ES2263346A1 - Uso de una composicion catalitica en la insercion de dioxido de carbo no en acetales, ortoesteres y epoxidos. - Google Patents

Uso de una composicion catalitica en la insercion de dioxido de carbo no en acetales, ortoesteres y epoxidos.

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Abstract

Uso de una composición catalítica en la inserción de dióxido de carbono en acetales, ortoesteres y epóxidos. La presente invención se refiere al uso de una composición catalítica que comprende: - un primer componente que es un ácido de Lewis y - un segundo componente seleccionado entre - un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente, - un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y - una combinación de ambos, en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos; así como a composiciones catalíticas de dichos compuestos metálicos.

Description

Uso de una composición catalítica en la inserción de dióxido de carbono en acetales, ortoésteres y epóxidos.
Campo de la invención
La presente invención se engloba en el área de la preparación de nuevos catalizadores para la fijación de dióxido de carbono.
Estado de la técnica anterior a la invención
Existe actualmente un gran interés por desarrollar procesos industriales que utilicen dióxido de carbono como materia prima. Por un lado el CO_{2} es considerado como una materia prima renovable que presenta ventajas frente al metano como fuente de compuestos industriales de un átomo de carbono. Por otro lado, procesos que consuman CO_{2} atmosférico pueden ayudar a cumplir los acuerdos de Kyoto respecto al cambio climático, contribuyendo a compensar las emisiones de CO_{2}.
Una reacción que ha sido descrita en la literatura es la inserción de CO_{2} a epóxidos para dar carbonatos cíclicos (esquema 1). Los precedentes hasta ahora han utilizado complejos de cromo y cobalto con ligandos "salen" (N,N'-salicilaldehído-etilen-diimina) y ftalocianinas de cromo, en el que ninguno de los catalizadores descritos son reutilizables.
Esquema 1
1
Por otra parte, búsquedas realizadas no han revelado precedentes en la literatura química sobre la reacción de acetales u ortoésteres con dióxido de carbono. En este caso los productos que se forman son los carbonatos lineales y la correspondiente cetona (esquema 2). La fuerza conductora que desplaza el equilibrio haciendo el proceso termodinámicamente posible es la formación de un grupo carbonilo simultáneamente con la reacción del CO_{2}.
Esquema 2
2
Los carbonatos pueden tener aplicaciones como aditivos de gasolinas para mejorar el índice de octano, como disolventes industriales alternativos a disolventes orgánicos volátiles y como reactivos de partida en reacciones de alquilación y carboxialquilación en sustitución de compuestos halogenados.
Por lo tanto, la presente invención soluciona el problema de la recuperación de los catalizadores, que debido a la dilución en la que se encuentran en la mezcla de reacción los procedimientos conocidos para su recuperación son muy costosos, y por otro lado consigue obtener carbonatos, útiles en múltiples aplicaciones como se ha señalado anteriormente.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere en primer lugar al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis y
- un segundo componente seleccionado entre
-
un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente,
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y
-
una combinación de ambos,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos.
Según la presente invención, dicho primer componente puede ser, por ejemplo, un compuesto seleccionado entre una sal metálica y un complejo metálico.
Como sales metálicas con características de ácidos de Lewis se incluyen, por ejemplo, el tricloruro de aluminio, los compuestos de alquilaluminio, el dicloruro de zinc, los cloruros de hierro, los di- y tetra- cloruros de estaño, tetracloruro de titanio y los tetraalcóxidos de titanio.
Dicho complejo metálico puede tener como ligando, por ejemplo, una base de Schiff, la cual puede ser "salen" o puede ser una base de Schiff diferente al "salen", y más preferentemente un complejo "salen" de un metal seleccionado entre cromo, cobalto, hierro, vanadio y aluminio. Dentro de este grupo, el complejo puede ser un complejo con bases de Schiff de aluminio sin funcionalizar, un complejo de bases de Schiff de aluminio funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un complejo con bases de Schiff de cromo funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un monómero vinílico de cualquiera de los complejos anteriores, un polímero de cualquiera de los complejos anteriores y un copolímero de cualquiera de los complejos anteriores.
