SÍNTESIS Y EMPLEO DE CATALIZADORES (Zn-Ce-CO3)-(Zn-Fe-CO3), PARA LA OBTENCIÓN DE DIHIDROPIRIDINAS MEDIANTE LA REACCIÓN DE HANTZSCH SYNTHESIS AND USE OF CATALYSTS (Zn-Ce-CO3) - (Fe-Zn-CO3), TO OBTAIN THROUGH DIHYDROPYRIDINES HANTZSCH REACTION Carlos E. Carrasco1, Lina M. Espitia1, Edson J. Gil1 1 Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales (U.D.C.A), sede Bogotá. Bogotá, Colombia. Campus Universitario Norte, Calle. Calle 222 No. 55 – 37, Teléfono: (057)6684700. [email protected], [email protected], [email protected]. RESUMEN La obtención de dihidropiridinas, se hace importante debido a los campos de aplicación que estos heterociclos presentan, ya que poseen una buena actividad biológica, a nivel farmacéutico e incluso en la industria agroquímica. No obstante su síntesis implica tiempos largos de reacción y obtención de bajos rendimientos. Es por ello que se ha implementado el uso de catalizadores heterogéneos tipo hidrotalcita obtenidos por método de coprecipitación convencional y su posterior conversión a óxidos mixtos. (Catalizadores que se esperaban obtener Zn-Ce-CO3 y Zn-Fe-CO3), los catalizadores se caracterizaron por difracción de rayos x (DRX), y ensayos de basicidad. Para todas las reacciones que se llevaron a cabo se trabajó con los catalizadores en relaciones 1.5 y 3; esto con el fin de evaluar su actividad en el test catalítico y poder evidenciar el efecto de las propiedades básicas y ácidas que estos pueden ofrecer en la síntesis. Los catalizadores fueron activos para la síntesis de Hantzsch a 60° C y se realizó un seguimiento de la reacción por cromatografía de capa fina (TLC). Los productos se aislaron con rendimientos del 15%, 18%, 20% y 23%. Y con tiempos de reacción (2-3 h). Las dihidropiridinas resultantes se caracterizaron y se confirmaron mediante espectroscopia de radiación infrarroja (IR). PALABRAS CLAVES: Dihidropiridinas. Hidrotalcita, Óxidos mixtos, Reacción de Hantzsch, ABSTRACT Obtaining dihydropyridines, is important because the application fields that these heterocycles have, as they have a good biological activity, to pharmaceutical and even level in the agrochemical industry. However its synthesis it involves long reaction times and low yields. It is therefore has implemented the use of hydrotalcite type heterogeneous catalysts 1 obtained by conventional method of co-precipitation and subsequent conversion into mixed oxide (Catalysts are expected to get Zn-Ce-CO3 and Fe-Zn-CO3) these synthesized catalysts were characterized XRD and testing of basicity. For all reactions were carried out, we worked with the catalysts in relations 1.5 and 3; this in order to assess its activity in the catalytic test and to demonstrate the effect of the basic properties and these can offer acid synthesis. The catalysts were active for the Hantzsch reaction at 60 ° C and the reaction monitored by TLC was performed. The products were isolated in yields of 15%, 18%, 20% y 23%. And with reaction times (2- 3 h). The resulting dihydropyridines were characterized and confirmed by IR spectroscopy. INTRODUCCIÓN Las hidrotalcitas, pertenecen a una clase de compuestos llamados arcillas aniónicas, o bien si se trata de una hidrotalcita sintética se les denomina hidróxidos dobles laminares (LDH o Layered Double Hidroxides). La variedad de familias de materiales tipo hidrotalcita que se pueden sintetizar es enorme, siendo su fórmula general : [M(II)1-xM(III)x(OH)2 (An-)n/x]·m H2O en la que el parámetro x indica la relación: [M(II)/M(II)+M(III)] [2], y en donde M(II) puede ser Mg2+, Zn2+, Ni2+, etc., así mismo M(III) pueden ser Al3+, Fe3+, Ga3+, etc., A= (CO3) 2-, Cl- , (NO3) - , (SO4) 2- , iso y heteropolianiones, carboxilatos, etc. Se ha reportado que solo se pueden