Presentación de PowerPoint - Universidad Nacional de San Martín

“CLICK CHEMISTRY”
Y FUNCIONALIZACIÓN DE SÍLICE MESOPOROSA SBA-15
María Verónica Lombardo1, Andrea Bordoni2, Alejandro Wolosiuk2, Alberto Regazzoni2 y Galo J. A. A. Soler Illia2
1.-Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental- Universidad Nacional de San Martín-Gerencia Química-Centro Atómico Constituyentes – Contacto: [email protected]
2.- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) - Gerencia Química - Centro Atómico Constituyentes - Av. Gral. Paz 1499, San Martín, Pcia. de Bs As.
La incorporación de un grupo orgánico a un óxido mesoporoso incrementa las potencialidades del material, ya que le imparte versatilidad química a
un esqueleto de un oxido inorgánico. Por este motivo, la posibilidad obtener silanos complejos de manera sencilla, a través del uso de reacciones
modulares con altos rendimientos y sin la obtención de subproductos tóxicos, es un aporte significativo a la generación de materiales mesoporosos
híbridos (HMM).
Los grupos funcionales presentes en el ácido mercaptosuccínico-trimetoxisilano (MSATMS), son utilizados para complejar iones divalentes como Ca2+ y
Ba2+, por lo que estos HMM pueden ser utilizados para adsorber dichos cationes u otros similares
Click Chemistry
Material Mesoporoso Híbrido
 Post-Grafting
Calcinación
EtO
+
Trimetoxivinilsilano
(TMVS)
MSATMS
Ácido
mercaptosuccinico
Agente
Moldeante
P123
Si OEt
EtO
Tolueno
25°C – 24hs
OEt
TEOS
SBA-MSA PG
 Co-Condensación
EtO
+
co 20%
co 10%
co 5%
PG
O-Si-O
MSA (mmol/g)
SBA-MSA PG
1,5
SBA-MSA co 10%
0,7*
SBA-MSA co 20%
0,9*
* Datos cualitativos porque no se extrae completamente el surfactante
:
:
:
:
0,05
0,1
0,2
1
SBA-MSA 5%
SBA-MSA 10%
SBA-MSA 20%
SBA-MSA 50%
800
SBA-15
SBA-MSA PG
700
3
0,95
0,9
0,8
1
Cantidad Adsorbida (cm/g STP)
Análisis
Elemental
MSA
SBA-MSA
SBA-MSA
SBA-MSA
SBA-MSA
C-H
OEt
Caracterización
O-Si-O
C=O
+
Si OEt
EtO
RMN 1H (DCl3D, 200 MHz) del crudo de reacción: desaparición entre
5,50-6,20 ppm señales correspondientes a los 1H vinílicos del TMVS
Extracción
EtOH/HCl
60°C – 16hs
1104m2/g
600
500
400
300
442m2/g
200
100
0
SBA-MSA PG
0,0
SBA-MSA co 5%
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Presion Relativa (P/P0)
3500
3000
2500
2000
-1
1500
 (cm )
-
SBA-15
0,16
0,92
5,1
SBA-MSA PG
0,05
0,43
4,4
SBA-MSA co 5% 1MSATMS
0,00
0,53
4,0
SBA-MSA co 5% 1TEOS
0,04
0,24
2,1
SBA-MSA co 5%
0,04
0,38
4,1
Adsorción de N2
SBA-MSA co 5% 1 MSATMS
SBA-MSA co 5% 1 TEOS
 C=O
Carboxilato
3
Carboxilico
Diam. de
mesop
(nm)
1000
SBA-MSA PG OH
+
SBA-MSA PG H
0,4
Vol
Mesop
(cm3/g)
Cantidad Adsorbida (cm/g STP)
4000
Vol microp
(cm3/g)
0,2
SBA-MSA co 10%
SBA-MSA co 20%
0,0
2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100
-1
 (cm )
524m2/g
350
300
476m2/g
250
200
416m2/g
150
100
SBA-MSA 5% 1MSATMS
SBA-MSA 5%
SBA-MSA 5% 1TEOS
50
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Presion Relativa (P/P0)
Conclusiones
Fue posible obtener MSATMS mediante la reacción “click chemistry” tiol-eno entre el ácido
mercaptosuccinico y el trimetoxivinilsilano, de manera simple, con buenas conversiones, utilizando
muy poco solvente y sin necesidad de purificar el producto. Las fucionalizaciones fueron efectivas
tanto one-pot como por post-grafting. Se pudo obtener un material ordenado en el caso de la cocondensación al 5%. Y se demostró que, para el material funcionalizado por post-grafting, los
grupos funcionales están todos disponibles.
Jia Zhang, et al. Analyst, 2011, 136, 3865. Alexander K et al. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133,
11026. Zhao, D. et al. J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 6094
Agradecimientos
Trabajo financiado por CONICET, CNEA y
ANPCyT.
Agradecemos a Carla Spagnuolo por los
espectros de RMN.
M.V.L. realiza el doctorado en ciencia y
tecnología, mención química en la UNSAM
con una beca cofinanciada CONICETRhein Chemie Argentina S.A.