Estudio de la Reacción de Metanol y Acetato de Etilo sobre el Catalizador [CTA+]-Si-MCM-41 como Modelo de Reacción de Transesterificación de Aceites Vegetales

Abstract

Los tamices moleculares Si-MCM-41, donde el catión de cetil-trimetilamonio [CTA+] proveniente del agente direccionador de estructura se mantiene ocluido en su estructura mesoporosa, han sido aplicados como catalizadores heterogéneos en reacciones de transesterificación para la producción de biodiesel. Sin embargo, aún son limitados los estudios teóricos que describan el comportamiento del catalizador [CTA+]-Si-MCM-41 en la reacción. El objetivo de este trabajo es explorar dicha reacción utilizando como modelo de reacción la transesterificación del acetato de etilo con metanol sobre el catalizador heterogéneo [CTA+]-Si-MCM-41 y explicar el rol del surfactante ocluido en la actividad catalítica. Se realizaron estudios experimentales con espectroscopia FTIR y cálculos teóricos a nivel B3LYP/6-31g(d,p) con corrección por dispersión. El análisis de interacciones adsorbato-catalizador se realizó mediante la Teoría Cuántica de Átomos y Moléculas (QTAIM). Los espectros FT-IR corroboran el modelo teórico para la adsorción de ambos reactivos siguiendo un mecanismo de sitio dual. Los resultados basados en la densidad electrónica muestran el rol clave del par iónico en estabilizar las especies involucradas en el mecanismo de reacción propuesto (complejo adsorbido, TS e intermediario).