obtener compuestos tipo hidrotalcita cuando 0.2 ≤ x ≤ 0.33, ya que para valores de x fuera de este rango se formarán los hidróxidos u óxidos libres del catión en exceso, mezclados con la hidrotalcita [1]. Estos materiales se han desarrollado y aplicado como catalizadores heterogéneos así como en soportes metálicos, para las transformaciones orgánicas en fase líquida con el fin de aumentar la eficiencia de las mismas, esto incluye reacciones de alquilación, isomerización, condensación, y ciclo adiciones [3]. Su actividad en condiciones relativamente apacibles es un incentivo para la síntesis de productos de química fina, aún más cuando la química ecológica y verde presenta gran demanda. Es por ello que se ha hecho uso de este tipo de catalizadores para la obtención de 1,4dihidropiridinas, ya que estos heterociclos son de gran interés ya que presentan una buen actividad biológica, a nivel farmacéutico en la elaboración de bloqueadores de calcio por lo que poseen propiedades antihipertensivas, antianginosas, relajantes de los vasos sanguíneos y como broncodilatadores, por lo cual también tienen aplicación en el tratamiento de la hipertensión y así mismo se hace uso de este compuesto para el tratamiento del alcoholismo [4], e incluso también tiene aplicación en la industria agroquímica en la producción de insecticidas, herbicidas y acaricidas [5]. Las importantes propiedades farmacológicas entre sus otras aplicaciones demuestran efectivamente el interés que se mantiene en la obtención de estos compuestos es por ello que se buscan diferentes aspectos y variables que puedan ser modificados en su método de 2 síntesis, con el fin de favorecer la obtención de este. La estructura química general de los derivados de 1,4-dihidropiridinas se muestra en la Figura 1. Figura 1. Estructura química general de los derivados de 1,4-dihidropiridinas Desde entonces, la reacción de Hantzsch se ha ido modificando con el fin de mejorar el rendimiento del producto final y de esta manera encontrar nuevas moléculas de interés farmacológico principalmente. El método clásico de obtener 1,4-Dihidropiridinas es mediante la reacción de Hantzsch, que consiste en la condensación de un aldehído, un β-cetoéster y amoniaco, esto se puede observar de mejor manera en el Esquema 1. Se ha evidenciado el uso de diversos catalizadores en su mayoría homogéneos [7], lo cual evidencia un gasto y un uso de solventes no recuperables aparte de condiciones fuertes de reacción durante largos tiempos, dando lugar a bajos rendimientos. Los estudios para la implementación de catalizadores heterogéneos en la síntesis de Hantzsch se han hecho visibles con el tiempo gracias a los múltiples beneficios que estos ofrecen. El mecanismo de reacción que incluye estos tres reactivos de diferente estequiometria es bastante complejo, por lo cual ha sido descrito tanto en presencia de catalizadores ácidos como básicos. Así, Antonyraj y colaboradores [6] han publicado un trabajo sobre la síntesis de 1,4Dihidropiridinass a partir de benzaldehído, acetoacetato de etilo y acetato de amonio haciendo uso de hidrotalcitas (HT), y sus respectivos óxidos mixtos (OM) de aluminio y magnesio, estos autores descubrieron que la actividad de la Hidrotalcita disminuye con el aumento de la relación Mg/Al y que la alta actividad catalítica de este material HTMgAl se debe al comportamiento cooperativo de los centros ácidos y básicos presentes en el mismo. Por otra parte Ebitani et al. [8] reveló un informe en el cual se da a conocer que hidrotalcitas proporcionan una superficie bi-funcional ácido-base única capaz de promover las reacciones Knoevenagel y Michael de nitrilos con compuestos carbonílicos. Inicialmente se planteó la obtención de Catalizadores tipo HT y OM, para