Synthesis of zeolites P and evaluation of their activity as new and reusable heterogeneous catalysts in a three-component ABB Povarov model reaction

Síntesis de zeolitas P y evaluación de su actividad como catalizadores heterogéneos nuevos y reutilizables en una reacción modelo ABB Povarov de tres componentes

Se sintetizó una zeolita Na-P y se sometió a un intercambio de iones con Ca²⁺, Cu²⁺, Al³⁺, e In³⁺, y apoyada con H⁺/NH₄Cl (NH₄-P) mediante la reacción in situ de EtOH y NH₄Cl. Todas las zeolitas intercambiadas mostraron actividad catalítica en la reacción ABB Povarov. Sin embargo, la zeolita NH₄ -P promovió un mejor rendimiento. En todas las reacciones se obtuvieron dos productos, 2,6-dimetil-4-(2-oxopirrolidina-1-il)-1,2,3,4-tetrahidroquinolina y 1-(1-(4-metilfenilamino)etil)pirrolidina-2-ona. La síntesis utilizando zeolita P como catalizador resulta ser un método sencillo con altos rendimientos tiempos de reacción cortos y una preparación fácil. El catalizador puede recuperarse recuperarse por filtración y reutilizarse hasta tres veces con buenos rendimientos.

INTRODUCCIÓN

En la síntesis orgánica, el uso de catalizadores ácidos sólidos como las arcillas y las zeolitas ha atraído la atención en los últimos años debido a su compatibilidad con el medio ambiente, su posible reutilización, su alta selectividad, su no corrosividad, su bajo coste y su sencillez de funcionamiento [1]. Las reacciones catalizadas con arcillas y zeolitas son más económicas y benignas para el medio ambiente. Estos compuestos, tanto en su forma natural como tras el intercambio iónico, actúan como ácidos de Brönsted y Lewis. Esto les permite funcionar como catalizadores eficientes para diversas reacciones orgánicas. Recientemente, se han desarrollado varios métodos de inmovilización en síntesis orgánica con el objetivo principal de crear procesos más limpios y baratos que los tradicionales [2]. La importancia de la catálisis en la química verde, como vía para desarrollar metodologías sintéticas de bajo coste, ha generado atención debido al potencial de obtención y aislamiento de productos en poco tiempo y a la posibilidad de reutilización del catalizador.

Las zeolitas actúan como tamices moleculares microporosos y mesoporosos debido a sus numerosos espacios vacíos en su estructura tridimensional. Esto puede mejorar en gran medida las velocidades de reacción al combinar el confinamiento espacial de los reactivos que disminuyen el factor de frecuencia de reacción y al proporcionar sitios activos catalíticos que disminuyen la energía de activación [3, 4]. Además de poder influir en la selectividad de la reacción. Por ejemplo, Gómez y colaboradores [5] han utilizado diferentes materiales microporosos y mesoporosos como catalizadores en la reacción de Diels-Alder y retro-Diels-Alder entre ciclopentadieno y p-benzoquinona.