El objetivo del presente trabajo de Tesis consiste en “determinar si la SFT es o no “sensible a la estructura” de manera tal que se pueda establecer si es posible regular la actividad y la selectividad controlando el tamaño de cristal de la fase catalíticamente activa o si esta posibilidad debe ser descartada”. Para alcanzar este objetivo se sintetizarán 4 catalizadores utilizando NPs de un óxido de Fe presintetizadas de 3, 6, 9, 12 nm depositadas sobre un soporte mesoporoso adecuado (se ha elegido una SBA-15 modificada). Estos catalizadores serán denominados “cuasi-modelo” con el propósito de establecer una diferenciación con los catalizadores “reales”, que poseen distribuciones anchas y/o multimodales de cristales y de poros y los catalizadores “modelo” que poseen distribuciones estrechas de tamaño de NPs pero carecen de poros. Resulta muy importante aclarar que obviamente un catalizador “cuasi-modelo” no puede ser aplicado industrialmente, pero las conclusiones que pueden obtenerse con su utilización serán determinantes para establecer si la búsqueda de una mejor selectividad, regulando el tamaño de fase activa, es un camino que vale la pena ser abordado o no. <i>(Párrafo extraído del texto a modo de resumen)</i>

Considerando que las emisiones provenientes de la combustión contienen distintos polutantes gaseosos es de esperar que un catalizador apto debe contener más de un componente para alcanzar alta eficiencia en la reducción de las emisiones. Por ello se considera como hipótesis de trabajo que la incorporación de mayor número de componentes activos en el catalizador que operen sinérgicamente pueden incrementar fuertemente la actividad catalítica mecanismo redox del tipo Mars-van Krevelen (MVK). Para esto se plantea la utilización de catalizadores de oxídicos de metales de transición (cobalto) promovidos con metales nobles (Au y Rh) para mejorar propiedades tales como actividad y resistencia. Por lo tanto, el objetivo general de esta tesis Doctoral se orienta al diseño y obtención de catalizadores aptos para ser utilizados en fuentes móviles de emisiones gaseosas, principalmente de emisiones provenientes de motores Diesel. Particularmente se aborda el estudio de materiales catalíticos efectivos para la eliminación de hidrocarburos remanentes (HC) en presencia NOx, donde las moléculas modelos son propano (hidrocarburo saturado) y naftaleno (hidrocarburo policíclico), y de material particulado (Diesel Soot). Se estudian catalizadores de óxidos de cobalto soportados sobre óxidos simples tales como: sílice, alúmina y zirconia. Algunos de estos sistemas serán modificados mediante el agregado de metales nobles (oro y rodio) con el fin de lograr una promoción de la actividad.

Esta tesis se ha desarrollado en el marco de varios Proyectos de Investigación acreditados (UNLP, ANPCyT y CICPBA) y de tipo interdisciplinario, dirigidos al estudio de catalizadores a base de heteropolimetalatos de variada complejidad estructural como fases activas y soportes a base de óxidos inertes sintéticos así como aluminosilicatos naturales procedentes de depósitos nacionales, con el objeto de analizar su potencialidad tecnológica, particularmente en reacciones de interés en química fina y petroquímica. El trabajo se inicia con el marco teórico enfocado hacia las propiedades generales de los heteropolicompuestos (aniónicos y catiónicos) así como de los materiales de soporte sintéticos y naturales. Posteriormente se hace referencia a las reacciones test seleccionadas para la evaluación de los catalizadores en estudio, continuando con la descripción de las técnicas empleadas experimentalmente tanto para la preparación como para la caracterización de fases puras, soportes sin tratar y catalizadores. Capítulos 1 y 2. El capítulo 3 se encuentra íntegramente referido a la descripción de la técnica de “Laser Speckle Dinámico” (DSL) empleada para el estudio de la propiedad hidroadsorbente de los materiales utilizados como soportes en la presente tesis. Esta tarea se realizó en colaboración con el Centro de Investigaciones Ópticas (CICPBA-CONICET). En la segunda parte del trabajo se presentan los principales resultados del diseño, la preparación y caracterización tanto de las fases precursoras como de los soportes originales y modificados químicamente, continuando con los catalizadores obtenidos. En todos los casos se analizan los datos de la aplicación de las diferentes técnicas de estudio antes mencionadas, haciendo referencia a las bases y alcances de cada una de ellas, permitiendo la selección de los catalizadores con los que se encaró el trabajo. Capítulos 4, 5 y 6. La ultima parte del trabajo se centralizó en la aplicación de los catalizadores obtenidos, especialmente en el test de hidrogenación selectiva de cinamaldehido. Estos resultados de actividad permitieron establecer que los sistemas soportados en &gamma;-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> fueron más activos respecto a aquellos soportados en sílice, así como analizar la influencia en la actividad catalítica de las propiedades del soporte. Asimismo, los catalizadores basados en soportes de arcilla modificada químicamente, mostraron efectividad en esta reacción, pudiendo determinar que aquellos soportados en arcillas heteroestructuradas y de superficie funcionalizada (PCH-F) presentaron buena perfomance dada la mayor concentración de RhMo6 adsorbido y la presencia de sitios ácidos Lewis y Brønsted observados por diferentes técnicas complementarias como DSL y TPSR. Teniendo en cuenta las propiedades ácidas y redox de estos últimos sistemas, se encaró su estudio como catalizadores en una reacción “limpia” de oxidación selectiva de un sulfuro aromático de interés tanto en química fina como en petroquímica. Capítulo 7. Finalmente, en el capítulo 8 se presentan las principales conclusiones discutidas y planteadas a lo largo de esta tesis, asi como las nuevas perspectivas de investigación surgidas.