la síntesis de Dihidropiridinas, a partir de la reacción de Hantzsch, haciendo uso de los precursores 3 nitrato de zinc en conjunto con el nitrato de cerio (III) y nitrato de zinc junto al nitrato de hierro (III), capaces de catalizar la reacción para producir las dihidropiridinas en presencia de agua. Esquema 1. Esquema general de la Reacción de Hantzsch para la obtención de Dihidropiridinas MATERIALES Y MÉTODOS Preparación de Hidrotalcita y conversión a Óxidos mixtos La elaboración de los diferentes catalizadores tipo HT que inicialmente se esperaban obtener, se llevó a cabo por el método de Co-precipitación, empleando carbonato de sodio como agente precipitante, las relaciones entre el M+2/M+3 (Zn/Ce = 1.5 y Zn/Ce = 3) se llevaron a cabo mediante el uso de los precursores Zn(NO3)2*6H2O y Ce(NO3)3 *6H2O, así mismo se planteó las mismas proporciones para la síntesis de HT con Hierro (Zn/Fe = 1.5 y Zn/Fe = 3), en donde sus precursores fueron Zn(NO3)2*6H2O y Fe(NO3)3 *9H2O. Las relaciones anteriormente mencionadas se llevaron a cabo tomando como base de cálculo una cantidad fija para M+2 de 15 mmol. Luego de preparar la mezcla, la solución acuosa que contenía los metales, se adicionó por goteo a la solución precipitante de Na2CO3 (0.5M), con una relación de 50 mL/h, llevando un control de la temperatura de 35oC ± 5 oC, manteniendo el pH de la solución entre 10 – 11.5, mediante la adición de NaOH (1M) [3]. El proceso de envejecimiento se realizó en dos etapas, inicialmente los catalizadores se mantuvieron con agitación contante por 2 h a 60 oC, en la segunda etapa se retiró el calentamiento y la agitación, posteriormente se planteó el tiempo y las condiciones para cada HT sintetizada, en lo cual se estableció un tiempo de 15 días a condiciones ambientales para las HT’s con relaciones de 1.5 y 3 de Zn/Fe, para la relación de Zn/Ce = 3, se optó por un tiempo de 8 días, y finalmente en la HT Zn/Ce = 1.5 se consideró el uso del ultrasonido (US), durante 1 h. Una vez se concluyeron estos procedimientos, los catalizadores, se lavaron hasta obtener una conductividad inferior a 50µS/cm, y se secaron a 80 oC, por un tiempo de 24h, 4 finalmente se calcinaron los sólidos obtenidos a 500 oC por 4 h, para la obtención de los respectivos OM. Caracterización de los sólidos Para la caracterización de los compuestos calcinados, se utilizó la técnica espectrofotométrica IR, usando el equipo Diode Array Spectrophotometer HP 8452, Infrarrojo Agilent Cary 630 FTIR, equipado con ATR y una lámpara de Deuterio, Resolución 8 cm -1, y con un Rango de 4000 – 650 cm-1. Las sustancias sintetizadas en relación 1.5 y 3 por co-precipitación, se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX) con un difractómetro PANanlytical equipado con un ánodo de cobre (λ = 1,54056 Å). Los difractogramas se registraron en ángulos 2θ entre 8 y 80 ° θ, empleando un tamaño de paso de 0,02 ° y una velocidad de 1°/min. Debido a los resultados obtenidos que se da conocer en el desarrollo de este artículo, no se consiguió calcular a y c, ya que no se obtuvo el compuesto HT, deseado. No obstante se logró la determinación de los tamaños de partículas mediante la ecuación de Scherrer: Dp= Kλ/βCosθ, en la cual Dp hace referencia al tamaño de partícula, K es un factor adimensional, con un valor próximo a la unidad, este factor tiene un valor típico de 0.9, pero varia con respecto a la forma real del cristal, β es el Ancho a altura media del pico de difracción en radianes y θ el ángulo de difracción [9]. Finalmente se midió la basicidad, tanto los compuestos que se sintetizaron y calcinaron, esto se llevó a cabo por método de titulación de Hammett [10], en el cual se hizo uso de del Ácido benzoico como Solución valorante (0.5M), e