La reacción de Suzuki es una de las reacciones más utilizadas para formar compuestos biarílicos que se usan en productos farmacéuticos y otros campos. El objetivo general es diseñar una planta química para producir biariles y evaluar su viabilidad económica. Los objetivos particulares incluyen sintetizar y evaluar catalizadores, obtener la cinética de la reacción, y diseñar los equipos necesarios basados en experimentos de laboratorio.
Síntesis de biariles mediante la reacción de Suzuki
1. ÍNDICE
Índice de figuras… ................................................................................................................. 7
Índice de tablas… ................................................................................................................... 8
Resumen ejecutivo.................................................................................................................. 9
1. Introducción….................................................................................................................. 10
2. Objetivos……................................................................................................................... 12
2.1 Objetivo general ................................................................................................. 13
2.2 Objetivos particulares ........................................................................................ 13
3. Generalidades ……………………………………………………………………………14
4. Experimentación............................................................................................................... 20
4.1 Objetivos experimentales ................................................................................... 21
4.2 Metodología experimental................................................................................. 22
4.2.1 Preparación de soportes ................................................................................... 22
4.2.2 Preparación de catalizadores ........................................................................... 22
4.2.2.1 Catalizadores de paladio................................................................ 22
4.2.2.2 Catalizadores de oro ...................................................................... 22
4.2.3 Evaluación de catalizadores en la reacción .................................................... 23
4.2.3.1 Evaluación de catalizadores de paladio ....................................... 23
4.2.3.2 Evaluación de catalizadores de oro ............................................. 23
4.2.3.3 Otras reacciones realizadas............................................................ 24
5. Resultados…..................................................................................................................... 25
5.1 Caracterización de los soportes .......................................................................... 26
5.1.1 Fisisorción de nitrógeno ................................................................... 26
5.1.2 Difracción de rayos x........................................................................ 27
5.2 Caracterización de los catalizadores................................................................... 28
5.2.1 Fisisorción de nitrógeno ................................................................... 28
5.2.2. Absorción atómica........................................................................... 29
5.2.3 Microscopía electrónica de transmisión ........................................... 29
4
2. ÍNDICE
5.3 Evaluación de catalizadores en la reacción de suzuki ........................................ 31
5.3.1 Evaluación de catalizadores de paladio ............................................ 31
5.3.2 Evaluación de catalizadores de oro .................................................. 33
5.3.3 Resultados de otras reacciones ......................................................... 35
5.4 Conclusiones de la parte experimental ............................................................... 37
6. Cinética de la reacción...................................................................................................... 38
7. Diseño de la planta ........................................................................................................... 42
7.1 Ubicación de la planta ........................................................................................ 43
7.2 Descripción de la planta para la producción de biariles ..................................... 44
7.3 Descripción del proceso para la planta de biariles ............................................. 46
8. Diseño de los equipos ....................................................................................................... 49
8.1 Diseño del reactor............................................................................................... 50
8.1.1 Dimensiones del reactor .................................................................. 51
8.2 Dimensiones de los filtros ................................................................................. 52
8.3 Dimensiones de los tanques de almacenamiento............................................... 53
8.4 Dimensiones del intercambiador de calor ......................................................... 53
8.5 Dimensiones de la columna cromatográfica....................................................... 54
8.6 Diseño de accesorios .......................................................................................... 54
8.6.1 Diseño de la tubería .......................................................................... 54
8.6.2 Potencia de las bombas..................................................................... 56
8.6.3.Válvulas ............................................................................................ 56
8.6.4 Medidores ......................................................................................... 56
8.6.5 Equipo de laboratorio ....................................................................... 57
9. Análisis de costos ............................................................................................................. 58
9.1 Costo de la estructura de la planta ...................................................................... 59
9.2 Costo de producción de catalizador.................................................................... 59
9.3 Potencial económico........................................................................................... 60
9.4 Costos de equipo................................................................................................. 60
5
3. ÍNDICE
9.5 Costos de servicios ............................................................................................. 62
9.5.1 Costos de servicios en el proceso .................................................... 62
9.5.2 Costos de servicios en las instalaciones .......................................... 62
9.6 Salarios de trabajadores ...................................................................................... 63
9.7 Costos totales...................................................................................................... 64
9.7.1 Costos de inversión........................................................................... 64
9.7.2 Costos mensuales.............................................................................. 64
9.8 Análisis económico de factibilidad del proyecto................................................ 65
10. Seguridad en la planta .................................................................................................... 66
11. Consideraciones ambientales.......................................................................................... 68
11. 1 Normas ambientales para el biaril ................................................................... 69
11. 2 Normas ambientales para el tolueno................................................................ 70
12. Conclusiones................................................................................................................... 71
Apéndices…..…. .................................................................................................................. 73
Apéndice 1…..….................................................................................................................. 74
Apéndice 2……................................................................................................................... 75
A2.1 Dimensionamiento del reactor......................................................................... 75
A2.2 Dimensionamiento de los tanques de almacenamiento ................................... 76
A2.3 Dimensionamiento del intercambiador de calor .............................................. 77
Apéndice 3……................................................................................................................... 79
Apéndice 4………............................................................................................................... 80
Bibliografía…....................................................................................................................... 88
6
4. ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.Compuestos biarílicos con aplicaciones farmacéuticas ....................................... 11
Figura 2.Reacción de homoacoplamiento de Suzuki. .......................................................... 17
Figura 3.Transmetalación del ácido fenilborónico en la superficie del catalizador ............. 17
Figura 4.Mecanismo de reacción del homoacoplamiento de Suzuki para el catalizador
de paladio............................................................................................................... 18
Figura 5.Mecanismo de reacción del homoacoplamiento de Suzuki para el catalizador
de oro. .................................................................................................................... 19
Figura 6. Sistema de reacción para el homoacoplamiento de Suzuki .................................. 24
Figura 7. Difractograma de rayos X de CeO2, TiO2 y ZrO2 ................................................. 27
Figura 8. Imágenes de TEM: a) Pd/ TiO2 nanocristalino y b) Au/TiO2 nanocristalino ....... 30
Figura 9. Reacción de homoacoplamiento de Suzuki con paladio ....................................... 31
Figura 10.Selectividad para el homoacoplamiento de Suzuki con paladio ......................... 32
