Tuning the catalytic properties of graphene-supported Ru nanoparticles using N-heterocyclic carbenes ligands derived from pyrene

Abstract

[ES] Desde hace más de 20 años, las nanopartículas metálicas (MNPs, del inglés metalic nanoparticles) soportadas han suscitado un interés creciente en el campo de la catálisis debido a sus excelentes características. Por un lado, exhiben la estabilidad característica de los catalizadores heterogéneos, pero con actividades más cercanas a los catalizadores homogéneos, debido a su gran área superficial. Sin embargo, estos nanocatalizadores presentan una gran diversidad de sitios activos con diferente naturaleza y actividad, por lo que es difícil controlar su selectividad. Una forma eficiente de controlar la actividad y selectividad de MNPs soportadas es a través de su funcionalización con moléculas orgánicas. Mediante la coordinación de ligandos somos capaces de modificar electrónicamente y estéricamente la superficie de la nanopartícula, y por ende sus propiedades catalíticas. Por todo esto, las MNPs soportadas y funcionalizadas con ligandos orgánicos combinan las ventajas de los catalizadores heterogéneos y homogéneos (actividad, selectividad, estabilidad y reciclabilidad), y representan así una nueva área de investigación con un enorme interés industrial. En el presente trabajo se propone el uso de carbenos N-heterocíclicos (NHC del inglés N-heterocyclic carbene) derivados del pireno para modular tanto la actividad como la selectividad de nanopartículas de rutenio soportadas en óxido de grafeno reducido (rGO del inglés reduced graphene oxide) en la reacción de hidrogenación de la acetofenona. Reacción de gran interés para la industria química y farmacéutica

[EN] For more than 20 years, supported metal nanoparticles (MNPs) have attracted growing interest in the field of catalysis due to their excellent characteristics. On the one hand, they exhibit the characteristic stability of heterogeneous catalysts, but with activities closer to homogeneous catalysts, due to their large surface area. However, these nanocatalysts have a great diversity of active sites with different nature and activity, making it difficult to control their selectivity. An efficient way to control the activity and selectivity of supported MNPs is through their functionalization with organic molecules. Through the coordination of ligands we are able to electronically and sterically modify the surface of the nanoparticle, and therefore its catalytic properties. For all this, the MNPs supported and functionalized with organic ligands combine the advantages of heterogeneous and homogeneous catalysts (activity, selectivity, stability and recyclability), and thus represent a new area of research with enormous industrial interest. The present work proposes the use of N-heterocyclic carbenes (NHC) derived from pyrene to modulate both the activity and the selectivity of ruthenium nanoparticles supported on reduced graphene oxide (RGO) in the hydrogenation reaction of acetophenone. Reaction of great interest to the chemical and pharmaceutical industry.