Los complejos metálicos pueden ser quirales cuando se introducen en el ligando carbonos asimétricos. En estos casos, el complejo quiral puede inducir para el esquema 1 de inserción de CO_{2} a epóxidos mostrado anteriormente, la formación de carbonatos cíclicos con exceso enantiomérico.
Una realización particular de la presente invención se refiere al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es el complejo cloruro de (salen)Al(III) funcionalizado con una segunda base que es N-metilimidazol.
- un segundo componente seleccionado entre
-
hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio como líquido iónico,
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y
-
una combinación de ambos,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos.
Una realización particular adicional de la presente invención se refiere al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es el complejo cloruro de (salen)Al(III) junto con una segunda base seleccionada entre aminas terciarias, acetatos de cationes alcalinos y alcalino térreos, carbonatos y sólidos básicos,
- un segundo componente seleccionado entre
-
hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio como líquido iónico,
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y
-
una combinación de ambos,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos.
Dicha segunda base tiene como función adaptar el complejo metálico al líquido iónico. En este sentido, además de los complejos de tipo bases de Schiff, éstos se pueden modificar para adaptarlos al líquido iónico, mejorando su coeficiente de reparto y minimizando pérdidas de catalizador durante la recuperación de los productos, introduciendo en el complejo, según se ha indicado, un sustituyente, por ejemplo, imidazolio, tal y como se describe en el Esquema 3 (en el que el símbolo @ significa una unión química entre dos componentes) para una realización concreta, en el caso de que el primer componente sea el complejo de aluminio "salen".
Esquema 3
3
Según la presente invención, el primer componente de la composición actúa como ácido de Lewis, y puede ser recuperado tras la reacción de inserción de dióxido de carbono, y ser reutilizado además de permitir diseñar un proceso en continuo para llevar a cabo las transformaciones definidas por los esquemas 1 y 2 mostrados anteriormente.
El segundo componente de la composición definida anteriormente puede estar seleccionado entre al menos un líquido iónico, sólido inorgánico o un polímero orgánico, y una combinación de ambos.
Por líquido iónico se entiende un compuesto que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente. Los productos de la reacción de inserción de CO_{2} se separan del líquido iónico por cualquier procedimiento físico de separación, como por ejemplo, por extracción con un disolvente inmiscible con el líquido iónico, tal como hexano o éteres. Alternativamente, los productos volátiles pueden ser recogidos del líquido iónico por evaporación.
Según realizaciones preferidas de la composición catalítica, dicho líquido iónico comprende el catión imidazolio.
En realizaciones preferidas de la composición catalítica el catión es 1-butil-3-metilimidazolio.
Otras realizaciones de la composición tienen como líquido iónico, un líquido que comprende un catión seleccionado entre 1-etil-3-metilimidazolio, 1-butil-3-etil-imidazolio y 1-hexil-3-metilimidazolio.
El catión imidazolio puede estar sustituido o no en posición 2 del anillo y con diferentes contraniones, siendo el hexafluorofosfato o el tetrafluoroborato dos aniones posibles. La estructura 1 correspondiente al hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio representa un ejemplo posible.
4
El líquido iónico también puede tener, en general y para cualquier realización de la invención, como contranión, aniones ácidos de aluminio u otro ácido de Lewis, que se preparan por simple disolución de dos equivalentes del ácido de Lewis con el cloruro del líquido iónico en condiciones anhidras. Un ejemplo es el anión Al_{2}Cl_{7}^{-}, resultante de la reacción de dos equivalentes de tricloruro de aluminio anhidro con el cloruro de un catión orgánico del tipo imidazolio (Esquema 4).
