Hidrotalcitas en la síntesis multicomponente de compuestos 4H-piranos

Abstract

Las hidrotalcitas (hidroxicarbonatos de magnesio y aluminio) son minerales que pertenecen a la familia de las arcillas aniónicas, estos materiales de formula general [M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/m-nH2O, desempeñan un papel importante en varias reacciones catalizadas por materiales de carácter básico como condensaciones de Claisen-Schmidt y de Knoevenagel, estos materiales actúan como catalizadores heterogéneos y son altamente activos y selectivos. En este trabajo se estudia hidrotalcitas de Mg/Al (Me2+/Me3+=3; Me2+ = Ni o Co) en la síntesis multicomponente de compuestos 4H-piranos. Estos materiales se sintetizan usando una mezcla de urea, Mg(NO2)3 y Al(NO3)3 con una relación Me2+/Me3+=3 y una solución alcalina de NaOH y Na2CO3 2M. La caracterización de estos materiales se realiza por medio de diversas técnicas analíticas. Los resultados obtenidos del análisis de difracción de rayos X muestran señales características de minerales arcillosos con estructuras en capas y con excelente cristalinidad, en el análisis de temperatura programada de desorción de CO2 se observa la presencia de sitios básicos de carácter fuerte y los análisis de FTIR presentan bandas que se relacionan con los grupos carbonatos característicos de estos materiales. La evaluación de la actividad catalítica de estos materiales se estudió en la síntesis multicomponente de 4H-piranos. La reacción entre malononitrilo (1 mmol), benzaldehído (1 mmol) y acetoacetato de etilo (1 mmol) se tomó como reacción modelo para optimizar las condiciones de reacción y se encontró que la reacción se favorece en condiciones libres de solvente a temperatura ambiente durante 8 horas de reacción y se obtienen mayores rendimientos hacia el pirano con la hidrotalcita de Niquel, esto podría estar relacionado con la distribución de los sitios activos de este catalizador, dado que este material presenta un mayor área superficial con respecto a las hidrotalcitas de Magnesio y Cobalto. En conclusión se describe un catalizador heterogéneo eficiente de NiMgAl(OH) para la síntesis multicomponente de compuestos 4H-pirano, las ventajas incluyen preparación simple del catalizador, condiciones de reacción suaves, fácil recuperación y reutilización del catalizador.