Química de Organometálicos

Catálise por Complexos Organometálicos

Catálise O emprego de catalisadores é de fundamental relevância para a maioria dos processos químicos, pois permite: Obtenção de produtos em condições cineticamente desfavoráveis; Redução do tempo do processo; Aumentar rendimento por tonelagem; lmportante: Conhecer os mecanismos de reação dos catalisadores; Conhecer / prever subprodutos; Conhecer as limitações; Prever desvios do ciclo catalítico;

Ação do Catalisador

Homogênea Tipos de Catálise Quando conhece-se a natureza química do sítio catalítico; Quando conhece-se o processo catalíticos; Exemplos: Polimerização Ziegler-Natta, Hidroformilação, Processo Wacker, etc. Heterogênea A estrutura do sítio catalítico nem sempre é conhecida ou homogênea; A proporção dos produtos formados nem sempre é reprodutível; Processo Shop / Síntese da Gasolina, etc.

Processo Ziegler-Natta PN em Química Ziegler e Natta (descoberto ao acaso) Polimerização do poli(etileno) - PE Possibilita polimerização vinílica com taticidade específica; (A) Isotático (B) Sindiotático (C) Atático Catalisador estável e facilmente recuperável; Alta eficiência Influencia nas propriedades finais do polímero

Estrutura do Catalisador Essa interação permite a coordenação do propileno. Catalisador de Ziegler-Natta Interação α-agóstica

Mecanismo

Mecanismo Uma outra molécula de propileno pode se coordenar pelo lado inverso da molécula. Essa conformação do catalisador irá proporcionar o isômero isotático do PE.

Mecanismo

Visão alternativa Nesta conformação, o grupo propileno se coordena ao sítio catalítico com o crupo metil sempre apontado para o lado oposto do grupo indenil.

Na coordenação de um segundo propileno, esta se dá pelo lado oposto

Outros catalisadores Tipo Ziegler Este complexo permite a obtenção do isômero sindiotático. O mecanismo reacional foi proposto por Ewen e Asanuma.

Outros catalisadores Tipo Ziegler Forma RAC Forma MESO OU Dependendo da orientação do catalizador, pode resultar em uma ou outra conformação do polímero. Logo, resulta no isômeto atático.

Ciclo de Suzuki Típico para formação de ligações C-C; Fácil controle: apenas estequiométrico;

Produção de Amidas Catalisador metaloceno; Controles: Reatividade dos grupos alquil; Reatividade do alquilciano; Controle estequiométrico;

Isomerização de Hidrocarbonetos

Catalisador de Wilkinson

Hidroformilação de Olefinas (Processo Oxo) Atividade do catalisador depende da concentração dos ligantes; Cuidados: reatividade das fosfinas; Excesso de CO leva o catalisador de Rh para fora do ciclo;

Hidroformilação Cat. de Cobalto

Processo Monsanto Carbonilação do metanol; Efetuado a 180 C e 15 atm. Reatores de aço Inox; Principais problemas: Corrosão (Iodeto); Perda de eficiência do catalisador de Rh.

Processo Wacker

Reações típicas do processo Wacker

Metátese de Olefinas Catalisadores típicos:

Ciclo de Heck

Acoplamento de Sonogashira

Processo Fischer-Tropsch

Isomerização via Fischer - Tropsch

Síntese de Semicondutores