais da MCM-41 como catalisadores para a oxidação de alcenos tem sido amplamente estudada. Este trabalho tem o objetivo de comparar a eficiência de três catalisadores metaloporfirínicos (FeTPPCl, MnTPPCl e CoTPP) suportados na MCM – 41, em reações de oxidação do cicloexeno usando o peróxido de hidrogênio (H2O2) como agente oxidante. A associação de procedimentos e técnicas usadas no presente trabalho foi retirada de estudos envolvendo modelos sintéticos de sistemas biomiméticos. Os catalisadores foram preparados com sucesso a partir da incorporação dos complexos nos canais moleculares mesoporosos da MCM – 41. O catalisador FeTPPCl / MCM – 41 mostrou alta atividade comparado ao CoTPP / MCM – 41. Entretanto, o catalisador MnTPPCl / MCM – 41 mesmo em baixa concentração no suporte, mostrou uma considerável atividade para a oxidação direta do cicloexeno usando o peróxido de hidrogênio como agente oxidante. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Metalloporphyrin catalysts are well known for their ability to carry out selective oxidation of organic substracts with many oxidizing agents. The current trend in the research is ancor active metalloporphyrins species on solid support, in order to achieve a better recover and reuse of these materials. Besides to prevent the formation of inactive dimmers and selfoxidation of metalloporphyrins, the imobilization can enhance the catalytic performance, regioselectivity, chemoselectivity and the stereoselectivity of the catalysed reactions. MCM – 41 (Mobil composition of Mater) is a molecular mesoporous sieve that come up as a new support possibility for heterogen catalysis, with uniform pore size, high superficial area and high capacity of adsorption. Recently the immobilization of metalloporphyrin complexes in the large channels of MCM – 41 has been studied on the alkene oxidation reactions. The work reported here presents the results of synthesis, characterization and application of three supported metalloporphyrin catalysts (FeTPPCl, MnTPPCl and CoTPP) anchored on MCM – 41, in the reaction of cycloexene oxidation with hydrogen peroxide (H2O2). The association of procedures and techniques used in the present work was taken from studies involving synthetic models of biomimetic systems. The catalysts were successfully prepared by incorporation of the complexes within mesoporous molecular sieve MCM – 41. FeTPPCl/MCM 41 showed high activity compared to CoTPP/MCM – 41. However, the MnTPPCl /MCM – 41 even in low concentration on the support, showed a considerable activity for a direct oxidation of cycloexene using hydrogen peroxide (H2O2) as oxidant agent.