Esquema 4
2AlCl_{3} + Cl^{-} \rightarrow Al_{2}Cl_{7}{}^{-}
Cuando el líquido iónico comprende el catión 1-butil-3-metilimidazolio, el anión está preferentemente seleccionado entre tetrafluoroborato, fosfato, sulfato, trifluormetanosulfonato, bistrifluorometanosulfoimidato, cloruro, bromuro y heptacloruro de dialuminio.
Otros ejemplos de líquido iónico pueden ser una o más sales de amonio cuaternarias, sales de fosfonio cuaternarias y sales de piridinio.
Una realización preferida de la invención es el uso de una composición que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis y
- un segundo componente que es un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos.
Una realización particular especialmente preferida de la invención se refiere al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es el complejo cloruro de (salen)Al(III) y una segunda base que es N-metilimidazol y
- un segundo componente que es un líquido iónico, en el que el catión es 1-butil-3-metilimidazolio.
De manera preferida, el complejo cloruro de salen Al(III) es enantioméricamente puro.
Según realizaciones particulares adicionales de la invención, ésta se refiere al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis y
- un segundo componente que es un polímero orgánico o un sólido inorgánico.
Dicho sólido inorgánico puede estar seleccionado, por ejemplo, entre grafito, carbón activo y una forma alotrópica de carbono.
Según realizaciones adicionales particulares de la composición catalítica, el primer componente es una sal metálica y dicho segundo componente está seleccionado entre un polímero orgánico y un sólido inorgánico.
Realizaciones particulares de la invención se refieren al uso de una composición catalítica en la que el primer componente es una sal metálica y el segundo componente es un sólido insoluble seleccionado entre polímero orgánico o sólido inorgánico, sobre el cual la sal metálica se encuentra soportada.
Realizaciones particulares preferidas dentro de este grupo son aquéllas en las que el segundo componente es un sólido insoluble seleccionado entre grafito, carbón activo y una forma alotrópica de carbono sobre el cual la sal metálica se encuentra soportada.
Según realizaciones adicionales particulares de la composición catalítica, el primer componente es un complejo metálico y el segundo componente es un sólido inorgánico al cual se encuentra covalentemente unido dicho complejo metálico. Preferentemente dicho primer componente es un complejo metálico de "salen".
Según realizaciones adicionales particulares de la composición catalítica, dicho primer componente es un complejo metálico de "salen" y dicho segundo componente es un polímero orgánico al cual se encuentra covalentemente unido dicho complejo metálico de "salen".
En cualquiera de las realizaciones de la composición catalítica, el metal está seleccionado preferentemente entre aluminio (III), cromo (III), hierro (III), vanadio (V) y cobalto (II).
El sólido inorgánico puede ser también sílice, zeolitas u otro óxido metálico, de modo que por ejemplo, dicho complejo metálico se puede anclar covalentemente a él. Dicho complejo metálico es preferentemente enantioméricamente puro.
Realizaciones particulares adicionales de la invención se refieren al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis seleccionado entre una sal y un complejo metálico y
- un segundo componente que comprende
-
un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente, y
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre epóxidos, acetales y ortoésteres.
En dichas realizaciones tanto el primer componente, como el líquido iónico y el sólido inorgánico o el polímero orgánico, pueden ser cualquiera de los anteriormente descritos en la memoria. Por ejemplo, se puede usar como primer componente un complejo metálico, tal como los complejos con bases de Schiff de aluminio sin funcionalizar, o complejos de bases de Schiff de aluminio y cromo convenientemente funcionalizados, y como segundo componente se puede usar un sólido inorgánico o un polímero orgánico, y un líquido iónico.
Alternativamente al líquido iónico, otro disolvente orgánico y, en particular, el carbonato de dietilo puede ser utilizado como medio cuando se utiliza una sal metálica o un complejo metálico soportado en un sólido polimérico o inorgánico de gran área superficial.
Por lo tanto, realizaciones particulares de la composición se refieren también al uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis seleccionado entre una sal y un complejo metálico y
- un segundo componente seleccionado entre un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y un disolvente orgánico, como por ejemplo un carbonato de dietilo.