In this doctoral thesis, synthetic processes for achieving new platform mo-lecules with both pharmacological and chemical interest have been deve-loped. For this purpose, bifunctional catalytic systems have been used in order to perform different reaction steps in the same synthetic sequence, using both metallic centers and acids of high surface area in the same catalytic system. The recovery study of these catalysts has also been addressed, in order to reuse them in subsequent synthetic cycles, thus contributing to the development of more efficient and sustainable processes. Chapter 3 is focused on the pyrimidinone-type structures synthesis from alcohols, using Pd-based catalysts supported in both sulfonic resins (Nafion SAC 13) and deposited in heteropolylic acids (APT) in ZrO2 (APT-ZrO2). In addition, this pyrimidinone structure has been modified by means of a third transesterification step to obtain, among others, a product with pharmacological activity as an inhibitor of fatty acids transport. In Chapter 4, a one-pot oxidation-hydroalkylation-alkylation reaction has been carried out to obtain triarylmethane-type structures from alcohols and acti-vated arenes by means of a palladium catalyst supported on a tungsten and zirconium mixed oxide (Pd/WOx-ZrO2). Special attention has been paid to the influence of the calcination temperature as well as the tungsten and palladium loading in the catalyst. In addition, a stable fixed bed system has been developed, which showed to be capable of carrying out this same reaction during cycles of up to 72 hours and the on-site regeneration of the catalyst for later uses. In Chapter 5, using the same palladium supported in tungsten and zirconium oxide (Pd/WOx-ZrO2) catalyst, the operating conditions for the formation of compounds with 11 and up to 17 carbon atoms has been optimized. Those structures could be used as kerosene (in the case of 11 carbon atoms compounds) or diesel (in the case of 17 carbon atoms) additives or as precursors of liquid fuels. / En la presente tesis doctoral se ha abordado el desarrollo de nuevas rutas de síntesis de moléculas plataforma con interés tanto farmacológico como químico utilizando para ello sistemas catalíticos bifuncionales. Estos sistemas catalíticos se han utilizado para completar distintas etapas de reacción dentro una misma secuencia sintética o reacción one-pot, utilizando para ello centros metálicos y ácidos en un mismo sistema catalítico. También se ha abordado el estudio de la recuperación de dichos catalizadores, con el fin de poder reutilizarlos en posteriores ciclos de síntesis, contribuyendo así a procesos más eficientes y sostenibles. En particular, el capítulo 3 se ha centrado en la obtención de estructuras de tipo pirimidinona a partir de alcoholes, mediante catalizadores basados en Pd soportado en tanto en resinas sulfónicas (Nafion SAC 13) como en heteropoliácidos depositados en ZrO2 (APT-ZrO2). Además, esta estructura se ha funcionalizado mediante una tercera etapa de transesterificación obteniendo, entre otros, un producto con actividad farmacológica como inhibi-dor del transporte de ácidos grasos. En el capítulo 4 se ha llevado a cabo la reacción one-pot oxidación-hidroxialquilación-alquilacion para la obtención de triarilmetanos a partir de alcoholes y de arenos activados mediante un catalizador de paladio soportado sobre un óxido mixto de tungsteno y zirconio (Pd/WOx-ZrO2), prestando especial interés a la influencia de la temperatura de calcinación y el dopaje de tungsteno y paladio en la actividad del catalizador. Además, se ha desarrollado un sistema en lecho fijo estable, capaz de llevar a cabo esta misma reacción durante ciclos de hasta 72 horas y la regeneración in situ del catalizador para usos posteriores. En el capítulo 5, utilizando este mismo catalizador de paladio soportado en el óxido mixto de tungsteno y zirconio (Pd/WOx-ZrO2), se han estudiado las condiciones para la formación de compuestos de 11 y hasta 17 átomos de carbono que podrían utilizarse como aditivos de keroseno (en el caso de los compuestos de 11 átomos de carbono) diesel (en el caso de 17 átomos de carbono) o como mezclas en combustibles líquidos. / En la present tesi doctoral s'ha abordat el desenvolupament de noves rutes de síntesi de molècules plataforma amb interès tant farmacològic com químic utilitzant per a això sistemes catalítics bifuncionals. Aquests sistemes catalítics s'han utilitzat per a completar diferents etapes de reacció dins una mateixa seqüència sintètica o reacció "one-pot", utilitzant per a això centres metàl·lics i àcids sólids d¿alta área superficial en un mateix sistema catalític. També s'ha abordat l'estudi de la recuperació d'aquests catalitzadors, per tal de poder reutilitzar-los en posteriors cicles de síntesi, contribuint així a obtindre processos més eficients i sostenibles. En particular, el capítol 3 s'ha centrat en l'obtenció d'estructures de tipus pirimidinona a partir d'alcohols, mitjançant catalitzadors basats en Pd su-portat tant en resines sulfóniques (Nafion SAC 13) com en heteropoliácids (APT) depositats en ZrO2 (APT-ZrO2). A més, aquesta estructura s'ha derivatit-zat mitjançant una tercera etapa de transesterificació obtenint, entre altres, un producte amb activitat farmacològica com a inhibidor del transport d'àcids grassos. En el capítol 4 s'ha dut a terme la reacció one-pot d¿oxidació-hidroxialquilació-alquilació per a l'obtenció de triarilmetans a partir d'alcohols i d'arens activats mitjançant un catalitzador de pal·ladi soportat sobre un òxid mixt de tungstè i zirconi (Pd/WOx-ZrO2), prestant especial atenció a la influència de la temperatura de calcinació i el dopatge de W i Pd en l'activitat del catalitzador. A més, s'ha desenvolupat un sistema en llit fix estable, capaç de dur a terme aquesta mateixa reacció durant cicles de fins a 72 hores i la regeneració in situ del catalitzador per a usos posteriors. En el capítol 5, utilitzant aquest mateix catalitzador de pal·ladi suportat en l'òxid mixt de tungstè i zirconi (Pd/WOx-ZrO2), s'han estudiat les condicions per a la formació de compostos de 11 i fins a 17 àtoms de carboni que podrien utilizar-se com a additius de querosè (en el cas dels compostos d'11 àtoms de carboni) dièsel (en el cas de 17 àtoms de carboni) o com a precursors de combustibles líquids. / López Prado, MV. (2017). Catalizadores bifuncionales metal/ácido para la síntesis de dihidropirimidinonas y heteroarilmetanos en one-pot y reacciones de derivatización [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90518 / TESIS