Figura 11. Reacción de homoacoplamiento de Suzuki con oro ........................................... 33
Figura 12. Selectividad para el homoacoplamiento de Suzuki con oro............................... 34
Figura 13. Cálculo de n y k para la cinética de reacción de Suzuki ..................................... 41
Figura 14. Ubicación de la planta de biariles ....................................................................... 43
Figura 15. Esquema de la planta para la producción de biariles .......................................... 45
Figura 16. Esquema del proceso para la producción de biariles .......................................... 47
Figura 17. Balance de Materia en el reactor......................................................................... 48
Figura 18. Operación de un reactor batch............................................................................. 51
Figura 19. Esquema de las dimensiones del rector............................................................... 52
Figura 20. Filtro de bolsa...................................................................................................... 52
Figura 21. Intercambiador de calor de coraza ...................................................................... 53
Figura 22. Columna cromatográfica industrial..................................................................... 54
Figura 23. Longitud de tubería ............................................................................................. 55
Figura 24. Bomba ................................................................................................................. 56
Figura 25. Válvula de compuerta ......................................................................................... 56
7
5. ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Resultados de fisisorción de nitrógeno................................................................... 26
Tabla 2. Resultados de Difracción de Rayos X .................................................................... 27
Tabla 3. Resultados de Fisisorción de nitrógeno de catalizadores nanocristalinos de oro
y paladio ................................................................................................................. 28
Tabla 4. Resultados de absorción atómica de catalizadores nanocristalinos........................ 29
Tabla 5. Tamaño promedio de partícula obtenida mediante TEM ....................................... 30
Tabla 6. Comparación de catalizadores de Pd con soportes nanocristalino y
convencional........................................................................................................... 35
Tabla 7. Comparación de catalizadores de Au con soportes nanocristalino y
convencional........................................................................................................... 35
Tabla 8. Catalizadores de Au y Pd con soportes de sílica convencional............................ 36
Tabla 9. Reacción de Suzuki con diferentes condiciones de reacción catalizados con
Au/TiO2 nanocristalino........................................................................................... 36
Tabla 10. Experimentos con catalizador recuperado de Au/TiO2 nanocristalino................. 37
Tabla 11. Costo de coloides para los catalizadores de Au/TiO2 y Au/ZrO2 nanocristalinos .. 39
Tabla 12. Balance de Materia de la Planta ........................................................................... 48
Tabla 13. Equipo de laboratorio ........................................................................................... 57
Tabla 14. Costos de Materia Prima para el Catalizador ....................................................... 59
Tabla 15. Costo del equipo de laboratorio............................................................................ 59
Tabla 16. Potencial económico para la producción de Biariles............................................ 60
Tabla 17. Costo del equipo principal.................................................................................... 61
Tabla 18. Costo del equipo menor........................................................................................ 61
Tabla 19. Costos de servicios en el proceso ......................................................................... 62
Tabla 20. Costos de servicios en las instalaciones ............................................................... 62
Tabla 21. Sueldo de los trabajadores de la empresa ............................................................. 63
Tabla 22. Costo total de inversión........................................................................................ 64
Tabla 23. Costos mensuales de la planta .............................................................................. 64
8
6. RESUMEN EJECUTIVO
La reacción de Suzuki (homoacoplamiento de ácidos borónicos con catalizador de paladio)
es una de las reacciones más versátiles y utilizadas para la formación selectiva de enlaces
carbono-carbono, en particular para la formación de compuestos biarílicos. El biaril se
utiliza en productos farmacéuticos, herbicidas y productos naturales así como en polímeros
conductores y materiales de cristales líquidos. El objetivo de este proyecto consistió en
diseñar una planta química para la producción de biariles y realizar una evaluación
económica para determinar la factibilidad de la misma. Para ello, se sintetizaron
catalizadores de oro y paladio soportados en óxidos metálicos nanocristalinos de cerio,
titanio y zirconio. Se observó que los catalizadores de oro son más activos y más selectivos
que los de paladio y se eligió el catalizador de Au/TiO2 nanocristalino por presentar
mejores propiedades para llevar a cabo el dimensionamiento del reactor y posteriormente
el de la planta. Se calculó la Tasa Interna de Retorno (TIR) resultando ser mayor que la
Tasa de Rendimiento Mínima Aceptable (TREMA), por lo que se concluye que la
implementación de la planta para producir biariles es económicamente factible.
9
8. 1. INTRODUCCIÓN
La reacción de Suzuki (homoacoplamiento de ácidos borónicos con catalizador de paladio)
es una de las reacciones más versátiles y utilizadas para la formación selectiva de enlaces
carbono-carbono, en particular para la formación de compuestos biarílicos. El biaril se
utiliza en productos farmacéuticos (anti-inflamatorios, antirreumáticos, antitumorales,
antihipertensivos, etc.), herbicidas y productos naturales así como en polímeros
conductores y materiales de cristales líquidos. Además presentan el potencial para atacar la
infertilidad actuando como una hormona receptora1. También atacan a la histamina que se
encuentra en el sistema nervioso central y por eso se utilizan para eliminar desórdenes
neurológicos como la enfermedad del Alzheimer, del Parkinson y la epilepsia 2. Asimismo
han mostrado actividad antibacterial3, actividad biológica e inhibición de
la
sobreproducción de leucocitos en un sitio donde ha ocurrido una infección4.
En la Figura 1 se muestran algunos ejemplos de compuestos biarílicos.
Figura 1. Compuestos biarílicos con aplicaciones farmacéuticas
La reacción de homoacoplamiento de Suzuki es favorable para crear estos compuestos
biarílicos debido a las condiciones flexibles de reacción, disponibilidad comercial de
ácidos borónicos (principal materia prima), eficiencia de reacción y compatibilidad con
muchos grupos funcionales presentes en los ácidos. La reacción de Suzuki sintetiza biariles
por homoacoplamiento catalítico de ácidos fenilborónicos usando catálisis de paladio(0),
debido a que tiene la propiedad de reducirse y oxidarse en dos electrones, y efectuar una
transmetalación5.
11
10. 2. OBJETIVOS
2. 1 Objetivo general
Diseñar una planta química para la producción de compuestos biarílicos que cumpla con
las normas de seguridad y normas ambientales establecidas por el Gobierno de la República
Mexicana. Además realizar una evaluación económica para determinar si el proyecto es
rentable económicamente.
2.2 Objetivos particulares
Sintetizar catalizadores y evaluarlos en la reacción de homoacoplamiento de Suzuki.
Determinar el catalizador más adecuado y producirlo en cantidades necesarias para
satisfacer la producción de biariles en la planta.
Obtener la cinética de la reacción de homoacoplamiento de Suzuki para llevar a
cabo el diseño del reactor utilizado en la planta.
Diseñar y dimensionalizar los equipos requeridos en el proceso tomando como base
el equipo utilizado en el laboratorio.
13
12. 3. GENERALIDADES
La primera síntesis de biariles por homoacoplamiento de ácidos arilborónicos fue realizada
en 1995 por Suzuki y Miyaura6. Desde entonces se denomina reacción de Suzuki o
acoplamiento de Suzuki-Miyaura. Los primeros acoplamientos que se llevaron a cabo
consistieron en la condensación de ácido fenilborónico con varios haluros de arilo
utilizando como catalizador paladio fosfatado. Los catalizadores de paladio con ligandos
tipo fosfina se utilizan para esta reacción porque son estables bajo un calentamiento
prolongado5. Sin embargo, también se obtienen buenos resultados en los acoplamientos
utilizando catalizadores de Pd(OAc)2.
Posteriormente se han introducido numerosas modificaciones en este procedimiento
original, como por ejemplo el uso de otros catalizadores de paladio como PdCl2 fosfatado u
otros sin ligandos tipo fosfina. Por otra parte, se han utilizado otras bases como trietilamina,
bicarbonato sódico y carbonato de cesio o de tántalo. Además se han empleado diferentes
disolventes, como dimetoxietano, dimetileter, acetona, etc.
Desde 1986 se empezó a experimentar con materiales que tienen el tamaño del cristal
menor a cincuenta nanómetros (nanocristales). Catalizadores soportados en estructuras
nanocristalinas
se
emplean
para
aumentar
la
reactividad
de
la
reacción
de
homoacoplamiento de Suzuki.
Estudios realizados7 han demostrado que los catalizadores soportados en óxidos metálicos
nanocristalinos mejoran la conversión en esta reacción, debido a que presentan una
estructura más ordenada, un área superficial mayor y es posible controlar su tamaño de
poro. Avelino Corma, Javier Guzmán y Silvio Carrettin7 llevaron a cabo la reacción
15
13. 3. GENERALIDADES
entre p-iodobenzofenona y ácido fenilborónico para probar la reactividad de oro soportado
en óxido de cerio nanocristalino para la reacción de acoplamiento cruzado. Observaron que
todo el ácido fenilborónico se convirtió a biaril (homoacoplamiento) y el producto del
acoplamiento cruzado fue obtenido en muy pocas cantidades (<0.5%).