Un procedimiento por el cual se puede anclar un complejo "salen" consiste en modificar el ligando, tal y como se describe en los Esquemas 5 y 6, mediante introducción de grupos clorometil periféricos que sirven como grupos reactivos para realizar la unión con el sólido previamente funcionalizado.
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(Esquema pasa a página siguiente)
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Esquema 5
5 
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Esquema 6
6 
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La composición catalítica de la invención puede comprender alternativamente, como segundo componente un líquido iónico únicamente, o bien un sólido inorgánico o un polímero orgánico, junto con un líquido iónico.
Cuando el segundo componente es un líquido iónico, la composición opera en fase homogénea y dicho líquido iónico actúa como disolvente, mientras que cuando el segundo componente contiene un sólido inorgánico o un polímero orgánico o una combinación de uno de ellos con un líquido iónico, la composición opera en fase heterogénea y el catalizador es un sólido que permanece insoluble durante la reacción.
La composición homogénea reutilizable se basa en el empleo de un líquido iónico que puede contener una segunda base en la que se disuelve el ácido de Lewis.
Dicha inserción de CO_{2} según la presente invención se puede llevar a cabo mediante una operación seleccionada entre una reacción en continuo, semicontinuo y discontinuo.
Según realizaciones particulares, la inserción de CO_{2} se produce en un reactor discontinuo, con un intervalo de concentraciones de catalizador comprendido entre 0.01 y 30% en moles de catalizador con respecto al compuesto orgánico, en particular, epóxido, acetal u ortoéster, que es el reactivo controlante.
Dicha inserción de CO_{2} es, por ejemplo, una reacción de un producto de partida seleccionado entre óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de estireno, que se transforma en su correspondiente carbonato.
Otro ejemplo de inserción de CO_{2} es la transformación de un producto de partida seleccionado entre ortoformiato de metilo, ortoformiato de etilo, ortoformiato de propilo, ortoformiato de isopropilo y ortoformiato de butilo en los correspondientes carbonatos de acuerdo con el esquema 2 mostrado anteriormente, en la que los radicales R, R^{1} y R^{2} pueden ser independientemente hidrógeno o un resto alquilo o arilo, y preferentemente son hidrógeno o un resto alquilo de 1 a 20 átomos de carbono.
La reacción de inserción de CO_{2} se lleva a cabo en un intervalo de temperaturas entre 20ºC y 180ºC y a una presión en un intervalo entre presión atmosférica y 150 bar.
La concentración de catalizador cuando se refiere a un sistema de reacción en un reactor discontinuo está comprendida entre 0.01 y 30% en moles con respecto al reactivo controlante.
La presente invención se refiere además a una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis seleccionado entre una sal y un complejo metálico,
- un segundo componente que comprende
-
un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente, y
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado.
Tanto el primer componente, es decir, el ácido de Lewis, como el sólido inorgánico o el polímero orgánico, y el líquido iónico pueden ser los mismos que se han definido anteriormente en esta memoria.
Una composición preferente es una composición catalítica en la que el primer componente es una sal metálica, y el segundo componente comprende una combinación de líquido iónico y un sólido inorgánico o polímero orgánico sobre el cual la sal metálica está soportada.
De manera preferente, dicha composición catalítica tiene como primer componente una sal metálica y dicho sólido inorgánico está seleccionado entre grafito, carbón activo y una forma alotrópica de carbono, sobre el cual la sal metálica se encuentra soportada.
Una realización preferente se refiere a una composición catalítica en la que el primer componente es un complejo metálico que se ancla covalentemente a un sólido inorgánico seleccionado entre sílice, zeolitas y un óxido metálico. Dicho complejo metálico puede tener como ligando, por ejemplo, una base de Schiff, la cual puede ser "salen" o puede ser una base de Schiff diferente al "salen", y más preferentemente un complejo "salen" de un metal seleccionado entre cromo, cobalto, hierro, vanadio y aluminio. Dentro de este grupo, el complejo puede ser un complejo con bases de Schiff de aluminio sin funcionalizar, un complejo de bases de Schiff de aluminio funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un complejo con bases de Schiff de cromo funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un monómero vinílico de cualquiera de los complejos anteriores, un polímero de cualquiera de los complejos anteriores y un copolímero de cualquiera de los complejos anteriores.
