Isoftalato butílico de magnesio como material estructural organometálico poroso.

Material estructural organometálico poroso formado a partir de iones de Mg2+ a los cuales se enlazan de modocoordinado iones de isoftalato de 5-ter.

-butilo y se forma una estructura de armazón.

Isoftalato butílico de magnesio como material estructural organometálico poroso

La presente invención se refiere a una material estructural organometálico poroso, a su preparación y al uso.

Los materiales estructurales organometálicos poroso se conocen del estado de la técnica. Principalmente se caracterizan por su porosidad y pueden emplearse en aplicaciones comparables a las de las zeolitas inorgánicas.

Los materiales estructurales organometálicos contienen usualmente un compuesto orgánico al menos bidentado enlazado de manera coordinada con un ión de metal; tal compuesto orgánico representa junto con el ión metálico la estructura del material estructural organometálico.

La selección adecuada del metal y/o de compuesto orgánico hace posible una optimización para el campo de aplicación deseado. En este caso, por ejemplo, la elección del compuesto orgánico puede influenciar la distribución de poros. Además, el metal puede hacer una contribución en los procesos de adsorción.

Entonces, existe una necesidad permanente de proporcionar materiales estructurales organometálicos especiales que tengan propiedades principalmente extraordinarias que se atribuyan a la selección del metal y del compuesto orgánico.

Puede mencionarse magnesio como metal interesante porque debido a sus fuertes enlaces de coordinación es posible basarse en un material estructural de poros comparativamente estrechos y porque el magnesio es un metal comparativamente compatible tanto fisiológica como ecológicamente.

M. Dinca et al., J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) , 9376 - 9377 describen 2, 6-naftalindicarboxilato de magnesio como un sólido microporoso de estructura coordinada. Este material estructural muestra una estructura análoga al correspondiente material estructural organometálico a base de cinc. En el estudio del material, los autores han establecido que este tiene una alta entalpía a la adsorción de hidrógeno y muestra adsorción selectiva de hidrógeno u oxígeno frente al nitrógeno o monóxido de carbono.

En WO-A 2005/049892 se describe la producción electroquímica de tereftalato de magnesio en la presencia de maleato de dietilo como material estructural organometálico poroso. El material estructural obtenido de esta manera es asimismo comparable con el correspondiente material estructural organometálico a base de zinc en términos de su estructura.

A pesar de los resultados prometedores obtenidos del material estructural organometálico a base de magnesio que se conoce en el estado de la técnica, igual que antes hoy existe una necesidad de estructuras alternativas de entramado que puedan lograrse seleccionando adecuadamente el metal y el compuesto orgánico.

De esta manera, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un material estructural organometálico a base de magnesio de este tipo.

El objeto se logra mediante un material estructural organometálico poroso formado a partir de iones de Mg2+, enlazados de manera coordinada a una estructura de entramado.

A saber, se ha encontrado sorprendentemente que el material estructural de la invención presenta una superficie específica sorprendentemente grande en comparación con el isoftalato de magnesio análogo y es adecuado principalmente para separar gases que pueden contener agua gaseosa.

El material estructural de la invención se forma a partir de iones de Mg2+ y ácido 5-ter. butilisoftálico (ácido 5-t-butil1, 3-bencenodicarboxílico) y sus formas aniónicas.

El material estructural organometálico de la invención puede presentarse en forma pulverulenta o como aglomerado.

El material estructural organometálico poroso de la invención puede usarse como tal en forma pulverulenta o es se convierte en un cuerpo moldeado. Por consiguiente oro aspecto de la presente invención es que el material estructural organometálico poroso de la invención se presenta como parte de un cuerpo moldeado.

La preparación de cuerpos moldeados a partir de materiales estructurales organometálicos se describe, por ejemplo, en WOA 03/102000.

Métodos preferidos para la producción de cuerpos moldeados son aquí la extrusión o formación de tabletas. En la producción de cuerpos moldeados el material estructural puede comprender otros materiales tales como aglutinantes, lubricantes u otros aditivos los cuales se agregan durante la producción. Asimismo es concebible que el material estructural comprenda otros componentes, como por ejemplo absorbentes tales como carbón activado o similares.

En esencia no existen restricciones respecto de las posibles geometrías de los cuerpos moldeados. Los ejemplos son, entre otros, aglomerados o pellets, tales como pellets con forma de disco, pastillas, esferas, gránulos, mezclas extrudidas tales como hebras, panales, rejillas y cuerpos huecos.