Con base en los antecedentes, en este proyecto se evaluó la reactividad tanto de oro como
de paladio soportados en diferentes óxidos metálicos nanocristalinos. Los soportes
utilizados en este proyecto fueron óxido de cerio, óxido de titanio y óxido de zirconio,
todos metales de transición. El óxido de cerio (CeO2) es de carácter básico y tiene
propiedades reductoras y oxidantes; funciona como reservorio de oxígeno (almacena y
libera O2) y permite que éste se mueva con facilidad dentro del mismo soporte. El óxido de
titanio (TiO2)
presenta propiedades anfóteras, es resistente a ácidos, álcalis, gases
corrosivos, atmósferas reductoras y gran número de sustancias orgánicas. El óxido de
zirconio (ZrO2) también es de carácter anfótero y tiene propiedades oxidantes y reductoras.
El paladio ofrece numerosas posibilidades en la formación de diferentes tipos de enlace
carbono – carbono, además no es sensible al oxígeno, a la humedad ni al medio ácido. Sin
embargo, las reacciones catalizadas con paladio deben ser llevadas a cabo de forma
cuidadosa y en general a alta temperatura.
Dentro del área de catálisis homogénea uno de los metales menos empleados, pero con
grandes posibilidades en cuanto a sus posibilidades como catalizador, es el oro en sus
distintos estados de oxidación.
16
14. 3. GENERALIDADES
La reacción de homoacoplamiento del ácido fenilborónico en presencia de un catalizador
fue llevada a cabo a una temperatura de 60 ºC y presión atmosférica. La reacción se
muestra en la Figura 2.
Figura 2.Reacción de homoacoplamiento de Suzuki.
Dos moléculas de ácido fenilborónico realizan una transmetalación con el catalizador
(Figura 3) en medio básico, obteniendo una molécula de biaril (producto) y la formación de
2 moléculas de ácido metabórico e hidrógeno molecular (Figura 2).
Figura 3.Transmetalación del ácido fenilborónico en la superficie del catalizador
17
15. 3. GENERALIDADES
El homoacoplamiento de ácido fenilborónico usando catalizadores de Pd(0) se ha
convertido en una herramienta sintética útil en la preparación de biariles simétricamente
sustituidos. El metal se introduce en el ciclo catalítico como Pd(II) y se reduce formando la
especie Pd(0) con ayuda del soporte. El Pd(0) se vuelve a oxidar a Pd (II) cumpliendo con
un ciclo redox (Figura 4).
Figura 4.Mecanismo de reacción del homoacoplamiento de Suzuki para el catalizador de
paladio5.
18
16. 3. GENERALIDADES
El homoacoplamiento de ácido fenilborónico usando catalizadores de oro se lleva
acabo del mismo modo que cuando se usa paladio, en donde el oro se reduce de Au (III) a
Au (I), volviéndose a oxidar cumpliendo un ciclo redox de dos electrones, como se muestra
en la Figura 5.
Figura 5.Mecanismo de reacción del homoacoplamiento de Suzuki para el catalizador de
oro.
19
18. 4. EXPERIMENTACIÓN
4.1 Objetivos experimentales
Sintetizar soportes nanocristalinos de óxido de cerio (CeO2), óxido de titanio (TiO2) y
óxido de zirconio (ZrO2) y caracterizar sus propiedades tales como cristalinidad, tamaño de
poro, volumen de poro y área superficial.
Inmovilizar oro y paladio en los soportes nanocristalinos mediante la técnica de
co-precipitación y caracterizar sus propiedades.
Evaluar la reactividad de cada uno de los sistemas soporte-metal, mediante la reacción de
homoacoplamiento de Suzuki.
Comparar reactividad de catalizadores nanocristalinos con catalizadores convencionales en
la reacción de Suzuki.
Elegir el mejor catalizador (con base en velocidad de reacción y selectividad) y obtener la
cinética de reacción.
21
19. 4. EXPERIMENTACIÓN
4.2 Metodología experimental
4.2.1 Preparación de soportes
Se sintetizaron soportes nanocristalinos de óxido de Cerio (CeO2), óxido de titanio (TiO2) y
óxido de zirconio (ZrO2) a partir de 150 ml de una solución coloidal que contenía partículas
de óxidos en el intervalo de 5 a 20 nm. Los óxidos fueron calcinados a una temperatura de
400ºC, con una rampa de 3°/min, y por un tiempo de 16 horas. Se caracterizaron sus
propiedades por difracción de rayos X (cristalinidad) y por adsorción de N2 (área
superficial, volumen y diámetro de poro).
4.2.2
Preparación de catalizadores
4.2.2.1 Catalizadores de Paladio
Se inmovilizó 1% en peso de paladio en los soportes nanocristalinos mediante la técnica de
co-precipitación. Se utilizaron 0.0513 g del precursor de nitrato de paladio hidratado
(Pd(NO3)2 ·H2O) y 1.98 g de óxido. Se mantuvo el pH constante igual a 9 utilizando una
solución 0.2M de NaOH y se agitó durante 18 horas. Se caracterizaron sus propiedades por
adsorción de N2 (área superficial, volumen y diámetro de poro), absorción atómica (% del
metal en el soporte) y microscopía de transmisión electrónica (TEM).
4.2.2.2 Catalizadores de Oro
Se inmovilizó 1% en peso de oro en los soportes nanocristalinos mediante la técnica de
co-precipitación. Se utilizaron 0.207 g del precursor de ácido cloroaurico (HAuCl4) y 1.98g
de óxido. Se mantuvo el pH constante igual a 9 utilizando una solución 0.2 M de
22
20. 4. EXPERIMENTACIÓN
NaOH y se agitó durante 18 horas. Se caracterizaron sus propiedades por adsorción de N2
(área superficial, volumen y diámetro de poro) y absorción atómica (% del metal en el
soporte) y microscopía de transmisión electrónica (TEM).
4.2.3 Evaluación de Catalizadores en la reacción
Todas las reacciones se llevaron a cabo a una temperatura de 60 °C, presión atmosférica y
agitación constante. Para caracterizar los productos se utilizó un cromatógrafo de gases
acoplado a un espectrómetro de masas.
4.2.3.1 Evaluación de Catalizadores de Paladio
Se utilizó un matraz bola de 10 ml con un sistema de reflujo (Figura 6) y se adicionaron
0.045g de ácido fenilborónico, 0.069g de K2CO3, y 100 mg de catalizador nanocristalino de
Pd/CeO2 con el 1% de metal inmovilizado, en 5 ml de tolueno. Las mismas cantidades se
utilizan para los catalizadores de Pd/TiO2 y Pd/ZrO2.
4.2.3.2 Evaluación de Catalizadores de Oro
Se utilizó un matraz bola de 10 ml con un sistema de reflujo (Figura 6) y se adicionaron
0.0124g de ácido fenilborónico, 0.018g de K2CO3, y 100 mg de catalizador nanocristalino
de Au/CeO2 con el 1% de metal inmovilizado, en 5 ml de tolueno. Las mismas cantidades
se utilizan para los catalizadores de Au/TiO2 y Au/ZrO2
23
21. 4. EXPERIMENTACIÓN
.
Figura 6. Sistema de reacción para el homoacoplamiento de Suzuki
4.2.3.3 Otras reacciones realizadas
Para comparar el efecto que tiene el soporte nanocristalino con respecto al soporte
convencional, se llevaron a cabo otras reacciones utilizando soportes convencionales de
CeO2, TiO2 y ZrO2. También para confirmar que el catalizador necesita un soporte con un
metal de transición, se utilizó SiO2, donde Si no es un metal de transición. Además, para
comprobar que la base (K2O3) era necesaria se efectuó una reacción sin base.
Asimismo, se realizó una reacción sin catalizador y una con la mitad de catalizador para
verificar que la cantidad utilizada era la indispensable. Y con el propósito de verificar que
el catalizador no se desactiva, se llevaron a cabo cinco reacciones recuperando el
catalizador y reutilizándolo en la siguiente reacción consecutiva.