El primer componente puede ser una sal metálica seleccionada entre tricloruro de aluminio, un compuesto de alquilaluminio, dicloruro de zinc, un cloruro de hierro, un di- o tetra- cloruro de estaño, tetracloruro de titanio y un tetraalcoxi de titanio.
En la composición catalítica según la invención dicho líquido iónico puede estar seleccionado entre sales de amonio cuaternarias, sales de fosfonio cuaternarias y sales de piridinio. De manera preferida es una sal de imidazolio.
Realizaciones particulares adicionales de la composición son aquéllas en las que dicho líquido iónico comprende un catión imidazolio seleccionado entre 1-etil-3-metilimidazolio, 1-butil-3-etil-imidazolio, 1-butil-3-metilimidazolio y 1-hexil-3-metilimidazolio.
El catión puede ser 1-butil-3-metilimidazolio acompañado de un contranión seleccionado entre tetrafluoroborato, fosfato, sulfato, trifluorometanosulfonato, bistrifluorometanosulfoimidato, cloruro, bromuro y heptacloruro de dialuminio.
Una realización particular se refiere a una composición catalítica que comprende como líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio y como primer componente el complejo cloruro de (salen)Al(III) junto con una segunda base que es N-metilimidazol.
Una realización particular se refiere a una composición catalítica que tiene como primer componente un complejo cloruro de Al(III) que tiene como ligando una base de Schiff diferente al "salen".
Una realización particular adicional se refiere a una composición catalítica en la que dicho líquido iónico es hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio y el primer componente es el complejo cloruro de (salen)Al(III) junto con una segunda base seleccionada entre aminas terciarias, acetatos de cationes alcalinos y alcalino térreos, carbonatos y sólidos básicos.
Una realización particular adicional se refiere a una composición catalítica que tiene como primer componente un complejo metálico de "salen", y el segundo componente comprende una combinación de líquido iónico y un sólido inorgánico, al cual el complejo metálico se encuentra unido covalentemente. Preferentemente el metal es aluminio (III), cromo (III), hierro (III), vanadio (V) o cobalto (II).
Una realización particular adicional se refiere a una composición catalítica caracterizada por que dicho primer componente es un complejo metálico de "salen" y dicho segundo componente comprende un polímero orgánico al cual se encuentra covalentemente unido complejo metálico de "salen".
Una realización particular adicional se refiere a una composición catalítica que tiene como primer componente un complejo metálico de "salen" enantioméricamente puro, y el segundo componente comprende una combinación de líquido iónico y un sólido inorgánico, al cual el complejo metálico se encuentra unido covalentemente.
En la composición catalítica según la invención el primer componente puede ser un complejo metálico de "salen" y el segundo componente un sólido inorgánico seleccionado entre un óxido metálico o zeolitas, al cual el complejo se une covalentemente. De manera preferida el óxido metálico es sílice.
Una realización particular adicional se refiere a una composición catalítica que tiene como líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio y como primer componente el complejo cloruro de (salen)Al(III) funcionalizado con N-metilimidazol enantioméricamente puro.
La presente invención se refiere a las composiciones catalíticas descritas que conteniendo una sal metálica o un complejo metálico que actúa como ácido de Lewis, pueden ser recuperadas tras la reacción y ser reutilizadas, además de permitir diseñar un proceso en continuo para llevar a cabo las transformaciones definidas por los esquemas 1 y 2. Una de las composiciones opera en fase homogénea y utiliza un líquido iónico como disolvente, mientras que en otra composición, se opera en fase heterogénea y la composición catalítica comprende un sólido que permanece insoluble durante la reacción.
