Modified silicas covalently bounded to 5,10,15,20-tetrakis(2-hydroxy-5-nitrophenyl)porphyrinato iron(III): synthesis, spectroscopic and EPR characterization. Catalytic studies

Abstract

In this work we have studied cyclooctene epoxidation with PhIO, using a new iron porphyrin, 5,10,15,20-tetrakis(2-hydroxy-5-nitrophenyl)porphyrinato iron(III), supported on silica matrices via eletrostatic interaction and / or covalent bonds as catalyst. These catalysts were obtained and immobilized on the solid supports propyltrimethylammonium silica (SiN+); propyltrimethylammonium and propylimidazole silica [SiN+(IPG)] and chloropropylsilica (CPS) via elestrostatic interactions and covalent binding. Characterization of the supported catalysts by UV-Vis spectroscopy and EPR (Electron paramagnetic resonance) indicated the presence of a mixture of FeII and FeIII species in all of the three obtained catalysts. In the case of (Z)-cyclooctene epoxidation by PhIO the yields observed for cis-epoxycyclooctane were satisfactory for the reactions catalyzed by the three materials (ranging from 68% to 85%). Such results indicate that immobilization of metalloporphyrins onto solid supports via groups localized on the ortho positions of their mesophenyl rings can lead to efficient catalysts for epoxidation reactions. The catalyst 1-CPS is less active than 1-SiN and 1-SiN(IPG), this argues in favour of the immobilization of this metalloporphyrin onto solids via electrostatic interactions, which is easier to achieve and results in more active oxidation catalysts. Interestingly, the activity of the supported catalysts remained the same even after three successive recyclings; therefore, they are stable under the oxidizing conditions.

Neste trabalho estudamos a epoxidação do cicloocteno com PhIO utilizando uma nova porfirina 5,10,15,20-tetraquis(2-hidroxi-5-nitrofenil)porfirinato de ferro(III), suportada em matrizes de sílica via interação eletrostática e / ou ligações covalentes, como catalisador. Estes catalisadores foram obtidos e imobilizados em suporte sólido (sílica propiltrimetilamônio (SiN+); sílica propiltrimetilamônio e propilimidazol [SiN+(IPG)] e cloropropilsílica (CPS)) via interações eletrostáticas e ligações covalentes. A caracterização do catalisador suportado por UV-Vis e EPR (ressonância eletrônica paramagnética) indicou a presença de uma mistura de espécies de FeII e FeIII em todos os catalisadores obtidos. No caso da epoxidação do (Z)-cicloocteno por PhIO, os rendimentos observados para o cis-epoxiciclooctano foram satisfatórios para as reações catalisadas pelos três materiais (entre 65 e 85%). Estes resultados indicam que a imobilização de metaloporfirinas em suportes sólidos via grupos localizados na posição orto de seus anéis mesofenil pode promover a catálise eficiente das reações de epoxidação. O catalisador 1-CPS é menos ativo que 1-SiN e 1-SiN(IPG), o que está em acordo com a imobilização destas metaloporfirinas em suportes sólidos via interações eletrostáticas, o que é mais fácil de ocorrer e resulta em um catalisador mais ativo. A atividade do catalisador suportado permaneceu a inalterada, mesmo após três reciclos sucessivos, mostrando que eles são estáveis sob condições oxidantes.