24
23. 5. RESULTADOS
5.1 Caracterización de los soportes
5.1.1 Fisisorción de Nitrógeno
Se utilizó el equipo de adsorción de nitrógeno MICROMERITICS modelo Autosorb
2100 E para determinar el área superficial, el volumen y el diámetro de poro de los
soportes nanocristalinos sintetizados (Ver Tabla 1), así como la isoterma de adsorción –
desorción (Ver Apéndice 1). La IUPAC reconoce tres tipos de poros dependiendo de su
tamaño, si son mayores de 50 nm se conocen como macroporos, si su diámetro está
comprendido entre 2 y 50 nm se trata de mesoporos y si son menores de 2 nm son
microporos.
Tabla 1. Resultados de fisisorción de nitrógeno
Soportes Nanocristalinos Sintetizados
Propiedad
CeO2
Área Superficial (m2/g)
3
Volumen de poro (cm /g)
Diámetro de poro (nm)
TiO2
ZrO2
104
39
72
0.286
11
0.329
34
0.352
20
Por la definición anterior y con base en la Tabla 1, los catalizadores sintetizados son
mesoporosos y su área superficial se encuentra dentro del intervalo de los nanocristales
reportados en la literatura (30-110 m2 /g), por lo tanto se concluye que los tres soportes son
nanocristalinos.
26
24. 5. RESULTADOS
5.1.2 Difracción de Rayos X
Los soportes nanocristalinos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X en un
equipo SIEMENS modelo Kristalloflex D500, para conocer su fase cristalina (Ver Tabla 2)
y se calculó, con base en el difractograma (Ver Figura 7) el porcentaje que se tiene de cada
fase para los soportes de titanio y zirconio.
Tabla 2. Resultados de Difracción de Rayos X
Soportes Nanocristalinos Sintetizados
Propiedad
CeO2
ZrO2
Fluorita
Cúbica
Fases Cristalinas
TiO2
75 % Anatasa
25 % Rutilo
53% Badeleyita
47% Tetragonal
De la tabla 2 se puede observar que la fase cristalina que presentan los soportes de titanio y
zirconio se debería de observar a una temperatura mayor de calcinación, por lo que se
deduce que la estructura ya esta definida por el coloide
CeO2
ZrO2
TiO2
Figura 7. Difractograma de rayos X de CeO2, TiO2 y ZrO2
27
25. 5. RESULTADOS
5.2 Caracterización de los catalizadores
5.2.1 Fisisorción de Nitrógeno
Una vez inmovilizado el metal en el soporte nanocristalino, se realizó la caracterización del
área superficial y volumen y diámetro de poro por el método de fisisorción de nitrógeno.
Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Resultados de Fisisorción de nitrógeno de catalizadores nanocristalinos de oro y
paladio
Catalizadores Nanocristalinos Sintetizados
Propiedad
Pd/CeO2
Pd/TiO2
Pd/ZrO2
Au/CeO2
Au/TiO2
Au/ZrO2
Área Superficial (m2/g)
100
64
42
80
72
70
Volumen de poro (cm3/g)
0.268
0.293
0.349
0.320
0.349
0.342
Diámetro de poro (nm)
11
15
33
36
20
17
Comparando los resultados de la Tabla 3 con la Tabla 1, se observa que al inmovilizar el
metal en los soportes de cerio y zirconio, el área superficial disminuye. Mientras que al
inmovilizar el metal en el soporte de titanio ésta aumenta. También se observa que el
diámetro de poro de todos los catalizadores sigue estando dentro del intervalo de los
nanocristales (2 – 50 nm).
28
26. 5. RESULTADOS
5.2.2. Absorción atómica
Para conocer la cantidad de metal inmovilizado en los soportes, se realizó una
caracterización de absorción atómica con un espectrofotómetro de absorción atómica
Varian modelo SpectrAA. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4. Resultados de absorción atómica de catalizadores nanocristalinos.
Catalizadores nanocristalinos sintetizados
Propiedad
Pd/CeO2
% de metal inmovilizado
Pd/TiO2
Pd/ZrO2
Au/CeO2
Au/TiO2
Au/ZrO2
0.96
0.54
0.72
0.99
0.49
0.66
Los resultados indican que se inmovilizó menos del porcentaje de metal teórico que se
esperaba tener. Los catalizadores con CeO2 tienen el mayor porcentaje de metal
inmovilizado, mientras que los de TiO2 tienen la mitad del metal que debió haber estado
presente. Sin embargo, se observa que los catalizadores con TiO2 aumentaron su área
superficial, a pesar de tener tan poco metal inmovilizado. Esto indica que se podría trabajar
con menores cantidades de precursor para inmovilizar el metal en TiO2 y obtener buenas
áreas superficiales.
5.2.3 Microscopía Electrónica de Transmisión
Mediante la técnica de DRX no se pudo determinar el tamaño de cristal del metal soportado
por lo que se realizó otra técnica llamada Microscopía de Transmisión Electrónica (TEM)
29
27. 5. RESULTADOS
con un microscopio de transmisión Zeiss, modelo EM-910. En la Figura 8 se observa que la
morfología entre distintos metales con el mismo soporte es la misma.
Se calculó el tamaño promedio de partícula con base en una escala. Los resultados se
presentan en la Tabla 5.
a)
b)
50 nm
50 nm
Figura 8. Imágenes de TEM: a) Pd/ TiO2 nanocristalino y b) Au/TiO2 nanocristalino
Tabla 5. Tamaño promedio de partícula obtenida mediante TEM
Propiedad
Catalizadores nanocristalinos Sintetizados
CeO2
Tamaño promedio de partícula (nm)
TiO2
ZrO2
45
32
40
De estos resultados se puede deducir que el precursor coloidal garantiza obtener soportes
con tamaño de partícula entre 2 y 50 nm, que es el intervalo aceptado para decir que se
tienen partículas nanocristalinas.
30
28. 5. RESULTADOS
5.3 Evaluación de catalizadores en la reacción de Suzuki
5.3.1 Evaluación de catalizadores de Paladio
Se evaluaron los 3 catalizadores de paladio en la reacción de homoacoplamiento de Suzuki.
Los resultados se muestran en la Figura 9, donde se observa que se alcanza la conversión
del 100% en aproximadamente 15 horas de reacción. El catalizador nanocristalino de
Pd/TiO2 presenta mayor actividad para el homoacoplamiento en estas condiciones.
1
Conversión
0.8
0.6
0.4
Pd/TiO2 Nanocristalino
Pd/ZrO2 Nanocristalino
Pd/CeO2 Nanocristalino
0.2
0
0
3
6
9
12
15
Tiempo (h)
Figura 9. Reacción de homoacoplamiento de Suzuki con paladio
31
29. 5. RESULTADOS
En la Figura 10 se muestra la selectividad de los catalizadores en la reacción.
100
90
80
79
83
75
Selectividad
70
1
60
2
50
3
40
1
2
Pd/ZrO2 Nanocristalino
Pd/CeO2 Nanocristalino
Pd/TiO2 Nanocristalino
3
30
15 17 17
20
7
1
2
2
3
0
Biaril
8
1
10
Benceno
0
Fenol
1
Figura 10.Selectividad para el homoacoplamiento de Suzuki con paladio
Con los catalizadores de paladio se observa que se generan subproductos no deseados,
como el benceno, que es una sustancia altamente cancerígena. De los tres catalizadores,
el más selectivo fue el de Pd/TiO2, con un 83% de formación de biaril.
32
30. 5. RESULTADOS
5.3.2 Evaluación de catalizadores de Oro
Se evaluaron los 3 catalizadores de oro en la reacción de homoacoplamiento de Suzuki. Los
resultados se muestran en la Figura 11, donde se observa que se alcanza la conversión del
100% en aproximadamente 4 horas de reacción. Los tres catalizadores nanocristalinos
presentan gran actividad para el homoacoplamiento en estas condiciones, siendo un poco
más activo el de Au/ZrO2.