Ejemplos
A continuación se describirán algunos ejemplos de realización de la invención.
Ejemplo 1
En una realización preferente se utiliza como catalizador el cloruro de (salen)Al(III) (30 mg) y como co-catalizador el N-metilimidazol (10 \mul) disueltos en hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazol (0.5 ml) y como reactivos el óxido de etileno (3.56 mmol), cargándose el sistema en un autoclave que se opera con CO_{2} y trabajando a un temperatura de 80ºC y 100 bars. En estas condiciones y tras proceder a la recuperación de los productos de reacción con hexano se obtiene una conversión del 60% y una selectividad a carbonato del 60%. El sistema puede ser reutilizado tras evacuar el líquido iónico para eliminar los residuos de hexano.
Alternativamente el producto puede ser recuperado por calentamiento del líquido iónico a 120ºC y condensación de los vapores.
Ejemplo 2
El dietilacetal del formaldehído (0.5 ml) junto con tributilamina y el cloruro de (salen)Al(III) anclado covalentemente a sílice siguiendo la secuencia del Esquema 6 para el caso del cromo (30 mg) se introducen en un autoclave de 50 ml de volumen que se carga con CO_{2} de manera que a 80ºC el sistema tiene una presión de 100 bares. Tras 6 h de reacción, el autoclave se deja enfriar y se descarga obteniéndose como producto de reacción el carbonato de dietilo con un 30% de rendimiento.

Claims (45)

1. Uso de una composición catalítica que comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis y
- un segundo componente seleccionado entre
-
un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente,
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y
-
una combinación de ambos,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos.
2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer componente está seleccionado entre una sal y un complejo metálico.
3. Uso según la reivindicación 2, caracterizado porque el primer componente es un compuesto de un metal seleccionado entre cromo, cobalto, hierro, vanadio y aluminio.
4. Uso según la reivindicación 3, caracterizado porque el primer componente es un complejo metálico que tiene como ligando una base de Schiff.
5. Uso según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho complejo metálico tiene como ligando tiene como ligando "salen".
6. Uso según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer componente está seleccionado entre un complejo con bases de Schiff de aluminio sin funcionalizar, un complejo de bases de Schiff de aluminio funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un complejo con bases de Schiff de cromo funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un monómero vinílico de uno de los complejos anteriores, un polímero de uno de los complejos anteriores y un copolímero de uno de los complejos anteriores.
7. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha composición catalítica comprende:
- un primer componente que es el complejo cloruro de (salen)Al(III) funcionalizado con una segunda base que es N-metilimidazol.
- un segundo componente seleccionado entre
-
hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio como líquido iónico,
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y
-
una combinación de ambos.
8. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha composición catalítica comprende:
- un primer componente que es el complejo cloruro de (salen)Al(III) junto con una segunda base seleccionada entre aminas terciarias, acetatos de cationes alcalinos y alcalino térreos, carbonatos y sólidos básicos,
- un segundo componente seleccionado entre
-
hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio como líquido iónico,
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado, y
-
una combinación de ambos.
9. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho líquido iónico comprende un catión imidazolio.
10. Uso según una de las reivindicaciones 1 ó 9, caracterizado porque el catión está seleccionado entre 1-butil-3-metilimidazolio, 1-etil-3-metilimidazolio, 1-butil-3-etil-imidazolio y 1-hexil-3-metilimidazolio.
11. Uso según una de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado porque el líquido iónico comprende el catión 1-butil-3-metilimidazolio y un anión seleccionado entre tetrafluoroborato, fosfato, sulfato, trifluorometanosulfonato, bistrifluorometanosulfoimidato, cloruro, bromuro y heptacloruro de dialuminio.
12. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho líquido iónico está seleccionado entre sales de amonio cuaternarias, sales de fosfonio cuaternarias y sales de piridinio.
