Simple and lowecost transition metal-free borophosphate glass catalyst for aromatic alcohol oxidation by sodium hypochlorite

The oxidation of primary and secondary alcohols to their respective aldehydes/ketones is one of the most important reactions in fine chemistry due to the industrial application of these products. Based on this, a large number of new catalysts and oxidants have been tested using this reaction as a catalytic model, mainly looking for a process that ensures high aldehyde selectivity. In this paper, we have used moisture stable borophosphate glass doped with 10 mol% Al2O3 as a heterogeneous catalyst in the oxidation of sodium hypochlorite, an effective, greener, and low-cost oxidant, using acetonitrile as solvent under mild conditions. The glass catalyst mass and the particle size were evaluated, as were the reaction temperature and oxidant amount, to determine the ideal reaction conditions where the conversions achieved 87.0 mol% for 1-phenylethanol to acetophenone and 79.4 mol% for benzyl alcohol to benzaldehyde, with benzaldehyde selectivity above 95%. Although sodium hypochlorite is a strong oxidant, benzaldehyde was the main product of the oxidation of benzyl alcohol due to the formation of a biphasic organic-aqueous system that protects the aldehyde from oxidation and allows the reaction to occur without the use of a phase transfer catalyst (PTC). HPLC analysis of both phases showed that alcohols, aldehyde, and ketone were mostly present in the organic phase (concentrations above 98.7%). During the reaction, a small amount of alcohol is transferred to the aqueous phase, where the oxidation took place. Once formed, the products are transferred back to the organic phase. ICP-OES analysis indicates that borophosphate glass acts in the reaction by partially releasing phosphate-based groups, reducing the pH of hypochlorite to 9. In this sense, borophosphate glasses prove to be a simple and inexpensive alternative for the development of new catalysts

Substratos vítreos ativos dopados com metais de transição utilizados como catalisadores em reações de oxidação de álcoois

Orientador : Rodrigo SequinelMonografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Palotina, Curso de Graduação em Ciências Exatas - Química.Inclui referênciasResumo : O presente trabalho estuda a utilização de composições de vidros borofosfato dopados com diferentes metais de transição como possíveis catalisadores de reações de oxidação dos álcoois 1-feniletanol (BnEtOH) e benzílico (BnOH). O emprego do vidro borofosfato permite que sua confecção seja mais viável, com uma fusão feita a uma temperatura menor. A incorporação de alumínio ao vidro também diminui a sua absorção de água, reduzindo a corrosão que o material pode sofrer com a exposição ao líquido no meio reacional. O trabalho com essa composição vítrea visa também estudar a redução do custo dos catalisadores, já que muitos trabalhos utilizam nanopartículas de metais nobres, como o ouro, a prata e o paládio, como catalisadores altamente seletivos e efetivos. A oxidação do BnOH produz benzaldeído e ácido benzóico, e a do 1-feniletanol a acetofenona. As reações apresentaram um melhor rendimento quando realizadas em meio de acetonitrila na temperatura de 50,0 ºC ± 1,0 ºC. Os resultados obtidos com os testes das reações foram analisados pela conversão dos álcoois e formação dos produtos através de análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência - CLAE. Os resultados obtidos foram diversos, sendo o ferro o metal dopante com melhor atividade catalítica, chegando a 79,0 mol% na conversão do BnEtOH. Contudo, o vidro borofosfato sozinho obteve resultados melhores na catálise do que o vidro dopado, desencadeando novos ensaios realizados