1
Conversión
0.8
0.6
Au/ZrO2 Nanocristalino
Au/TiO2 Nanocristalino
Au/CeO2 Nanocristalino
0.4
0.2
0
0
3
6
9
12
15
Tiempo (hr)
Figura 11. Reacción de homoacoplamiento de Suzuki con oro
33
31. 5. RESULTADOS
En la Figura 12 se puede observar que todos los catalizadores son 100%
selectivos para la formación de biaril, a diferencia de los catalizadores de paladio.
100
100 100 100
90
80
1
2
Au/ZrO2 Nanocristalino
Au/TiO2 Nanocristalino
3 Au/CeO2 Nanocristalino
Selectividad
70
60
50
1
2
3
40
30
20
10
0
0
Biaril
0
0
Benceno
0
0
0
Fenol
Figura 12. Selectividad para el homoacoplamiento de Suzuki con oro
34
32. 5. RESULTADOS
5.3.3 Resultados de otras reacciones
En la Tabla 6 y la Tabla 7 se observa que se obtiene una mayor conversión para soportes
nanocristalinos durante el mismo tiempo de reacción.
Tabla 6. Comparación de catalizadores de Pd con soportes nanocristalino y convencional
Catalizador
% Conversión para 4 horas
Pd/CeO2 nanocristalino
28.24
Pd/CeO2 convencional
18.04
Pd/TiO2 nanocristalino
82.81
Pd/TiO2 convencional
36.61
Pd/ZrO2 nanocristalino
64.38
Pd/ZrO2 convencional
46.58
Tabla 7. Comparación de catalizadores de Au con soportes nanocristalino y convencional
Catalizador
% Conversión para 4 horas
Au/CeO2 nanocristalino
98
Au/CeO2 convencional
87
Au/TiO2 nanocristalino
100
Au/TiO2 convencional
75.33
Au/ZrO2 nanocristalino
100
Au/ZrO2 convencional
75
35
33. 5. RESULTADOS
En la Tabla 8 se presentan resultados de la reacción con catalizadores soportados en un
óxido cuyo metal no es de transición. Se observa que el oro no presenta actividad.
Tabla 8. Catalizadores de Au y Pd con soportes de sílica convencional
Catalizador
% Conversión para 4 horas
Pd/SiO2 convencional
51.87
Au/SiO2 convencional
0
En la Tabla 9 se muestran los resultados de la reacción de Suzuki con catalizador de
Au/TiO2 nanocristalino a diferentes condiciones. Se puede apreciar que la base es
indispensable para llevar a cabo el homoacoplamiento, pues al no agregarla, se obtiene una
conversión muy baja en comparación con el 100% que se obtiene si está presente. También
se observa que el catalizador se requiere forzosamente en la reacción para obtener
conversiones, y que la conversión depende de la cantidad de catalizador utilizada.
Tabla 9. Reacción de Suzuki con diferentes condiciones de reacción catalizados con
Au/TiO2 nanocristalino
Catalizador
% Conversión para 4 horas
Reacción sin base
12.22
Reacción mitad catalizador
69.15
Reacción sin catalizador
0
36
34. 5. RESULTADOS
Se realizaron 5 reacciones con catalizador recuperado (Ver Tabla 10), dando como
resultado que el catalizador no se desactiva.
Tabla 10. Experimentos con catalizador recuperado de Au/TiO2 nanocristalino
Catalizador
% Conversión para 4 horas
1a Reacción
100
2a Reacción con catalizador recuperado de
la primera reacción
100
3a Reacción con catalizador recuperado de
la segunda reacción
100
4a Reacción con catalizador recuperado de
la tercera reacción
100
5a Reacción con catalizador recuperado de
la cuarta reacción
100
5.4 Conclusiones de la parte experimental
Mediante las diferentes técnicas de caracterización, se pudo comprobar que los
catalizadores sintetizados fueron nanocristalinos. En general, todos los catalizadores con
soportes nanocristalinos presentaron mayor actividad que los catalizadores soportados en
óxidos convencionales. Además, con base en los resultados obtenidos, se puede concluir
que los catalizadores de oro presentan mayor actividad y mayor selectividad para la
reacción de Suzuki que los catalizadores de paladio.
37
36. 6. CINÉTICA DE LA REACCIÓN
Para el diseño de la planta se eligió uno de los 3 catalizadores nanocristalinos de oro, por
ser los que presentaron mayor actividad y selectividad en comparación con los de paladio y
de éste se obtuvo la cinética de reacción.
Para la elección del catalizador de oro se evaluaron las propiedades de los soportes y su
reactividad en el homoacoplamiento de Suzuki, presentando mejores características los
catalizadores de Au/TiO2 y Au/ZrO2 nanocristalinos. Para elegir uno de los dos anteriores
se tomó en cuenta el precio del coloide de cada óxido. En la Tabla 11 se muestra el precio
de los coloides.
Tabla 11. Costo de coloides para los catalizadores de Au/TiO2 y Au/ZrO2 nanocristalinos
Catalizador
Materia prima para el catalizador Precio (USD/L)
Au/TiO2
Coloide de TiO2
874
Au/ZrO2
Coloide de ZrO2
1205
Como se puede observar la materia prima más económica es la del coloide de TiO2,
por lo tanto, se tomó la decisión de utilizar el catalizador de Au/TiO2 nanocristalino para el
diseño de la planta.
39
37. 6. CINÉTICA DE LA REACCIÓN
Los mecanismos de reacción permiten modelar en forma coherente y dar una explicación
del modo en que interactúan las moléculas para formar los productos, de manera que las
velocidades experimentales se ajusten a una predicción teórica. Para elaborar un
mecanismo de reacción es necesario identificar las sustancias intermediarias del proceso o
bien posibles radicales que se formen. Esta tarea es compleja. Elaborar un mecanismo de
reacción que satisfaga las condiciones anteriores y que además prediga un posible valor de
la energía de activación del sistema es muy complicado y puede incluso no tener una
solución de corto plazo. Por lo tanto es aceptable ajustar la velocidad de reacción obtenida
experimentalmente a un modelo lineal como una buena aproximación.
Por lo mencionado anteriormente, la cinética se obtuvo a partir de los datos experimentales
de la reacción con catalizador de Au/TiO2 nanocristalino, utilizando el modelo para un
reactor tipo batch:
ln(−rA ) = n ln(C A ) + ln(k ) …………………………. (1)
Dado que el fin de este trabajo fue encontrar la máxima conversión, no se realizaron
estudios detallados acerca del mecanismo heterogéneo considerando un reactor homogéneo
para fines prácticos, sin embargo hay efectos de transferencia de masa que deben ser tema
de interés para estudios más avanzados.
40
38. 6. CINÉTICA DE LA REACCIÓN
Se determinó la constante cinética y el orden de reacción al graficar ln (-rA) vs ln CA
(Figura 13).
0
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
-2
y = 1.4668 x + 3.1771
2
R = 0.9985
ln -(rA)
-4
-6
-8
-10
-12
ln CA
Figura 13. Cálculo de n y k para la cinética de reacción de Suzuki
De la Fig. 13, se observa que n = 1.4668 ≈ 1.5 y que ln k = 3.1771, por lo que k = 23.977≈
0.5
⎛ l ⎞ −1
24 ⎜
⎟ h . De este modo, la cinética de reacción queda determinada por la Ecuación 2.
⎝ mol ⎠
(−rA ) = 24 CA
1.5
……………………….…… (2)
-rA [=] mol / l h; CA [=] mol / l
Por las condiciones de la reacción se obtuvieron pocos datos experimentales para calcular
la cinética y no se llevaron a cabo experimentos a bajas conversiones. Por lo anterior, no
se puede asegurar que el orden de reacción obtenido sea el que realmente describe la
ecuación cinética de la reacción de homoacoplamiento de Suzuki. Sin embargo se utiliza
este orden de reacción como una aproximación para el diseño del reactor. Se propone
seguir llevando a cabo la experimentación para comprobar el orden de reacción.
