Análisis del Laplaciano de la densidad electrónica [-∇2ρ(r)] para el estudio de la reacción de acetato de etilo y metanol sobre el catalizador [CTA+]-Si-MCM-41

Abstract

En este trabajo estudiamos el papel de las interacciones asociadas con el mecanismo de la reacción de acetato de etilo (AcEt) y metanol sobre la superficie del catalizador [CTA+]-Si-MCM-41. Estudios previos demostraron que la reacción ocurre en la boca del poro. Por lo que se postuló un mecanismo de sitio dual en el que ambos reactivos se adsorben sobre la superficie del catalizador de manera concertada. El estudio se basa en la Teoría de Átomos y Moléculas (QTAIM), enfocado en el análisis del Laplaciano de distribución de la densidad electrónica. Se analizaron regiones que involucran a los enlaces principales asociados a la reacción. En el complejo adsorbido, se observa que la interacción O1···HM entre catalizador y metanol, se encuentra en una zona de disminución de densidad electrónica [∇2ρ(r)> 0], sin embargo, en el estado de transición y el intermediario se aprecia una acumulación de densidad electrónica. Por otro lado, la interacción OM···C1 (enlace entre metanol y AcEt) se encuentra en una zona de disminución de densidad electrónica tanto para el complejo absorbido como el estado de transición, mientras que en el intermediario se encuentra en una zona de acumulación de la densidad electrónica mostrando características de un enlace covalente de capa cerrada. En conclusión, nuestro análisis permite apreciar visualmente el cambio de carácter del Laplaciano [-∇2ρ(r)] que implica una reorganización de la densidad electrónica hacia la formación y ruptura de los enlaces, así como el rol del catalizador en esta reorganización.