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Como objetivo general de este trabajo se estudiarán heteropolioxometalatos con estructura Keggin confinados en microesferas mesoporosas de sílice, obtenidas a partir del método sol-gel, como catalizadores en reacciones multicomponente de síntesis de compuestos heterocíclicos con potencial actividad biológica. Se propone, así, reemplazar los catalizadores líquidos convencionales por los heteropolioxometalatos, así como usar catalizadores soportados por su fácil recuperación, llevar a cabo las reacciones en ausencia de solvente, como principales variantes. Esto debe permitir obtener compuestos pertenecientes a la familia de los imidazoles tri y tetra sustituidos, a través de reacciones multicomponente.

La Química Verde es una herramienta importante para lograr sustentabilidad. Un esfuerzo de colaboración entre la industria, el ámbito académico y el gobierno es necesario para promover la adopción de tecnologías necesarias propias de una sociedad sustentable. Por su parte, la catálisis rige el noveno principio de la llamada Química Verde, reactivos catalíticos selectivos que reemplacen reactivos estequiométricos. Esto induce a un esfuerzo innovador en el diseño de nuevos catalizadores, que lleve entre otros logros, a la posibilidad de utilización de agentes catalíticos para formular procesos más benignos para el medio ambiente. Con este fin, en este trabajo se buscan nuevos entornos (no homogéneos), para realizar las reacciones de oxidación de compuestos orgánicos en fase líquida, de modo de facilitar la separación y reuso del catalizador.

El presente trabajo se planteó con el objetivo de contribuir al desarrollo de nuevas metodologías de síntesis que reduzcan los gastos energéticos y minimicen al máximo el daño medioambiental.Todo esto encaminado a la preparación de productos de potencial interés farmacológico. Para ello se utilizó catalizadores heterogéneos y la tecnología microondas en fase sólida para abordar la realización de reacciones que necesiten tiempos de reacción largos y catálisis ácida. De esta forma se estudió la síntesis de 2H-isoquinolin-3-onas, mediante la reacción one pot entre el ácido 2-cianometilbenzoico y distintos derivados bencénicos respectivamente, 3-aminoisoquinolinas, por ciclocondensación de la cetona respectiva y distintos aminas primarias y 1H-pirrolo [2,3-c]isoquinolin-1-onas-2,5-disustituidas. Se consiguió así, reducir estos tiempos de reacción y sustituir los ácidos minerales normalmente utilizados en catálisis por catalizadores heterogéneos reutilizables y de fácil manejo. El potencial de las rutas sintéticas desarrolladas radica en que permiten acceder a una amplia variedad de productos que presentan cierta complejidad, de forma totalmente selectiva. Además, estas estrategias suponen, en general, una mejora respecto a los métodos ya existentes, debido su gran selectividad y sencillez.

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