41
40. 7. DISEÑO DE LA PLANTA
7.1 Ubicación de la planta
La planta para la producción de biariles estará ubicada en la delegación de Xochimilco
(Figura 14) en la Ciudad de México con un área superficial de 600 m2. Se eligió esta zona
porque hay 300 laboratorios existentes en el país y por entidad destacan el Distrito Federal
con el 51% del total; el Estado de México con 12% y Jalisco con 11%, entre los tres
concentran casi el 75%, por lo que se puede notar que en el Distrito Federal se concentra la
mayoría de las grandes farmacéuticas y porque es un terreno económico y cuenta con todos
los servicios.
Figura 14. Ubicación de la planta de biariles
43
41. 7. DISEÑO DE LA PLANTA
7.2 Descripción de la planta para la producción de biariles
El diseño de la planta para la producción de biariles se muestra en la Figura 15. El terreno
tiene una superficie de 20 x 30 m2. En el área de operación se lleva a cabo el proceso para
la producción de biariles y como se desea producir el catalizador a baja escala se dispone de
un laboratorio, en donde también se realizarán pruebas de calidad del producto.
Se cuenta con un almacén para materia prima y producto, así como un área de empaque
para la venta final del mismo. Teniendo en cuenta que se deben cumplir normas de
seguridad en la planta, los trabajadores deberán utilizar ropa adecuada para trabajar, por lo
que es necesario un área de vestidores.
La contabilidad y el control de procesos se llevarán a cabo en el área de oficinas, donde
también se localizan los baños. Se contará con una caseta de vigilancia que labore las 24
horas del día. Asimismo, es necesario considerar áreas verdes para el mejor desempeño del
personal y mejorar el ambiente de trabajo.
44
43. 7. DISEÑO DE LA PLANTA
7.3 Descripción del proceso para la planta de biariles
El diseño del proceso se muestra en la Figura 16. El reactor (R) se carga con el reactivo, la
base y el catalizador y se alimenta tolueno recirculado que se bombea desde el Tanque (T3).
La reacción se lleva a cabo a 60°C y 1 atm con una duración de 4 horas. Al término de la
reacción se descarga el reactor y la mezcla pasa a través de un filtro (F1) para recuperar el
catalizador, que será tratado térmicamente y utilizado en la próxima carga.
La mezcla sin catalizador se bombea a un tanque de almacenamiento (T1) y posteriormente
se bombea a un intercambiador de calor (INT) para enfriar la mezcla y lograr que precipite
la base y el ácido metabórico que serán retenidos en el filtro (F2).
La mezcla que contiene biaril y tolueno se manda a un tanque de almacenamiento (T2).
Debido a que el producto requiere tener alta pureza, se bombea a una columna
cromatográfica (CC) donde se extrae el biaril con acetato de etilo. El biaril se recuperará en
un rotavapor.
El tolueno se bombea a un tanque de almacenamiento (T3), donde se recircula al reactor.
El tanque de almacenamiento (T4) contiene tolueno fresco para alimentar al tanque (T3).
En el reactor se abre una válvula (VA9) donde se purga el hidrógeno resultante de la
reacción. Este hidrógeno se quema con aire en un incinerador (CH), donde se efectúa la
siguiente reacción:
2H2 + O2
2H2O.
El balance de materia de toda la planta se muestra en la Tabla 12, y el balance en el reactor
se muestra en la Figura 17.
46
47. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
8.1 Diseño del Reactor
Se consideró un reactor bifásico de suspensión porque el catalizador es sólido y se mantiene
suspendido durante la reacción. Con la cinética obtenida y con el modelo de un reactor por
lotes, se calculó el volumen del reactor. Se despreciaron los efectos de transferencia de
masa porque se considera un tanque perfectamente mezclado, además la velocidad de
agitación de la propela es de 360 rpm.
x (t )
Ecuación de diseño:
∫
t = N A0
0
dx
− rAV
………………………………………..…… (3)
Resolviendo la ecuación de diseño, se tiene que el volumen esta dado por:
N A0
V =
t K
NA0 (mol )
12.9870
CA0 (mol /l )
0.02083162
X
0.9900
1.5
C A0
………………………… (4)
0.5 (1 − X A )
V reactor (L)
956.5838
0.5
V reactor (m3)
0.9566
V reactor real (m3)
1.1479
Para el diseño del reactor se consideró una conversión de 0.99, tomando en cuenta la
producción de Biaril (ver Fig. 17) por carga del reactor y se obtuvo un volumen de 1.15 m3.
Con tiempos de carga y descarga de 20 minutos cada uno.
El material del reactor es de acero inoxidable porque se manejan sustancias corrosivas y se
requiere que las esquinas sean redondeadas para evitar zonas muertas y acumulaciones. Se
calculó la carga térmica del reactor = 4.5 x108 BTU/hr, lo cual indica que se necesita un
reactor con transferencia de calor. En la Figura 18 se muestra la operación de un reactor de
tamaño real y con un volumen aproximado al diseñado.
50
48. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
Figura 18. Operación de un reactor batch
8.1.1 Dimensiones del reactor
Las dimensiones del reactor fueron obtenidas a partir de correlaciones8 los cálculos se
muestran en el Apéndice 2.
Diámetro del reactor
1.20 m
Altura del reactor
1.00 m
Diámetro de propela
0.40 m
Altura de propela
0.30 m
Ancho deflectores
0.10 m
Grosor de propela
0.05 m
Área serpentín
3.40 m2
Diámetro Serpentín
0.05 m
Longitud Serpentín
21.71 m
No. de vueltas Serpentín
Potencia de agitación
27
1.0 hp
51
49. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
V = 1.15 m3
1m
0.8 m
0.7 m
0.575 m
0.05 m
0.3 m
0.4 m
0.1 m
1.2 m
Figura 19. Esquema de las dimensiones del rector
8.2 Dimensiones de los filtros
Se eligió un filtro de bolsa (Fig. 20), porque es el que mejor se ajusta a las condiciones de
operación. Como se maneja un solvente aromático, se eligió una bolsa de poliéster con un
tamaño de poro de 3 micras. Los filtros son de acero inoxidable.
El tamaño del filtro está en función del caudal: 0.00054872 m3/s = 2 m3/hr
Diámetro
24 cm
Altura
52 cm
Tipo de bolsa
bolsa poliéster
Tamaño de poro
3 micras
Figura 20. Filtro de bolsa
52
50. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
8.3 Dimensiones de los tanques de almacenamiento
El material de los tanques de almacenamiento es acero inoxidable. Los cálculos se muestran
en el Apéndice 2 y las dimensiones son las siguientes:
TANQUES
4
DIAMETRO (m)
1
ALTURA (m)
1
8.4 Dimensiones del intercambiador de calor
El intercambiador es de acero inoxidable y las dimensiones se muestran en la Figura 21.
Los cálculos se muestran en el Apéndice 2.
1m
Área total = 4.47 m2 = 48.11 ft2
40 tubos
1.4 m
Figura 21. Intercambiador de calor de coraza
53
51. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
8.5 Dimensiones de la columna cromatográfica
Para separar el biaril del tolueno, se eligió una columna cromatográfica con empaque de
sílica y solvente extractor acetato de etilo. Las dimensiones son especificadas por el
proveedor.
Presión, bar
20
Diámetro interno, cm
30
Longitud de empaque, cm
90
Razón de flujo, L/min
3.2
Cantidad de empaque, kg
6.2
Figura 22. Columna cromatográfica industrial
8. 6 Diseño de accesorios
8.6.1 Diseño de la tubería
En la Figura 22 se muestra la longitud de la tubería del proceso. El material de la tubería es
acero inoxidable.
