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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2022.tde-14092022-140359
Documento
Autor
Nome completo
Daniele Maria Martins
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2022
Orientador
Banca examinadora
Lima Neto, Benedito dos Santos (Presidente)
Sá, José Luiz Silva
Bogado, André Luiz
Daniel, Juliana Feijó de Souza
Júnior, Valdemiro Pereira de Carvalho
Título em português
Amino complexo de Ru-dmso como pré-catalisador para reação de polimerização: estudo cinético e mecanístico
Palavras-chave em português
cinética de polimerização
metátese
pré-catalisador
ROMP
Ru-dmso
Resumo em português
Nesse trabalho, um novo e eficiente pré-catalisador para metátese de olefinas foi desenvolvido. O amino complexo de Ru-dmso, fac-[RuCl2(dmap)(S-dmso)3], denominado como [RuSdmap], foi sintetizado por rota simples e com alta pureza. Sua composição foi confirmada por diferentes técnicas, tais como UV-vis, RMN, massas, análise elementar e FTIR. Durante o estudo eletroquímico, processos de isomerização do ligante S-dmso para O-dmso, mostraram que o equilíbrio é 109 vezes mais deslocado para formação da ligação RuII-Sdmso do que RuII-Odmso. A reatividade do [RuSdmap], como pré-catalisador, foi testada em reações de ROMP de norborneno (NBE). A espécie ativa na catálise foi gerada in situ quando [RuSdmap] reagiu com etil diazo acetato (EDA). Polimerizações renderam 70 % de conversão, a 25oC, e massas moleculares da ordem de 104 g mol-1. Nas condições cinéticas estudadas, a constante de iniciação foi menor que a de propagação para ROMP de NBE. Baseado nesses resultados, a proposta para o mecanismo de ROMP é que o [RuSdmap] reage com EDA para formar uma espécie metal-carbeno hexacoordenada. Essa reage com NBE e o sinergismo, entre a amina coordenada e o monômero, ativa a catálise para formação de polímero. O [RuSdmap] catalisa reações de dimerização do EDA e, na presença de NBE, mostrou-se mais seletivo para polimerização. A atividade catalítica foi aperfeiçoada com a adição de EDA e NBE ao mesmo meio reacional, deslocando o equilíbrio para formação de polímero.
Título em inglês
Amine Ru-dmso complex as pre-catalyst for polymerization reaction: kinetic and mechanistic studies
Palavras-chave em inglês
metathesis
polymerization kinetics
pre-catalyst
ROMP
Ru-dmso
Resumo em inglês
In this work, a new and efficient pre-catalyst for olefin metathesis was developed. The amino Ru-dmso complex, fac-[RuCl2(dmap)(S-dmso)3], labeled [RuSdmap], was obtained by a simple synthesis route with high purity. Its composition was confirmed by different techniques, such as UV-vis, NMR, mass, elemental analysis, and FTIR. During the electrochemical study of [RuSdmap], isomerization processes of the ligand S-dmso to O-dmso showed that the equilibrium is 109 times more shifted for binding to RuII-Sdmso than the RuII-Odmso. The reactivity of [RuSdmap] was tested for ROMP reaction of norbornene (NBE). The species active in catalysis was generated in situ by reaction of [RuSdmap] with ethyl diazo acetate (EDA). Polymerizations yielded 70% of conversion at 25oC and molecular weights of 104 g mol-1. Under the conditions studied, the initiation constant is slower than the propagation constant for the ROMP of NBE. Based on these results, the ROMP mechanism proposal is that [RuSdmap] reacts with EDA to produce the hexacoordinated metal-carbene. This species reacts with NBE, and the synergistic effect between amine and monomer, activates the catalysis for polymer formation. The [RuSdmap] catalyzed the dimerization of EDA and, in the presence of NBE, showed a better selectivity for polymerization. The catalytic activity was improved by the addition of EDA and NBE, in the same reaction medium, shifting the equilibrium towards the polymer formation.
 
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Data de Publicação
2022-09-19
 
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