Complejos de iridio (III) con ligandos tridentados monoaniónicos de tipo nsin. Estudio de su actividad catalítica en procesos de activación de co2 y otras reacciones

Resumen

Este trabajo se enmarca dentro del campo de la catálisis homogénea. Esta tesis doctoral profundiza en el estudio de los factores que determinan el mecanismo de procesos de reducción de CO2 y ácidos carboxílicos empleando hidrosilanos como reductores y complejos de iridio(III) como catalizadores. En el contexto actual, el desarrollo de la química del CO2 es de gran interés, ya que se trata de una materia prima renovable, abundante y barata. Un problema a la hora de emplear CO2 como materia prima es su gran estabilidad termodinámica y cinética. En este sentido, la catálisis homogénea desempeña un papel relevante, pues permite disminuir de modo selectivo determinadas barreras cinéticas abriendo la puerta hacia nuevos caminos de reacción. Esta tesis se divide en tres capítulos diferenciados. El primer capítulo incluye un estudio de los factores que determinan la actividad y selectividad de la reacción de hidrosililación de CO2 en presencia de catalizadores de tipo Ir(III)-NSiN (NSiN = bis-(piridin-2-iloxi)metilsililo). Como consecuencia de este trabajo ha sido posible mejorar notablemente la actividad catalítica y la selectividad de este tipo de sistemas catalíticos. [1, 2] En el segundo capítulo se describe la síntesis de nuevos complejos Ir(III)-NSiN. Por otra parte, se estudia la potencialidad de este tipo de complejos como catalizadores en procesos de reducción de ácidos carboxílicos con silanos, lo que ha permitido desarrollar una metodología efectiva para la síntesis de sililésteres mediante sililación deshidrogenativa de ácidos carboxílicos. [3] Por último, en el tercer capítulo se describen procesos de activación de CO2 que involucran la inserción de CO2 en el enlace E-Si (E = N, P) de sililaminas y sililfosfanos, respectivamente, mediante el empleo de catalizadores de tipo Ir(III)-NSiN. La reacción de CO2 con aminas secundarias y silanos en presencia de cantidades catalíticas de complejos Ir(III)-NSiN conduce a la formación de sililcarbamatos. El estudio de esta reacción ha permitido demostrar que los sililcarbamatos se forman por inserción de CO2 en el enlace N-Si de sililaminas formadas “in situ” en el medio de reacción. En el caso de los fosfanos, se describe el primer método catalítico efectivo para la síntesis de sililfosfanocarboxilatos por reacción de sililfosfanos con CO2 en presencia de especies Ir(III)-NSiN. [4, 5] Por tanto, esta tesis doctoral ha abarcado el estudio de reacciones catalíticas de interés, muchas de ellas enfocadas hacia la activación de CO2 y enlaces Si-H, empleando en todos los casos precursores catalíticos basados en complejos metálicos de Ir(III) con ligandos tridentados monoaniónicos de tipo NSiN. Referencias: [1]. Catalysis Science and Technology, 2016, 6, 4410-4417. [2]. Chemistry - A European Journal, 2017, 23, 11898–11907. [3]. ChemCatchem, 2018, 10, 1027 – 1034. [4].Catalysis Science and Technology, 2017, 7, 1372–1378. [5]. ChemCatchem, 2015, 7, 3895–3902.