Tamaño Nominal
(plg)
Diámetro externo
(plg)
Cedula No.
Espesor de pared
(plg)
1
1.315
40
0.133
54
53. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
8.6.2 Potencia de las bombas
El material de las bombas es acero inoxidable. La potencia de las bombas se calculó por
medio de la ecuación de Bernoulli.
CANTIDAD
5
1
POTENCIA (hp)
1/8
1/4
Figura 24. Bomba
Los cálculos se muestran en el Apéndice 3.
8.6.3. Válvulas
Las válvulas utilizadas en el proceso son de compuerta de acero inoxidable (Ver Figura 23).
Figura 25. Válvula de compuerta
8.6.4 Medidores
Se utilizan dispositivos como medidores de flujo, de presión y de temperatura, para
monitorear las condiciones del proceso.
56
54. 8. DISEÑO DE LOS EQUIPOS
8.6.5 Equipo de laboratorio
Se considera que el catalizador se regenera y se puede utilizar hasta 44 cargas, es decir 2
cargas por día en un periodo de 22 días. Dado que la cantidad requerida es de 13 kg de
Au/TiO2 por carga, se va a producir el catalizador a nivel laboratorio. El nivel de
producción de catalizador es de: 13 kg/mes = 590 g/día. Algunos equipos necesarios para el
laboratorio se muestran en la Tabla 13.
Tabla 13. Equipo de laboratorio
Material
pH-metro digital
Parrilla de calentamiento
Balanza analítica
Vaso de precipitados
Kit vaso de precipitados
Barra magnética
Especificaciones
Conductronic
PH120
Cimarec 3 de 18x18 cm
Rango de temp. 150 a 540°C
Agitación de 100 a 1000 rpm
KHA 200R, cap. 200 g
calibración externa
Pyrex
12 piezas de 250 ml
Pyrex
9 de 150 ml
7 de 100 ml
12 de 50ml
7 de 25 ml
Teflón
5/ paquete
2"x5/16"
Horno
Controlador digital
Max. Temp. 1000°C
Espectrómetro de masas con detector de
Cromatógrafo de gases ionización de electrones acoplado a un
acoplado a Espectrómetro cromatógrafo de gases MS-GC Agilent
Technologies 6890 N. Columna capilar HPde masas
5MS
57
56. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
9.1 Costo de la estructura de la planta
El terreno tiene un costo de 28, 222 USD y la construcción del edificio de 23,518 USD.
9.2 Costo de producción de catalizador
El costo de materia prima para sintetizar el catalizador en el laboratorio de la planta se
muestra en la Tabla 14 y el costo de material de laboratorio se muestra en la Tabla 15.
Tabla 14. Costos de Materia Prima para el Catalizador
Sustancia
Precio
(USD/L)
Precio
(USD/g)
Cantidad
(L/día)
Cantidad
(g/día)
Costo
(USD/día)
Coloide TiO2
874
-
6.43
-
5,619
HAuCl4
-
121
-
12.2
1,476
NaOH
-
1.29
-
15.6
Total
20
7,115
*Precios basados en el año 2006
Tabla 15. Costo del equipo de laboratorio
Material
Costo (USD)
pH-metro digital
390
Parrilla de calentamiento
357
Balanza analítica
200
Vaso de precipitados
46
Kit vaso de precipitados
155
Barra magnética
21
Horno
611
Cromatógrafo de gases
acoplado a Espectrómetro
100,000
de masas
Total
101,781
* Precios basados en el año 2006
59
57. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
9.3 Potencial económico
El potencial económico se calculó con el precio del biaril (producto) menos el precio de la
materia prima. El resultado se muestra en la Tabla 16.
Tabla 16. Potencial económico para la producción de Biariles
SUSTANCIA
PRECIO (USD/g)
CANTIDAD (g/día)
COSTO (USD/día)
Ácido fenilborónico
47.72
3220
153,658.40
K2CO3
1.33
4676
6,228.43
Tolueno
0.40
1126000
450,010.38
Catalizador
12.26
580
7115
Biaril
310.40
2000
PE (USD/día)
620,800.00
MATERIA PRIMA
PRODUCTO
3,787.79
* Precios basados en el año 2006
9.4 Costos de equipo
Se calcularon los costos de los equipos con base en correlaciones8 e índices de Marshall &
Swift. Los costos para equipo mayor se muestran en la Tabla 17 y para equipo menor en la
Tabla 18.
60
58. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
Tabla 17. Costo del equipo principal
Equipo mayor
Especificaciones Cantidad
Volumen
(m3)
Diámetro o
Altura (m)
longitud (m)
Costo (USD)
Costo (USD)
por unidad
total
Tanque para
mezclado
Acero inoxidable
1
1.2
1
1.17
3,174
3,174
Tanque
almacenamiento
Acero inoxidable
4
1
1
0.8
2,519
10,076
Intercambiador
coraza
Acero inoxidable
1
1
1.4
1.1
4,200
4,200
Filtro de canasta
Acero inoxidable
2
0.24
0.52
0.02
1,881
3,762
Columna
cromatográfica
Empaque sílica
1
0.3
0.9
0.25
526,600
526,600
Total
547,812
Tabla 18. Costo del equipo menor
Equipo menor
Especificaciones
Cantidad
Potencia (hp)
Costo (USD)
por unidad
Costo (USD)
total
Agitador de propela
Acero inoxidable
0.4 diam, 0.7 altura
1
1
4,320
2,700
5
1
1/4
3/4
753
753
3,765
753
-
-
525
525
-
-
150
1350
Bomba
Tubería
Válvulas
Acero inoxidable
40 m
Acero inoxidable
1 pulg diam
Serpentín
Copa trifasica
1
1 /20
178
178
Indicadores de flujo
-
7
-
12.5
87.5
Indicadores de presón
-
7
-
15
105
Indicador de temperatura
-
1
-
25
25
Equipo de seguridad
-
-
-
-
1,120
Total
10,609
61
59. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
9.5 Costos de servicios
9.5.1 Costos de servicios en el proceso
Se determinó el costo de energía que se consume por día y por mes dentro del proceso,
tomando en cuenta que el precio es de 2.232 $ (pesos mexicanos)/ KWh. Los resultados se
muestran en la Tabla 19.
Tabla 19. Costos de servicios en el proceso
Concepto
Bombas (Luz Eléctrica)
Agitación reactor (Luz eléctrica)
Serpentín (Luz eléctrica)
Total
USD/día
5.01
1.25
0.06
6
USD/mes
110
28
1
139
9.5.2 Costos de servicios en las instalaciones
Se determinó el costo de servicios por día y por mes para toda la planta expresados en
pesos mexicanos. Los resultados se muestran en la Tabla 20.
Tabla 20. Costos de servicios en las instalaciones
Concepto
Instalaciones (Luz eléctrica)
Agua
Otros
Total
USD/día
5
4
3
12
USD/mes
103.48
94.07
75.26
272.81
62
60. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
9.6 Salarios de trabajadores
En la Tabla 21 se muestran los salarios de los empleados que trabajarán en la
empresa. Los sueldos están basados en la Comisión Nacional de Salarios Mínimos 2006 y
ya cuentan con las prestaciones que estipula la Ley Federal del Trabajo.
Tabla 21. Sueldo de los trabajadores de la empresa
Persona
Ingeniero Químico
No.
Personas
Proceso / Funciones
Control y manejo de los
procesos de producción
Administración de las
ventas de la empresa.
Experiencia
necesaria
Salario
Salario mensual
mensual total
por persona
(USD)
(USD)
1 año
1035
1035
1 año
564
564
1
Verifica que la producción
cumpla con las normas y
especificaciones del
proceso.
2 años
517
517
Control almacén
2
Control y supervisión de
entradas y salidas de
materia prima y producto
terminado.