13. Uso según la reivindicación 1 ó 9, caracterizado porque dicha composición comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis y
- un segundo componente que es un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente,
en un procedimiento de inserción de dióxido de carbono en un compuesto orgánico seleccionado entre un epóxido, un acetal, un ortoéster y combinaciones de ellos.
14. Uso según la reivindicación 1 ó 13, caracterizado porque dicha composición comprende:
- un primer componente que es el complejo cloruro de (salen)Al(III) y una segunda base que es N-metilimidazol y
- un segundo componente que es un líquido iónico, en el que el catión es 1-butil-3-metilimidazolio.
15. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha composición comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis y
- un segundo componente que es un polímero orgánico o un sólido inorgánico.
16. Uso según la reivindicación 1 ó 15, caracterizado porque dicho sólido inorgánico está seleccionado entre grafito, carbón activo y una forma alotrópica de carbono.
17. Uso según la reivindicación 1 ó 15, caracterizado porque dicho primer componente es una sal metálica y dicho segundo componente está seleccionado entre un sólido orgánico polimérico y un sólido inorgánico.
18. Uso según la reivindicación 17, caracterizado porque dicho sólido inorgánico está seleccionado entre grafito, carbón activo y una forma alotrópica de carbono sobre el cual la sal metálica se encuentra soportada.
19. Uso según la reivindicación 1 ó 15, caracterizado porque dicho primer componente es un complejo metálico y dicho segundo componente es un sólido inorgánico al cual se encuentra covalentemente unido dicho complejo metálico.
20. Uso según la reivindicación 1 ó 15, caracterizado porque dicho primer componente es un complejo metálico que tiene un ligando "salen" y dicho segundo componente es un polímero orgánico al cual se encuentra covalentemente dicho complejo metálico de "salen".
21. Uso según la reivindicación 15 ó 20, caracterizado porque dicho complejo metálico se ancla covalentemente a un sólido inorgánico seleccionado entre sílice, zeolitas y un óxido metálico.
22. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha composición comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis seleccionado entre una sal y un complejo metálico y
- un segundo componente que comprende
-
un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente, y
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado.
23. Uso de una composición catalítica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha composición comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis seleccionado entre una sal y un complejo metálico y
- un segundo componente seleccionado entre un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado y un disolvente orgánico.
24. Uso de una composición catalítica según una de las reivindicaciones 1 a 23 caracterizado porque la inserción de CO_{2} se produce mediante una operación seleccionada entre una reacción en continuo, semicontinuo y discontinuo.
25. Uso de una composición catalítica según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque la inserción de CO_{2} se produce en un reactor discontinuo, con un intervalo de concentraciones de catalizador comprendido entre 0.01 y 30% en moles de catalizador con respecto a dicho compuesto orgánico.
26. Uso de una composición catalítica según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque dicha inserción de CO_{2} es una reacción de un producto de partida seleccionado entre óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de estireno, que se transforma en su correspondiente carbonato.
27. Uso de una composición catalítica según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque dicha inserción de CO_{2} es una reacción de un producto de partida seleccionado entre ortoformiato de metilo, ortoformiato de etilo, ortoformiato de propilo, ortoformiato de isopropilo y ortoformiato de butilo, que se transforma en los correspondientes carbonatos de acuerdo con el esquema siguiente
7
en la que los radicales R, R^{1} y R^{2} están seleccionados independientemente entre hidrógeno, un resto alquilo de 1 a 20 átomos de carbono y un resto arilo.
28. Uso de una composición catalítica según una de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque dicha inserción de CO_{2} se lleva a cabo en un intervalo de temperaturas entre 20ºC y 180ºC.
29. Uso de una composición catalítica según una de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque dicha inserción de CO_{2} se lleva a cabo en un intervalo entre presión atmosférica y 150 bar.
