| RESUMEN Y OBJETIVOS|

El objetivo fundamental de este Programa de Investigación es el estu-dio de aplicaciones catalíticas de compuestos moleculares (organome-tálicos y de coordinación) de metales de transición y post-transiciónen procesos de interés científico e innovación tecnológica.

Este Programa permite desarrollar un trabajo de investigación orienta-do a la síntesis de nuevos compuestos de metales de transición y de ele-mentos de los grupos 13-14 y el estudio de sus aplicaciones catalíti-cas. Estos estudios comprenden el desarrollo de actividades relaciona-das con el diseño de moléculas orgánicas mono y polifuncionales pre-cursoras de nuevos ligandos y la preparación y caracterización de com-plejos organometálicos y de coordinación de elementos metálicos. Elobjetivo final implica la generación de catalizadores activos en proce-sos de polimerización de olefinas, activación de enlaces S-C, acopla-miento C-C, hidrogenación de CO, alquinos y sistemas aromáticos, asícomo reacciones electrocatalíticas. Se estudian procesos en fase homo-génea y heterogénea, incluyendo medios bifásicos o disolventes no con-vencionales.

Los objetivos concretos se recogen en los siguientes puntos y respon-den a la actividad investigadora que habitualmente desarrollan losgrupos participantes.

1. Diseño y síntesis de moléculas orgánicas mono y polifuncionales comoprecursoras de nuevos ligandos, que son incorporados en la esfera decoordinación de los metales objeto de estudio.

2. Preparación y caracterización de compuestos organometálicos y decoordinación de los grupos 4 a 10, 13 y 14. Para ello se aplicaránlos métodos de síntesis y las técnicas de caracterización más apro-piadas en cada caso.

3. Procesos de formación de enlaces C-C en reacciones de polimeriza-ción y copolimerización de olefinas. Objetivos más específicos: i)síntesis y caracterización de precatalizadores (compuestos organo-metálicos de metales de transición) y cocatalizadores (compuestosde elementos del grupo 13); ii) generación de especies catalíticas;iii) medidas de actividad catalítica para distintas olefinas; iv) carac-terización molecular y estructural de los materiales poliolefínicosobtenidos y su adaptación a las propiedades requeridas para sus apli-caciones. Se concede especial importancia al estudio de las relacio-nes entre la estructura molecular y las propiedades en el estadosólido, el comportamiento reológico en el fundido y la procesabili-dad; v) producción de materiales plásticos a nivel de planta pilotoy desarrollo industrial de producción y procesado de polímeros: vi)desarrollo de cálculos teóricos aplicados al diseño de los cataliza-dores y a las características estructurales de los polímeros, para lle-gar a establecer la relación que existe entre la morfología del cata-lizador y las propiedades del polímero que genera.

4. Estudio de sistemas precatalíticos moleculares y sistemas fijadosen soportes dendríticos que llevan a un análisis del efecto de estetipo de soporte en la actividad catalítica de los complejos.

5. Estudio de reacciones de síntesis orgánica promovidas mediante acti-vación de enlaces S-C y acoplamiento C-C en presencia de comple-jos organometálicos cluster de metales del grupo 8.

6. Estudio de las propiedades electroquímicas y de las aplicaciones elec-trocatalíticas de macromoléculas organometálicas tanto en disolu-ción como inmovilizadas sobre superficies electródicas con: i) siste-mas basados en complejos macromoleculares organometálicos cons-truidos con unidades de ferroceno, ferroceno permetilado y sales decobalticinio como centros redox; ii) electrocatalizadores de Pt, Pt-Ruy Pt-Ni, soportados en matriz carbonosa, preparados por métodos noconvencionales a partir de complejos con ligandos lábiles.

7. Generación de especies catalíticas activas para promover reaccio-nes de formación de enlaces carbono-carbono, carbonilación y oxi-dación en disolventes no convencionales, tales como dióxido de car-bono supercrítico o agua.

8. Estudio de reacciones de hidrogenación de CO en fase heterogéneacatalizadas por complejos heterobimetálicos (Ti, Ta, Si..-Rh, Ir…)que pueden considerarse modelos de los catalizadores convencio-nales en la reacción de Fischer-Tropsh.

