Revisión acerca de reacciones de hidrogenación catalítica de compuestos nitroaromáticos

Review on catalytic hydrogenation reactions of nitroaromatic compounds

La hidrogenación catalítica de compuestos nitroaromáticos a aminas aromáticas es una reacción importante de la química fina, la cual se realiza en la actualidad industrialmente, con el uso de catalizadores heterogéneos. En este articulo se detallan los principales sistemas catalíticos para la reducción de grupos nitros con alta quimioselectividad en sustratos que contienen dobles o triples enlaces carbono-carbono carbono-nitrógeno, grupos carbonilo o bencilo, y múltiples sustituyentes. Se describen las características de nuevos tipos de catalizadores, de manera especial los catalizadores de Au, aunque también los clásicos catalizadores de Pt, Pd y Ni, modificados. 

Las aminas aromáticas son materiales de partida importantes para la manufactura de gran variedad de químicos, como tintas, productos farmacéuticos, surfactantes y polímeros. Los catalizadores de metales nobles soportados y catalizadores bimetálicos son usados en la reacción de m-dinitrobenceno hacia m-fenilendiamina y otros nitroaromáticos. Los mejores resultados para los diversos problemas de quimioselectividad se explican y se detallan por su versatilidad y viabilidad. Se avanza en la descripción de la comprensión de aspectos mecanísticos. Se estudian los efectos de la carga de metal, características físico-químicas del soporte, presión de hidrógeno, tamaño de partícula, uso de diferentes solventes y su influencia en la actividad y selectividad del catalizador.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, los procesos catalíticos como las reacciones de hidrogenación de compuestos nitroaromáticos a aminas aromáticas son de gran importancia dentro del campo de la química fina, ya que tienen amplia aplicación en la industria en la producción de tintas, textiles, agroquímicos, polímetros y productos farmacéuticos. Es bien conocido que estos compuestos se pueden obtener en pequeñas cantidades con mayor valor agregado respecto al uso de metodologías tradicionales (Saha 2: Ranu, 2008). En las nuevas tecnologías, la catálisis ha contribuido significativamente ya que reemplaza procesos basados en reactivos convencionales por nuevos procesos catalíticos que permiten una utilización eficiente de materiales puros, conlleva un ahorro energético y una producción mínima de aguas residuales y el uso de sustancias peligrosas y/o tóxicas (Chaudhari 8 Mills, 2000).

Se han propuesto distintas técnicas para sintetizar aminas aromáticas a partir de compuestos nitroaromáticos, entre las cuales están: la reducción en presencia de hierro y ácido (proceso tradicional), reducción electrolítica y la hidrogenación catalítica. Los procesos convencionales para la reducción de nitrocompuestos (proceso Béchamp) emplean cantidades estequiométricas de Hierro-ácido clorhídrico como agente reductor que produce cantidades casi equivalentes de lodos de sales inorgánicas indeseadas (Fe-FeO) como residuo, el cual no puede ser reciclado.