Disseny molecular de catalitzadors per l'acoblament de diòxid de carboni amb etilè.

Identificador:  TFG:131

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFG131

Autors:  Solé Daura, Albert

Resum:
Disseny molecular de catalitzadors per l’acoblament de diòxid de carboni amb etilè. RESUM ALBERT SOLÉ La formació d’acrilats per acoblament de CO2 amb etilè assistit per catalitzadors metàl·lics en un medi homogeni, ha estat un objectiu a aconseguir durant molt temps, ja que la indústria química vol produir ‘commodity chemicals’ de la manera més econòmica i sostenible possible. Les niquelolactones són els intermedis clau que han de sofrir una reacció de β-eliminació, la qual és l’etapa determinant de la velocitat del cicle catalític. Per tal d’evitar les altes barreres d’energia potencial per aquest pas, degudes a la tensió imposada pel metal·locicle de 5 membres al distorsionar-se per assolir la geometria del TS, nosaltres explorem l’ús de catalitzadors bimetàl·lics mai usats anteriorment per aquesta reacció. La hipòtesi en la qual basem el nostre treball és que un centre metàl·lic addicional podria promoure l’abstracció de l’hidrogen sense que hi hagués tensió d’anell. Aquí descrivim el procés que hem seguit per dissenyar aquests nous catalitzadors i el subseqüent estudi computacional dels camins de reacció de β-eliminació des de la corresponent niquelolactona dut a terme amb DFT. Pels models bimetàl·lics senzills hem trobat valors més baixos per les barreres d’energia potencial associades al procés de β-eliminació, en comparació amb els valors ja obtinguts pels casos monometàl·lics. Aquests fets són esperançadors, però quan vàrem estudiar les PES per casos més realistes ens vàrem trobar amb valors de barreres d’energia potencial més grans en aproximadament 50-60 kJ·mol-1 que els dels casos monometàl·lics. També hem estudiat la termoquímica per la formació de la metal·lolactona i la posterior β-eliminació per catalitzadors monometàl·lics construïts sobre altres centres metàl·lics, tals com Mo, W, Pd, Pt i Fe. Aquest estudi d’exploració ens ha revelat algunes tendencies que poden ser utilitzades per futurs intents de disseny de catalitzadors. Encoratjats pels coneixements adquirits, utilitzarem aquest treball per redactar una proposta de recerca que serà presentada a TOTAL ENERGIE DEVELOPPEMENT S.A.S. per demanar subvenció per una beca de màster o Ph.D.