indicadores como fenolftaleína, azul de bromo timol y 4-nitroanilina. Test Catalítico Se mezclaron 2mmol de Benzaldehído, 6 mmol de 2,4-Pentanodiona, 4.5 mmol de amoniaco, 2 mL de agua destilada, y 60 mg del catalizador a temperatura ambiente en un matraz de fondo redondo en conjunto con un agitador magnético, a baño maría con agitación de 500 rpm, a 60 °C, durante de un tiempo de 2 horas, el seguimiento de la reacción se llevó a cabo por cromatografía de capa fina (TLC) (Cloroformo). Después de terminada la reacción, la mezcla obtenida se dejó enfriar hasta temperatura ambiente, y se extrajo con acetato de etilo. Posteriormente se filtró el compuesto que se utilizó como catalizador, y la capa de disolvente se lavó tres veces consecutivas con agua, luego se secó con sulfato de sodio anhidro, se filtró el sólido, y este mismo procedimiento se repitió 4 veces más, finalmente la mezcla obtenida se colocó en el equipo de rota vapor HAHNVAPOR HS-2005S, con una rotación de 60 rpm, una temperatura de 60.5 oC y una presión de vacío de 140 mbar. , en el cual el disolvente se eliminó, y se obtuvo una sustancia de consistencia liquido-aceitosa. La reacción general del test catalítico se muestra a continuación en el Esquema 2. 5 Esquema 2. Reacción síntesis de Hantzsch, a partir de benzaldehído, 2,4-Pentanodiona y amoniaco, para la obtención de Dihidropiridina RESULTADOS Y DISCUSIÓN Caracterización de los compuestos sintetizados antes y después de la calcinación. Se llevó a cabo un análisis de DRX, a los compuestos tipo HT que inicialmente se esperaban obtener (HT_ZnCe_1.5, HT_ZnCe_3), estos difractogramas se pueden observan en la Figura 2 y 3, que hacen referencia respectivamente a la relación Zn+2/Ce+3 de 1.5 y 3. Cabe destacar que para ambos difractogramas se observa una buena cristalinidad no obstante si compramos los resultados de la Figura 2, con los de la Figura 3 se puede inferir que la primera es un poco más cristalina que la segunda, posiblemente por el efecto que brindo el US, en el proceso de envejecimiento. Figura 2. Difractograma para el compuesto con una relación de 1.5 Zn-Ce 6 Figura 3. Difractograma para el compuesto con una relación de 3 Zn-Ce Se tiene como referencia que una HT típica como es el caso de la HT Mg-Al, posee un difractogramas especifico, es decir, provee señales que son características para este tipo de compuesto, sin embargo en este caso al usar diferentes cationes en los precursores (Zn-Ce) y al no proveer las condiciones óptimas durante las síntesis, se puede suponer la formación de compuestos colaterales a la del sólido de interés, es por ello que al correlacionar estos resultados con una base de datos asequible, se pudo observar en dichos difractogramas, la posible presencia de compuestos diferentes a las HT’s que se esperaban lograr, dichos compuestos en el caso de la relación 1.5 de Zn-Ce son la Hidrocincita [14], y el dihidroxibicarbonato de cerio (VI) mono hidratado, en cuanto al difractograma de la Relación 3 de Zn-Ce existen probabilidades de obtener Zn(OH)2 también conocido como Wulfingite [15], así como cincita (ZnO), sin embargo elucidar que compuestos están específicamente no fue viable, por esto solo es posible un acercamiento a los probables compuestos que podrían presentarse. A continuación se presentan en las tablas 1,2, 3 y 4, los datos y resultados obtenidos respecto a los ángulos 2Theta, intensidad, espacios interplanares, y tamaños de partícula. Con respecto a los parámetros cristalográficos a y c, no fue posible determinarlos ya que los compuestos obtenidos que son más probables poseen un sistema cristalino complejo (monoclínico). Sin embargo si es posible evidenciar, el valor del Dp obtenido en el compuesto con una relación de 1.5 Zn-Ce, es mayor que el valor del Dp en el compuesto con una relación de 3 Zn-Ce, en este caso se evaluar el efecto que tiene el US, en la etapa de envejecimiento, y el cual posiblemente favoreció en gran medida este resultado. 