Selective hydrogenation of 1,3-butadiene by transition metal compounds immobilized in 1-butyl-3-methyl imidazolium room temperature ionic liquids

Abstract

The compounds [Co(acac)2], [Co(acac)3], [Fe(acac)3] and [Ni(acac)2] (acac = acetylacetonate) dissolved in 1-butyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate (1), trifluoromethanesulphonate (2) or hexafluorophosphate (3) catalyze the reduction of 1,3-butadiene into butenes in a typical two-phase catalytic reaction. The 1,3-butadiene conversion, the selectivity and turnover frequencies (TOF) are strongly dependent on the nature of the transition metal catalyst precursor and the ionic liquid. For [Co(acac)2] dissolved in 1, kinetic studies strongly suggest that the reaction takes place in the ionic solution bulk, having an apparent activation energy for the overall process of 33.8 kJ mol-1. The recovered ionic catalyst solution can be reused several times without any significant changes on activity and selectivity.

Os complexos [Co(acac)2], [Co(acac)3], [Fe(acac)3] e [Ni(acac)2] (acac = acetilacetonato) dissolvidos em tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazônio (1), trifluorometanosulfonato de 1-butil-3-metilimidazólio (2) ou hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (3), catalisam a hidrogenação de 1,3-butadieno em butenos em sistema catalítico tipicamente bifásico. A conversão do 1,3-butadieno, a seletividade e a freqüência de rotação (TOF) são fortemente dependentes do metal de transição e do líquido iônico. Para [Co(acac)2] dissolvido em 1, estudos cinéticos sugerem que a reação ocorre no meio líquido iônico, com uma energia aparente de ativação de of 33.8 kJ mol-1. A solução iônica do catalisador pode ser recuperada e reutilizada várias vezes sem mudanças perceptíveis na atividade e seletividade da reação.