30. Una composición catalítica caracterizada porque comprende:
- un primer componente que es un ácido de Lewis seleccionado entre una sal y un complejo metálico y
- un segundo componente que comprende
-
un líquido iónico que consiste en una sal cuyo catión es orgánico y que es un líquido a temperatura ambiente, y
-
un sólido inorgánico o un polímero orgánico, al cual el primer componente está unido, o sobre el cual está soportado.
31. Una composición catalítica según la reivindicación 30, caracterizada porque el primer componente es una sal metálica, y el segundo componente comprende una combinación de líquido iónico y un sólido inorgánico o polímero orgánico, sobre el cual la sal metálica está soportada.
32. Una composición catalítica según la reivindicación 31, caracterizada porque dicho sólido inorgánico está seleccionado entre grafito, carbón activo y una forma alotrópica de carbono.
33. Una composición catalítica según la reivindicación 30, caracterizada porque el primer componente es un complejo "salen" seleccionado entre un complejo de cromo, cobalto, hierro, aluminio y vanadio.
34. Una composición catalítica según la reivindicación 30, caracterizada porque el primer componente está seleccionado entre un complejo con bases de Schiff de aluminio sin funcionalizar, un complejo de bases de Schiff de aluminio funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un complejo con bases de Schiff de cromo funcionalizado con sustituyentes imidazolio, un monómero vinílico de uno de los complejos anteriores, un polímero de uno de los complejos anteriores y un copolímero de uno de los complejos anteriores.
35. Una composición catalítica según la reivindicación 31, caracterizada porque el primer componente es una sal metálica seleccionada entre tricloruro de aluminio, un compuesto de alquilaluminio, dicloruro de zinc, un cloruro de hierro, un di- o tetra-cloruro de estaño, tetracloruro de titanio y un tetraalcoxi de titanio.
36. Una composición catalítica según la reivindicación 31, caracterizada porque dicho líquido iónico está seleccionado entre sales de amonio cuaternarias, sales de fosfonio cuaternarias y sales de piridinio.
37. Una composición catalítica según la reivindicación 36, caracterizada porque dicho líquido iónico es una sal de imidazolio.
38. Una composición catalítica según la reivindicación 37, caracterizada porque dicho líquido iónico comprende un catión imidazolio seleccionado entre 1-etil-3-metilimidazolio, 1-butil-3-etil-imidazolio, 1-butil-3-metilimidazolio y 1-hexil-3-metilimidazolio.
39. Una composición catalítica según la reivindicación 38, caracterizada porque dicho líquido iónico comprende 1-butil-3-metilimidazolio acompañado de un contranión seleccionado entre tetrafluoroborato, fosfato, sulfato, trifluorometanosulfonato, bistrifluoro-metanosulfoimidato, cloruro, bromuro y heptacloruro de dialuminio.
40. Una composición catalítica según la reivindicación 30, caracterizada porque comprende como líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio y como primer componente el complejo cloruro de (salen)Al(III) junto con una segunda base que es N-metilimidazol.
41. Una composición catalítica, según la reivindicación 40, caracterizada porque el complejo cloruro de salen Al(III) es enantioméricamente puro.
42. Una composición catalítica según la reivindicación 30, caracterizada porque tiene como primer componente un complejo cloruro de Al(III) que tiene como ligando una base de Schiff diferente al "salen".
43. Una composición catalítica según la reivindicación 30, caracterizada porque dicho líquido iónico es hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio y el primer componente es el complejo cloruro de (salen)Al(III) junto con una segunda base seleccionada entre aminas terciarias, acetatos de cationes alcalinos y alcalino térreos, carbonatos y sólidos básicos.
44. Una composición catalítica, según la reivindicación 30, caracterizada porque dicho primer componente es un complejo metálico de "salen" y dicho segundo componente comprende un polímero orgánico al cual se encuentra covalentemente dicho complejo metálico de "salen".
45. Una composición catalítica, según la reivindicación 30, caracterizada porque dicho complejo metálico se ancla covalentemente a un sólido inorgánico seleccionado entre sílice, zeolitas y un óxido metálico.
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