7 2Theta Intensidad (Å) d 1000,0 4,4536 20,24 720,5 4,3060 20,97 509,3 3,2964 27,87 372,6 2,8332 32,85 280,9 2,4185 39,58 242,1 2,3564 40,84 260,1 2,2936 42,81 Tabla 1. Resultados obtenidos para el compuesto con una relación de 1.5 Zn-Ce Tamaño promedio de la partícula (Dp) 761,52 Å Tabla 2. Tamaño de partícula para el compuesto con una relación de 1.5 Zn-Ce 2Theta Intensidad (Å) d 288,1 6,9183 12,87 296,8 6,8452 13,01 366,4 5,5636 16,08 1000,0 4,3940 20,53 273,4 4,3435 20,78 704,7 3,7901 23,99 490,1 3,7621 24,18 262,7 3,4201 26,78 285,5 3,2557 28,25 216,5 3,2212 28,58 202,1 3,2007 28,78 259,0 3,0680 30,15 739,9 3,0380 30,48 418,4 3,0016 32,89 257,4 2,7964 33,44 324,8 2,7701 33,80 408,3 2,6369 35,76 399,8 2,4809 38,40 496,0 2,2333 43,63 368,6 2,1713 45,21 201,0 2,1111 46,88 Tabla 3. Resultados obtenidos para el compuesto con una relación de 3 Zn-Ce 8 Tamaño promedio de la partícula (Dp) 310,44 Å Tabla 4. Tamaño de partícula para el compuesto con una relación de 3 Zn-Ce Espectroscopia IR, para los compuestos calcinados Para la caracterización de los compuestos calcinados con relación 1.5 Zn-Fe, 3 Zn-Fe, 1.5 Zn-Ce, 3 Zn-Ce, se dispuso de un análisis por IR y a continuación se muestran los espectros que se obtuvieron: Figura 4. Espectro IR, Compuesto Calcinado con Relación 1.5 Zn-Ce Figura 5. Espectro IR, Compuesto Calcinado con Relación 3 Zn-Ce 9 Figura 6. Espectro IR, Compuesto Calcinado con Relación 1.5 Zn-Fe Figura 7. Espectro IR, Compuesto Calcinado con Relación 3 Zn-Fe Como se pudo observar, en la figura 4, se muestra una tendencia diferente con respecto a las figuras 5,6 y 7, en las cuales se ve reflejado la aparición de señales semejantes en rangos de numero de onda similares, esto se debe a la relación manejada de M+2/M+3 (Zn/Ce = 1.5) y al método de envejecimiento que se utilizó para este (US), es posible considerar que el efecto de cavitación mejora la formación de enlaces por interacciones entre los reactantes, debido a la energía y presión liberada, dando lugar a colisiones entre las moléculas de manera más efectiva, generando la formación de enlaces metal – oxígeno (M-O), la cual comprende rangos que van desde 650 cm -1 a 850 cm -1, así mismo el efecto que tiene el pH del Ce con respecto al Zn, permite sufrir ligeros desplazamientos hacia números de onda mayores [11], por lo cual la señal comprendida en 900 cm-1 hace 10 referencia posiblemente al enlace Ce-O, con un tipo de vibración posiblemente de tensión simétrica, y la señal en 700cm-1 probablemente sea del enlace Zn-O, esta última señal es característica de óxidos simples o posibles espinelas.[12]. Así mismo las señales que aparecen entre los rango de numero de onda 1385 cm-1 a 600cm-1 puede ser factiblemente a la presencia de ion COO-, seguramente por la presencia de humedad en las muestras por contacto con el aire, finalmente la señal que aparece entre 3400cm-1 y 3500cm-1, es característica de una señal ancha de tensión tipo enlace O-H, estos grupos corresponden a aquellos que son absorbidos por algún grupo higroscópico, presente en los polvos como por ejemplo, en los óxidos de cerio y zinc, o típicos materiales de minerales arcillosos.