Pyrene-tagged Ligands as a Bridge between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis

Abstract

La present tesi tracta sobre el desenvolupament de catalitzadors homogenis que contenen fragments poliaromàtics per facilitar el seu ancoratge en suports sòlids per aconseguir la fàcil separació i reciclatge del catalitzador. Es van triar els grups pirè, ja que és conegut que promouen interaccions aromàtiques fortes pi-pi per apilament en superfícies de carboni. En conseqüència, el treball s'ha centrat en els suports de carboni (nanotubs de carboni, òxid de grafè reduït i perles de carboni) com a suports sòlids per a aquesta estratègia d'ancoratge no covalent en suports sòlids. A més, s'ha explorat un sistema catalític bifàsic com una altra estratègia per al reciclatge i la reutilització de catalitzadors homogenis. Aquest sistema catalític bifàsic, que consisteix en líquids iònics (IL) i diòxid de carboni supercrític (scCO2), s'usa en la reacció de telomerització de 1,3-butadiè amb diòxid de carboni per produir ä-lactona en un flux continu.

La presente tesis trata sobre el desarrollo de catalizadores homogéneos que contienen fragmentos poliaromáticos que se han introducido con el objetivo de facilitar el anclaje en soportes sólidos para conseguir la fácil separación y el reciclaje del catalizador. Se eligieron grupos pireno, ya que es conocido que promueve interacciones aromáticas fuertes pi-pi por apilamiento en superficies de carbono. En consecuencia, el trabajo se ha centrado en los soportes de carbono (nanotubos de carbono, óxido de grafeno reducido y perlas de carbono) como materiales para esta estrategia de anclaje no covalente en soportes sólidos. Además, se ha explorado un sistema catalítico bifásico como otra estrategia para el reciclaje y la reutilización de catalizadores homogéneos. Este sistema catalítico bifásico, que consiste en líquidos iónicos (IL) y dióxido de carbono supercrítico (scCO2), se usa en la reacción de telomerización de 1,3-bytadieno con dióxido de carbono para producir ä-lactona en un flujo continuo.

The present thesis deals with the development of established homogeneous catalysts bearing polyaromatic fragments that would facilitate catalyst separation and recycling. Pyrene tags were chosen as it is a well-known antenna that promotes strong aromatic pi-pi stacking interactions onto carbon surfaces. Consequently, we focused our attention on carbon supports (carbon nanotubes, reduced graphene oxide and carbon beads) as solid supports for this noncovalent anchoring strategy on solid supports. In addition, a biphasic catalytic system as another strategy for the recycling and reuse of homogeneous catalysts is explored. This biphasic catalytic system consisting of ionic liquids (ILs) and supercritical carbon dioxide (scCO2) was used in the Pd-catalyzed telomerization reaction of 1,3-butadiene with carbon dioxide to yield ä-lactone in a continuous flow-manner.