9. Reacciones de hidrogenación de alquinos y compuestos aromáticosen fase homogénea y/o heterogénea usando complejos organometá-licos de Pd, Pt, Rh, Pt-Ru, Pt-Ni… con ligandos lábiles como cata-lizadores.

| SOCIOS|

CoordinadorPASCUAL ROYO GRACIA. UAH

Técnico de gestiónALFREDO SEBASTIÁN

Socios

Grupo COMAL-CMUniversidad de Alcalá, UAHCoordinador: PASCUAL ROYO GRACIA

Grupo ORCAPOL-CMUniversidad de Alcalá, UAHCoordinador: TOMÁS CUENCA ÁGREDA

Grupo DENDCAT-CMUniversidad de Alcalá, UAHCoordinador: ERNESTO DE JESÚS ALCAÑIZ

Grupo CLUSOR-CMUniversidad Autónoma de Madrid, UAMCoordinador: ESTHER DELGADO LAITA

Grupo MOMUAM-CMUniversidad Autónoma de Madrid, UAMCoordinador: CARMEN MARÍA CASADO SANTANA

Grupo QOMA-CMUniversidad Rey Juan Carlos, URJCCoordinador: MARIANO FAJARDO GONZÁLEZ

Grupo EAC-CMCSIC. Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, ICPCoordinador: PILAR TERREROS CEBALLOS

Grupo GEMPPO-CMCoordinador: JAVIER MARTÍNEZ DE SALAZAR BASCUÑANACSIC. Instituto Estructura Materia. IEM

REPSOL-YPFCoordinador: JOSÉ SANCHO ROYO

| LÍNEAS DE TRABAJO DESTACADAS|1. Diseño de moléculas mono y polifuncionales como precursoras de nue-

vos ligandos.2. Preparación y caracterización de complejos de metales de los grupos

4-10, 13 y 14.3. Generación de especies activas en los procesos catalíticos.4. Estudio de procesos catalíticos.

a) Procesos de polimerización de olefinas.b) Aplicación de nuevos complejos carbonilo cluster en procesos de sín-

tesis orgánica (formación de diinos, tiocetenas, ditioéteres, tiofe-nos sustituidos…), estequiométrica y catalítica.

c) Aplicaciones electrocatalíticas y estudio de propiedades electro-químicas.

d) Reacciones de formación de enlaces C-C, carbonilación u oxidación.e) Reacción de hidrogenación de CO.

5. Desarrollo de cálculos teóricos.

| INFRAESTRUCTURA CIENTÍFICO-TECNOLÓGICA|

· Unidad de Análisis Elemental (UAM, UAH).· Unidad de Espectrometría de Masas (UAM, UAH, CSIC).· Unidad de Rayos X:

- Difractómetros de rayos X monocristal (Enraf-Nonius CAD4 y Enraf-Bruker KAPPA CCD (UAM, UAH).

· Unidad de Microscopía Electrónica (UAM, URJC):

- Microscopía Electrónica de Barrido XL30 ESEM. FEI and Philips.- Microscopio Electrónico de Transmisión de 200 kV Philips Tecnai 20.

· Unidad de Espectroscopía Molecular (UAM).· Unidad de Cromatografía. HPLC; HPLC-MS (UAM, URJC).· Centro de espectroscopía de RMN (UAH, URJC) (5 Espectrofotóme-

tros de RMN de 500 (1), 400 (1)300 (2) y 200(1) MHz Unity Variany Bruker y 1 espectrofotómetro de sólidos Infinity Plus 400 MHz Varian).

· Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (UAH, UAM,CSIC, URJC):

- Celda de Transmisión con atmósfera controlada.- Celda de reflectancia difusa (DRIFTS) en condiciones reales de reacción.

· Espectroscopia Laser-Raman (CSIC).· Espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos X (XPS) (CSIC).· Espectrofotómetro UV-Visible (CISC, UAM, UAH).· Sistemas de Reducción, desorción y Oxidación programada (CSIC).· Medidas de Conductividad Térmica (TCD) (CSIC).· Difracción y Fluorescencia de Rayos X (Difractómetro de polvo) (URJC).· Cromatografía de exclusión de tamaños en línea con viscosimetría y

difracción de luz láser (GPC/V/LS) (UAH, CSIC).· Espectroscopía dieléctrica (URJC).· Espectroscopía mecánica (URJC).· Calorimetría diferencial de barrido (URJC).· Fracionamiento por temperatura de cristalización y temperatura de

elución (CRYSTAF/TREF) (URJC).· Reómetría de torsión (URJC).· Reómetría de extrusión capilar y accesorio para medidas en elonga-

ción (URJC).· Tensómetro de deformación uniaxial (URJC).

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C O N S T R U C C I Ó N M O L E C U L A R M E D I A N T EP R O C E S O S C A T A L I Z A D O S P O R C O M P L E J O SO R G A N O M E T Á L I C O SCC OO MM OO CC OO MM OO

http://www2.uah.es/comocomo/

Figura 1. Estructura molecular de un catalizador tipo ciclopentadienilo.

Figura 2. Estructura molecular de un catalizador tipo dendrímero.

Figura 3. Estructura molecular de un catalizador tipo escorpionato.

Figura 4. Estructura molecular de un catalizador tipo ciclopentadienilo.

Figura 5. Reactor Büchi para reacciones de polimerización.

Figura 6. Equipo de espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos X (XPS) (CSIC).