[13] Para la figura 5, con la misma composición pero diferente relación molar 3 Zn-Ce, se observan las mismas tendencias que en la figura 4, esto con base en a la aparición de las señales, no obstante estas son de menor intensidad, esto también se valora de acuerdo a la relación que existe entre M+2/M+3 ya que de esto depende la fortaleza de los enlaces y la masa de los átomos implicados con lo cual será necesaria más o menos energía para que se produzca la absorción de la radiación. Así mismo si se aprecia desde el método de envejecimiento que, como se mencionó en la síntesis constato de un tiempo de 8 días, sin aplicar otra variable que favoreciera la formación de los compuestos deseados, así mismo la señal que aparece en 1420cm-1, evidencia la fuerte presencia del ion COO-, lo permite comprender que este oxido mixto es más higroscópico y se confirma con la aparición de una señal ancha en el número de onda 3450 cm-1, característica de la interacción O-H, mencionada anteriormente. Por otra parte en las figuras 6 y 7, correspondientes a los compuestos calcinados en relación 1.5 y 3 Zn-Fe, se muestra un comportamiento similar, donde se destaca, la interacción Oxigeno – Metal, comprendida en la señal de 650 cm-1, las cuales tiene una mayor pronunciación. Basicidad de compuestos sintetizados y calcinados. Con respecto al análisis para determinar la basicidad de los compuestos se obtuvieron los siguientes resultados, que se pueden observan en la Tabla 5. COMPUESTO Sintetizados relación 1.5 Zn-Ce Sintetizados relación 3 Zn-Ce Calcinados relación 1.5 Zn-Fe Calcinados relación 3 Zn-Fe Calcinados relación 1.5 Zn-Ce BACISIDAD, μmoL/g Por el método Hammett no se obtuvo respuesta 459,4 μmoL/g Por el método Hammett no se obtuvo respuesta Por el método Hammett no se obtuvo respuesta 450,8 μmoL/g 11 Calcinados relación 3 Zn-Ce Sintetizados relación 1.5 Zn-Fe Sintetizados relación 3 Zn-Fe 4115,6 μmoL/g Por el método Hammett no se obtuvo respuesta Por el método Hammett no se obtuvo respuesta Tabla 5. Resultados obtenidos de Basicidad en compuestos sintetizados y calcinados expresada en μmoL/g. Como se puede observar en la Tabla 5, no se obtuvieron resultados por el método Hammett para algunos de los compuestos de interés, dado que algunos de estos compuestos como es el caso de Fe, tienen una coloración propia de tono marrón lo cual interfiere con la titulación, en el momento de la adición de la fenolftaleína y el viraje que esta tiene (Fucsia a incoloro). De igual manera en el caso de la sustancia sintetizada en relación 1.5 Zn-Ce, por el método de Hammett la cuantificación de la basicidad no es posible, ya que este ya se encuentra en un estado ácido, dado por la relación molar existente entre los cationes Zn y Ce, debido a que este último se comporta de manera ácida. Los resultados obtenidos demuestran la cantidad de sitios básicos presentes en el sólido por cada gramo catalizador, no obstante para el desarrollo de la síntesis de Hantzsch en la obtención de Dihidropiridinas, se tiene en cuenta que esta reacción puede llevar se acabó en presencia de un catalizador tanto ácido como básico, para lo cual en este caso se buscó sintetizar un HT y su posterior conversión a OM con Propiedades bifuncionales [7]. Evaluación Catalítica Se llevó a cabo la síntesis de Hantzsch, mediante el uso de agregados calcinados, para la obtención de Dihidropiridinas, para lo cual inicialmente se propuso el siguiente mecanismo visible en el Esquema 3. 2 12 I. II. Condensación Reacción de Knoevenagel 13 Condensado de Knoevenagel III. Tautomería Imina-Enamina; Formación del producto (Reacción de Michael) 14 Dihidropiridina Esquema 3. Mecanismo propuesto para la síntesis de Hantzsch Como se puede observar en el mecanismo propuesto, intervienen tres clases de reacciones, cada una de ellas contiene diferentes variables en las cuales la sustancia que se utilizó como catalizador prestara su posible intervención. Por ejemplo el aporte de un medio que mejorar el tiempo de reacción, esto se da por los centros básicos de Lewis asociados con O2-, al haber calcinado [7]. En lo que respecta a