00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Dissertação
Título: P1-Mof. RH como catalisador para a hidroformilação de olefinas: um estudo computacional
Título(s) alternativo(s): P1-MOF-Rh as catalysts for olefin hydroformylation: a computational study
Autor(es): Santos, Artur Amasai Melo dos
Primeiro Orientador: Silva, Júlio Cosme Santos da
metadata.dc.contributor.referee1: Adrian, Aracelis Jose Pamphile
metadata.dc.contributor.referee2: Meneghetti, Mario Roberto
metadata.dc.contributor.referee3: Venâncio, Mateus Fernandes
Resumo: Neste trabalho, foram realizados cálculos utilizando a teoria do funcional da densidade para avaliar computacionalmente o potencial catalítico de um complexo de ródio-monofosfina, o qual corresponde ao centro reativo do material tipo MOF P1MOF.Rh, na reação de hidroformilação de olefinas terminais. Todos os intermediários e estados de transição ao longo da etapa de coordenação e inserção das olefinas, 1-propeno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno e estireno, foram localizados e devidamente caracterizados, e as energias envolvidas foram calculadas utilizando o funcional BP86-D2 com inclusão de dispersão. Os resultados energéticos obtidos ao nível BP86-D2/def2-TZVP/LANL2TZ/PCM mostraram que a regiosseletividade da reação já é definida na primeira etapa, com uma preferência cinética pelo caminho de reação linear para a hidroformilação de todas as olefinas. Esses resultados também mostraram que a coordenação das olefinas ao catalisador P1.MOF.Rh e a formação dos intermediários Rh-alquil são processos espontâneos, e que uma vez que os complexos- (coord), produto da etapa de coordenação, são formados, a inserção das olefinas na ligação Rh-H do catalisador ocorre com barreiras de ativação < 7,0 kcal/mol. Os cálculos BP86-D2/def2-TZVP/LANL2TZ predizem uma seletividade acima de 75% em favor do produto linear a 80ºC para a reação com todas as olefinas estudadas, inclusive para estireno, onde em muitos exemplos o produto ramificado é formado preferencialmente. A análise geral dos resultados mostram que o catalisador de Rh da P1.MOF.Rh é seletivo para a formação do produto linear, independentemente da natureza química do substrato. A analise das cargas de Hirshfeld e de decomposição da energia mostraram que a seletividade da reação também é dependente a natureza química da olefina. Estes resultados, mostram que o sistema P1.MOF.Rh tem potencial para atuar como catalisador na reação de hidroformilação de olefinas.
Abstract: In this work, quantum chemical calculations were carried out using density functional theory to evaluate the catalytical potential of rhodium-monophosphines, which correspond to the reactive center of the MOF material P1.MOF.Rh, in the hydroformylation reaction of terminal olefins. All intermediates and transition states and the coordination and insertion of the olefins, 1-propene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, and styrene were located, and adequately characterized energies involved were calculated using the BP86-D2 functional with dispersion corrections. The energetic results obtained at the BP86-D2/def2-TZVP/LANL2TZ/PCM level showed that the regioselectivity of the reaction is already defined in the first step, with a kinetic preference by the linear reaction pathway for all olefins' hydroformylation. These results also showed that the coordination of the olefins to the P1.MOF.Rh catalyst and the formation of the Rh-alquil intermediate are spontaneous processes, and that once the p-complexes (coord), products of the first step, are formed, the olefins insertion into the Rh-H bond of the catalyst occurs with activation barriers < 7.0 kcal/mol. BP86-D2 calculations predict a selectivity above 75% in favor of the linear product at 80º, even for styrene, where usually the branched product is the preferred one. The overall analysis of the results showed that the Rh catalyst of P1.MOF.Rh is pro linear selective independent of the substrate's chemical nature and places it as a potential catalyst for the olefins hydroformylation reaction. Analysis of Hirshfeld charges and energy decomposition showed that the reaction's selectivity also depends on the chemical nature of the olefins.
Palavras-chave: Catalisador P1.MOF.RH
Olefinas
Catálise
Reações químicas - Computacional
Catalyst P1.MOF.RH
Olefins
Chemical reactions - Computational
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: Santos, Artur Amasai Melo dos. P1-Mof. RH como catalisador para a hidroformilação de olefinas: um estudo computacional. 2022. 77 f. Dissertação (Mestrado em Química e Biotecnologia) – Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8447
Data do documento: 30-jul-2021
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