Estudio teórico del mecanismo de reacción de formación de Alumosulfuros y Alumoxanos Ciclicos de cuatro miembros

Abstract

El objetivo más importante de la química, es el estudio de la composición, propiedades y transformación de la materia. Para ello, es necesario conocer a detalle lo que sucede durante una reacción química: el cambio de reactivos a productos. La Química Computacional ofrece dicha información, a través del estudio del mecanismo de reacción. Éste, además de permitir la fragmentación de la reacción en distintas etapas, también es útil para modificar las barreras energéticas entre reactivos y productos, mejorando la selectividad, incrementando el rendimiento de la reacción, y evitando reacciones secundarias no deseadas. De esta manera, se podrían optimizar las rutas de obtención de nuevos materiales, así como las características finales del producto. El equipo de investigación de la Dra. Mónica M. Moya Cabrera del Departamento de Química Organometálica del Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable UAEMéx-UNAM, lleva a cabo procesos sintéticos de compuestos con elementos representativos, para ser utilizados como catalizadores en reacciones de polimerización. El presente trabajo reporta el estudio teórico del mecanismo de reacción de dos de las reacciones evaluadas de manera experimental: la primera es la síntesis del alumosulfuro cíclico [{LAl(µ-S)}2] y la segunda es la síntesis del alumoxano cíclico [LAl(µ-O)(µ-S)AlL]. En ambas se utiliza un ligante β-dicetiminato (L) (donde: L = [HC{C(Me)N(Ar)}2] - y Ar = 2,4,6-trimetilfenilo). En la presente investigación se estudian cada una de las etapas que sufren los reactivos antes de llegar a los productos. Se proponen las geometrías de las moléculas involucradas en cada paso de las reacciones, se determinan las especies químicas intermedias (así como sus conformaciones), se discuten los posibles estados de transición, y se evalúa el desarrollo energético final de cada reacción. Utilizando estos resultados, se propone un posible mecanismo de reacción para la obtención de alumosulfuros y alumoxanos cíclicos de cuatro miembros.