el mecanismo, este consiste en primera medida, en el ataque nucleofilico a la especie carbonilo de la pentanodiona por el amoniaco, seguido de una deshidratación para la obtención del primer intermediario. A continuación se lleva a cabo una tautomerización de la molécula pentanodiona, luego se realiza una condensación de Knoevenagel entre el benzaldehído y el producto de la tautomerización, en el cual se realiza un ataque nucleofilico desde el doble enlace carbono-carbono formado hacia el carbonilo del benzaldehído, dando lugar al condensado de Knoevenagel, y posteriormente el primer intermediario en conjunto con el condensado y en presencia del catalizador bifuncional, propicia el arreglo de tautomería desde la enamina hasta la imina, finalmente se da una 15 ciclación del compuesto y una deshidratación para obtener el producto de interés (Dihidropiridina). Espectroscopia IR, para el compuesto Dihidropiridina Los productos obtenidos en la síntesis de Hantzsch, se caracterizaron por espectroscopia IR, los resultados obtenidos se muestran en las figuras 8, 9, 10 y 11. Figura 8. Espectro IR, Dihidropiridina sintetizada en presencia de Compuesto calcinados relación 1.5 Zn-Ce. Figura 9. Espectro IR, Dihidropiridina sintetizada en presencia de Compuesto calcinados relación 3 Zn-Ce. 16 Figura 10. Espectro IR, Dihidropiridina sintetizada en presencia de Compuesto calcinados relación 1.5 Zn-Fe. Figura 11. Espectro IR, Dihidropiridina sintetizada en presencia de Compuesto calcinados relación 3 Zn-Fe. Como se observa los cuatro espectros de IR, poseen señales similares por lo que es posible decir que los compuestos obtenidos en cada una de las reacciones catalizadas, tienen resultados semejantes. Es posible observar que las señales que aparecen en un número de onda aproximadamente de 3020 cm-1 , hacen referencia a los enlaces =C-H, presentes en el anillo aromático y en 17 heterociclo que contiene al nitrógeno, así mismo señales alrededor de 1729cm-1 y 1855cm-1, conciernen al enlace C=O de tensión correspondientes a los dos grupo carbonilo de la dihidropiridina, la señal con poca intensidad que aparece en 1580cm-1 y 1490cm-1, se describe como las vibraciones de flexión del enlace N-H visible en la estructura de la dihidropiridina, una señal un poco más aguda en la región 1400cm-1 y 1500cm-1 define la presencia de un núcleo bencénico, entre los números de onda de 1200cm-1 y 1300cm-1, se encuentra la sustitución 1, en un anillo aromático del enlace C-C (flexiones en el plano), las señales que se detectaron entre 1000cm-1 y 1100 cm-1, pertenecen a las tensiones entre los enlaces C-H presentes, finalmente las señales que aparecen entre los rango de 1000cm-1 y 700cm-1 , se localizan las sustituciones en el anillo aromático. Para confirmar que los Espectros obtenidos, si correspondieran al producto de interés y no a los reactivos involucrados, se llevó a cabo un seguimiento de la reacción por TLC, como se muestra en las imágenes 1 y 2. Este análisis se llevó de manera cualitativa, haciendo uso de una fase estacionaria (Alumina) y una fase móvil (Cloroformo), inicialmente se realizó la siembra del reactivo pentanodiona en la sección derecha de la placa, seguido de la mezcla de reacción con el uso de los catalizadores en relación 1.5 y 3, respectivamente, la Imagen 1, muestra el seguimiento para la obtención de la Dihidropiridina haciendo uso del compuesto calcinado Zn-Ce, por otra parte en la Imagen 2, se observa que presenta el mismo comportamiento que la anterior, en este caso la siembra se realizó para el seguimiento de la reacción pero con el uso del compuesto calcinado Zn-Fe. Como se puede analizar y correlacionar los 6 diferentes tipos de corridas, se observa la formación de los productos en relación a los reactivos. Imagen 1. Seguimiento TLC para la Imagen 2. Seguimiento TLC para la reacción con compuesto calcinado Zn-Ce reacción con compuesto calcinado Zn-Fe Los rendimientos que se obtuvieron en la síntesis de Hantzsch, se muestra a continuación en la tabla 6. 