Para la producción de estos cuerpos moldeados son posibles fundamentalmente todos los métodos adecuados. Principalmente se prefieren los siguientes procesos:

- Amasado/trituración del material estructural ya sea solo o junto con al menos un aglutinante y/o al menos un agente de empastado y/o al menos un compuesto modelo para obtener una mezcla; moldeamiento de la mezcla resultante por medio de al menos un método adecuado, por ejemplo extrusión; opcionalmente lavado y/o secado y/o calcinación de la mezcla extrudida; opcionalmente confección.

- Formación de tabletas junto con al menos un aglutinante y/u otro material auxiliar.

- Aplicación del material estructural a al menos un material de soporte opcionalmente poroso. El material obtenido puede seguir procesándose luego según el método descrito previamente para producir un cuerpo moldeado.

- Aplicación del material estructural a al menos un sustrato opcionalmente poroso.

El amasado/trituración y moldeamiento se pueden llevar a cabo mediante cualquier método adecuado, como se describe, por ejemplo, en Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 4. Edición, tomo 2, página 313 y siguientes (1972) .

Por ejemplo, el amasado/trituración en cuba y/o moldeamiento pueden llevarse a cabo por medio de una prensa de pistones, prensa de rodillos en la presencia o ausencia de al menos un material aglutinante, combinación con otros materiales, peletización, formación de tabletas, extrusión, coextrusión, espumado, hilado, recubrimiento, granulación, preferiblemente granulación por pulverización, atomización, secado con pulverización o una combinación de dos o más de estos métodos.

Muy particularmente se prefiere producir pellets y/o tabletas.

El amasado y/o moldeamiento pueden llevarse a cabo a temperaturas elevadas como, por ejemplo, en el rango de la temperatura ambiente hasta 300 °C y/o a presión elevada como, por ejemplo, en el rango de presión normal hasta algunos cientos de bares y/o en una atmósfera de gas protector como, por ejemplo, en presencia de al menos un gas noble, nitrógeno o una mezcla de dos o más de los mismos.

El amasado y/o moldeamiento de acuerdo con una modalidad adicional, se lleva a cabo adicionando al menos un aglutinante, en cuyo caso puede emplearse como aglutinante fundamentalmente cada compuesto químico que asegure la viscosidad deseada para amasar y/o moldear la composición. De acuerdo con esto, para los propósitos de la presente invención los aglutinantes pueden ser compuestos tanto que aumentan como también que reducen la viscosidad.

Entre otros, los aglutinantes preferidos pueden mencionarse, por ejemplo, óxido de aluminio o aglutinantes que contienen óxido de aluminio, tal como se describen, por ejemplo, en la WO94/29408, dióxido de silicio como se describe, por ejemplo, en la EP 0 592 050 A1, mezclas de dióxido de silicio y óxido de aluminio, tal como se describen en la WO 94/13584, minerales de arcilla como se describen, por ejemplo, en la JP 03-037156 A, por ejemplo montmorilonita, caolín, bentonita, haloisita, dickita, nacrita y anauxita, alcoxisilanos como se describen, por ejemplo, en la EP 0 102 544 B1, por ejemplo tetraalcoxisilanos como, por ejemplo, tetrametoxisilano, tetraetoxisilano, tetrapropoxisilano, tetrabutoxisilano, o por ejemplo trialcoxisilanos como, por ejemplo, trimetoxisilano, trietoxisilano, tripropoxisilano, tributoxisilano, alcoxititanatos, por ejemplo tetraalcoxititanatos... [Seguir leyendo]

1. Material estructural organometálico poroso formado a partir de iones de Mg2+ a los cuales se enlazan de modo coordinado iones de isoftalato de 5-ter. butilo y se forma una estructura de armazón.

2. Material estructural según la reivindicación 1, caracterizado porque éste se presenta como parte de un cuerpo 5 moldeado.

3. Método para producir un material estructural organometálico según la reivindicación 1 o 2, que comprende el paso de

- reacción de un compuesto de magnesio con ácido 5-ter. butilisoftálico o con una sal del mismo.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque el compuesto de magnesio se genera mediante oxidación 10 anódica del magnesio metálico.

5. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque el compuesto de magnesio es una sal de magnesio.

6. Uso de un material estructural organometálico según la reivindicación 1 o 2 para la absorción de al menos una sustancia para su almacenamiento, separación o liberación controlada.

7. Uso según la reivindicación 6, caracterizado porque la sustancia es un gas o una mezcla de gases.

8. Uso según la reivindicación 7, caracterizado porque el gas o la mezcla de gases contiene agua gaseosa.