Los triflatos de lantánidos son sales triflatos de los lantánidos . Estas sales han sido investigadas para su aplicación en síntesis orgánica como catalizadores ácidos de Lewis . Estos catalizadores funcionan de manera similar al cloruro de aluminio o al cloruro férrico , pero son tolerantes al agua (estables en agua). Comúnmente escrito como Ln(OTf) 3 ·(H 2 O) 9, las nueve aguas están unidas al lantánido y los triflatos son contraaniones, por lo que con mayor precisión el triflato de lantánido nonahidrato se escribe como [Ln(H 2 O) 9 ](OTf ) 3 . [1]
Los triflatos de lantánido se sintetizan a partir de óxido de lantánido y ácido tríflico acuoso: [2]
Los triflatos de lantánidos anhidros se pueden producir deshidratando sus homólogos hidratados calentándolos entre 180 y 200 °C a presión reducida: [ cita necesaria ]
Los triflatos de lantánidos se proponen para las acilaciones y alquilaciones de Friedel-Crafts , que a menudo se llevan a cabo con AlCl 3 como catalizador en un disolvente orgánico. La naturaleza de la reacción de Friedel-Craft, especialmente la acilación, obliga al AlCl 3 a formar complejos irreversiblemente con cualquier grupo que contenga oxígeno en el producto, siendo la única forma de descomplejarse destruir la parte de AlCl 3 con agua por completo. Se estima que se desperdician 0,9 kg de AlCl 3 por kilogramo de producto típico: se hidroliza en Al 2 O 3 y el extremadamente corrosivo HCl . [3]
Por el contrario, los complejos de triflato de lantánido con el producto se separan fácilmente con agua, y el hidrato de triflato de lantánido así formado puede simplemente calentarse para hervir el agua (esto no funciona para el cloruro de aluminio debido a la pérdida de HCl; lo mismo ocurre con el cloruros de lantánidos, de ahí la necesidad del contraión triflato). Esto evita la necesidad de utilizar disolventes orgánicos; simplemente se puede utilizar agua como disolvente.
Para las esterificaciones se utilizan catalizadores de Ln(OTf) 3 . [4]
Se han utilizado catalizadores de La(OTf) 3 para reacciones de Diels-Alder , aldol y alilación . [5] Algunas reacciones requieren una mezcla de disolventes, como el formaldehído acuoso , aunque Kobayashi et al. han desarrollado sistemas alternativos de surfactante-agua. [6]
Las adiciones de Michael son otro método industrial muy importante para crear nuevos enlaces carbono-carbono, a menudo con grupos funcionales particulares unidos. Las reacciones de adición son inherentemente eficientes en términos atómicos , por lo que se prefieren las vías de síntesis. Los catalizadores de La(OTf) 3 no sólo permiten que estas reacciones se lleven a cabo en agua, sino que también pueden lograr una catálisis asimétrica , produciendo un producto enantioespecífico o diastereoespecífico deseado . [5]
Los triflatos de lantánidos se pueden utilizar para sintetizar piridina catalizando la condensación de aldehídos y aminas o la síntesis catalítica de la reacción aza Diels-Alder . Nuevamente, se puede utilizar agua como disolvente y se pueden lograr altos rendimientos en condiciones suaves. [7]
Los compuestos nitro son comunes en productos farmacéuticos, explosivos , tintes y plásticos . En cuanto a los compuestos de carbono, se pueden utilizar adiciones de Michael catalizadas y reacciones aldólicas . Para los compuestos nitro aromáticos, la síntesis se realiza mediante una reacción de sustitución . La síntesis estándar se lleva a cabo en una solución de ácido nítrico , mezclado con un exceso de ácido sulfúrico para crear iones nitronio . Luego se sustituyen por especies aromáticas. A menudo, el isómero para es el producto deseado, pero los sistemas estándar tienen una selectividad deficiente. En cuanto a la acilación, la reacción normalmente se apaga con agua y genera abundantes residuos ácidos. El uso de un catalizador de La(OTf) 3 en lugar de ácido sulfúrico reduce considerablemente este desperdicio. Clark y cols. informan una conversión del 90% usando solo 1 mol% de triflato de iterbio en ácido nítrico débil, generando solo un pequeño volumen de desechos ácidos. [3]
Los triflatos de lantánidos son estables en agua, por lo que evitan la necesidad de disolventes orgánicos y pueden recuperarse para su reutilización. [8] sobre su efecto catalítico en agua, la gama de aplicaciones investigadas para los catalizadores de La(OTf) 3 se ha disparado. [6] [9] [10]