18 Evaluación Catalítica Blanco (Uso del catalizador FeCl3) Síntesis de Dihidropiridina (compuesto calcinado relación 1.5 Zn-Ce) Síntesis de Dihidropiridina (compuesto calcinado relación 3 Zn-Ce) Síntesis de Dihidropiridina (compuesto calcinado relación 1.5 Zn-Fe) Síntesis de Dihidropiridina (compuesto calcinado relación 3 Zn-Fe) Rendimiento (%) 48.4477 15.5583 18.1087 20.1316 23.0385 Tabla 6. Rendimientos obtenidos para la síntesis de Dihidropiridinas Al observar los resultados obtenidos, es posible afirmar que no se obtuvieron buenos rendimientos en la síntesis para la obtención del producto de interés haciendo el uso de los posibles catalizadores, si esto a su vez se compara con el blanco y la presencia del catalizador homogéneo que se utilizó en este (FeCl3), se podría inferir que este metal debido a su propiedades acidas, tiene mayor actividad en la reacción, por ello se ve también un leve aumento en el rendimiento de la síntesis de Dihidropiridinas con el uso de los compuestos calcinados que contenían Fe esto en comparación a los que contenían Ce. CONCLUSIONES Los agregados calcinados, obtenidos a partir de la síntesis de los compuestos obtenidos por co-precipitación en relaciones 1.5 y 3, para Zn-Ce y Zn-Fe, no mostraron la actividad esperada para la obtención de Dihidropiridinas en la síntesis de Hantzsch, aunque si fueron activa para esta, no se obtuvieron buenos rendimientos, por lo cual se concluye que durante su formación se presentaron interferencias, y la ruta sintética no fue óptima para obtención de OM, lo cual se evidencia en los difractogramas, puesto que al realizar la comparación de los resultados con los reportados por la literatura y respecto a la teoría no se demuestra un comportamiento semejante y propio de este tipo de materiales, esto puede deberse a que los cationes escogidos, presentan múltiples estados de oxidación, dando vía libre a la formación de compuestos como mezclas de minerales diferentes a los de interés, por lo cual se debe optimizar una ruta sintética para controlar los parámetros que son determinantes (pH, Temperatura, Relaciones molares, Selección de los precursores, métodos de envejecimiento, entre otros) en la síntesis para la obtención de HT y OM. El uso de US, mejoro lo tiempos de envejecimiento y es posible que ayude en la formación del sólido de interés (Catalizador), debido al efecto que tiene el fenómeno de cavitación mediante la liberación de energía y presiones altas, que pueden brindar características propias de este tipo de materiales, como buena porosidad, área superficial y el efecto que tiene en el tamaño de partícula. 19 La determinación del porque el uso de estos cationes se debe, a las propiedades ácidas, que todos ellos poseen (Zn, Fe, Ce), además de los caracteres bifuncionales que pueden adquirir en una síntesis propia de la HT’s la cual se da en medio básico, y que es de mayor consideración si se llevan hasta OM, por lo que confiere una ventaja sobre la HT’s convencionales (MgAl), en este tipo de reacciones (Síntesis de Hantzsch) AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la UNIVERSIDAD DE CIENCIAS APLICADAS AMBIENTALES (U.D.C.A), así como a los profesionales y educadores Mónica Muñoz y Camilo Perdomo, que acompañaron y apoyaron el desarrollo de este trabajo. _______________________________________________________________________ REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. 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