Procedimiento mejorado para la oxidación selectiva de grupos sulfuro a sulfóxido o sulfona mediante catalizadores tipo silsesquioxano

Un grupo de investigación español-portugués del Departamento de Química Orgánica y Química Inorgánica de la Universidad de Alcalá y del ITQB-Universidad Nova de Lisboa de Oeiras, ha desarrollado un proceso de síntesis de compuestos silsesquioxano de titanio y su uso en catálisis de oxidación de compuestos orgánicos de azufre. El grupo busca alcanzar acuerdos de licencia, colaboraciones técnicas y comerciales con empresas farmacéuticas, del sector petroquímico y dedicado a la preparación de fertilizantes y productos para el tratamiento de problemas medioambientales. 

La presente invención trata, de la síntesis de compuestos silsesquioxano de titanio y de su uso en catálisis de oxidación de compuestos orgánicos de azufre utilizando como oxidante terc-butilhidroperóxido y peróxido de hidrógeno.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere a la síntesis de los catalizadores. El procedimiento general consiste en la reacción del compuesto de titanio 1 con el compuesto silsesquioxano parcialmente condensado 2, en presencia de una base como la trietilamina, todo ello disuelto en un disolvente apolar como tolueno. Al cabo de doce horas de reacción a temperatura ambiente, se obtiene el compuesto 3 (ver figura1). 

Cuando esta misma reacción se lleva a cabo a temperatura elevada, 70 ⁰C, durante 72 horas se obtiene cuantitativamente el compuesto 4 (ver figura 2). 

La reacción de síntesis de estos compuestos es imprescindible llevarla a cabo en atmósfera inerte. Una vez sintetizados resultan ser estables frente al oxígeno y la humedad. 

La catálisis de oxidación de sulfuros, se trata de la oxidación del grupo funcional sulfuro al grupo funcional sulfóxido o sulfona, o ambos. Se lleva a cabo en presencia de uno de los catalizadores de titanio y de un peróxido, como fuente de oxígeno, que puede ser TBHP o H2O2. Se utiliza como disolvente, o bien un medio apolar o aprótico si el peróxido es TBHP, o un medio polar o prótico si el peróxido es H2O2. El proceso se lleva a cabo a presión atmosférica y temperatura ambiente. En el supuesto que se obtengan ambos productos de oxidación (el sulfóxido y la sulfona), al añadir otro equivalente de peróxido, la reacción evoluciona con el tiempo hacia el producto de máxima oxidación, es decir sulfona.

Los productos se obtienen con elevado rendimiento y pureza (ver figura 3).

Utilización de silsesquioxanos de titanio en su uso como catalizadores de oxidación de grupos sulfuro.