1 año
470
941
Técnico
3
Encargado de los procesos
de producción
2 años
395
1185
Contador
1
Se encarga de llevar la
contabilidad de la empresa
2 años
282
282
Repartidor
2
Entrega producto
-
329
659
Secretaria
1
Se encarga de llevar a cabo
el papeleo de la empresa
1 año
329
329
Vigilante
3
Vigilancia
-
329
988
Limpieza
2
Limpieza
-
188
376
Empacador
2
Se encarga de recibir el
producto terminado y de
llevarlo hasta el cuarto de
almacenamiento
-
188
376
Obrero
6
Realizan los diferentes
procesos de producción
-
188
1129
Total
8382
Gerente de ventas
Control de calidad
1
1
63
61. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
9.7 Costos totales
9.7.1 Costos de inversión
Se sumaron todos los gastos para obtener los USD totales que se requieren para invertir en
la planta de producción de biariles. Éstos se muestran en la Tabla 22.
Tabla 22. Costo total de inversión
Concepto
Equipo mayor
Equipo menor
Equipo laboratorio
Terreno
Construcción
Seguridad
Otros
Total
Costo (USD)
547,812
9,489
101,781
28,222
25,000
22,000
15,696
750,000
9.7.2 Costos mensuales
Se obtuvieron los gastos mensuales de la planta, que se muestran en la Tabla 23.
Tabla 23. Costos mensuales de la planta
Concepto
Materia prima
Salarios
Servicios
Otros
Total
Costo (USD/mes)
13574269
8,382
412
2,500
13,585,563
64
62. 9. ANÁLISIS DE COSTOS
La inversión se recuperará en un tiempo aproximado de 2 años. Las ganancias a partir del
segundo año se estiman de la siguiente manera:
13,657,600 USD/mes de venta de biaril
– 13,585,563 USD/mes de gastos mensuales
72,000 USD/mes de ganancias
9.8 Análisis económico de factibilidad del proyecto
Los cálculos realizados para obtener la Tasa Interna de Retorno (TIR) se encuentran en el
Apéndice 4. Para este proyecto se obtuvo una TIR = 46.52 recuperando la inversión en 2
años y considerando una Tasa de Rendimiento Mínima Atractiva (TREMA) igual a 35, se
puede concluir que el proyecto es económicamente factible (TIR>TREMA).
65
64. 10. SEGURIDAD EN LA PLANTA
En la planta se aplicarán normas y mecanismos de prevención de los riesgos que se pueden
presentar en el área de operación, que pueden ocasionar un accidente
con daños
destructivos a la vida de los trabajadores, a las instalaciones o equipos de la planta. Para
ello se contemplarán las normas de organismos de seguridad como:
•
Nacionales
–
–
•
Asociación Nacional de la Industria Química (ANIQ)
Secretaría de Trabajo y Previsión Social.
Internacionales
–
Organización Mundial de la Salud (OMS).
–
Programa Internacional de Seguridad Química (PISQ).
–
Organización Internacional del Trabajo (OIT).
–
Consejo Internacional de Asociaciones de la Industria Química (ICCA)
–
Agencia Europea para la seguridad y la salud en el trabajo.
–
Occupational Safety and Healt Administration (OSHA)
Los aspectos operacionales de seguridad en la planta y las fichas toxicológicas de las
sustancias utilizadas en el proceso se encuentran en el Apéndice 5.
67
66. 11. CONSIDERACIONES AMBIENTALES
11. 1 Normas ambientales para el biaril
Considerando normas ambientales, en 1990 la Agencia de Protección Ambiental (EPA)
listó al biaril como un contaminante peligroso del aire. La exposición de biaril es regulado
por la Administración Ocupacional de Salud y Seguridad (OSHA) quien permite un limite
de exposición de 0.2 ppm de biaril en aire en un tiempo de 8 horas.
Se prohíbe la reutilización del recipiente de este material para fines no industriales y
cualquier reutilización debe tomar en consideración los datos provistos en la hoja de datos
de un material peligroso (MSDS).
Este material, al ser descartado, podría ser un desecho peligroso según define la Ley sobre
Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA) 40 CFR 261.24, debido a su
característica de toxicidad.
Esta sustancia puede ser peligrosa para el ambiente debido a que es bioacumulable,
especialmente en plantas. Se aconseja firmemente impedir que el producto químico se
incorpore al ambiente.
69
67. 11. CONSIDERACIONES AMBIENTALES
11. 2 Normas ambientales para el tolueno
La EPA ha establecido un límite de 1 miligramo por litro (1 mg/L) para tolueno en el agua
potable y requiere que se le notifique de descargas, escapes o derrames al medio ambiente
de 1,000 libras o más de tolueno.
La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha establecido un límite de
200 partes de tolueno por millón de partes de aire en el área de trabajo (200 ppm).
Como es necesario usar tolueno en la planta, se trabajará con áreas bien ventiladas. Cuando
no esté en uso, los tanques de almacenamiento que contienen tolueno deben estar
firmemente cerrados para prevenir evaporación al aire.
El tolueno no se concentra ni se acumula en cantidades significativas en animales.
70
69. 12. CONCLUSIONES
El aporte de este trabajo fue encontrar que los catalizadores de oro son más activos y más
selectivos para la reacción de homoacoplamiento de Suzuki, en comparación con los
catalizadores de paladio. Además, se determinó que los catalizadores soportados en óxidos
metálicos nanocristalinos presentan mayor reactividad y selectividad que los catalizadores
soportados en óxidos metálicos convencionales.
Se seleccionó el catalizador de Au/TiO2 nanocristalino por presentar mejores propiedades
para llevar a cabo el dimensionamiento del reactor y posteriormente el de la planta.
La Tasa Interna de Retorno (TIR) calculada fue mayor que la Tasa de Rendimiento Mínima
Aceptable (TREMA), por lo que se concluye que la implementación de la planta para
producir biariles es económicamente factible.
La inversión para llevar a cabo este proyecto se recuperará en un período aproximado de
dos años y las ganancias después del segundo año se estiman en 72,000 USD/mes.
72
71. APÉNDICE 1
La isoterma tipo IV es característica de sólidos mesoporosos y presenta un ciclo de
histéresis. En estas isotermas se representa la cantidad adsorbida en función de las
presiones relativas P/P0.
Isoterma TiO2
200
3
Volumen (cm /g)
250
150
100
50
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
P/P0
ISOTERMA CeO2
ISOTERMA ZrO2
250
Volumen (cm /g)
200
3
Volumen (cm3/g)
200
150
100
50
150
100
50
0
0
0.0
0.2
0.4
0.6
P/P0
0.8
1.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
P/P0
74
1.0
72. APÉNDICE 2
A2.1 Dimensionamiento del reactor
Relación para el tamaño del reactor:
Z
= 0.85
T
Entonces se tiene un rector con un Diámetro de 1.2 m y una altura de 1 m.
D
Relación para el diámetro de la propela:
= 0.33
T
Por lo que se obtiene un Diámetro de propela de 0.4 m
Relación para la altura de la propela:
C
= 0.25
T
Por lo que se obtiene la altura de la propela de 0.3 m
Y una longitud de propela de 0.715 m
B
Relación para el ancho de los deflectores:
T
=
1
12
W/D = 1/8
Por lo que se obtiene el ancho de los deflectores de 0.1 m
Relación para el grosor de la propela:
W
D
=
1
0.5 ≤ Z/T ≤ 1
8
Correlaciones reportadas en Brodkey, Robert8
Se tiene un grosor de propela de 0.05 m
Para el serpentín se utilizo la siguiente formula:
A = 4.6 V2/3 donde V es el volumen
del líquido en el reactor (m3). Volumen de tolueno = 638.5 l = 0.638 m3.
2
Área (m )
3.4109
Diámetro de vuelta (m)
0.8
Diámetro (m)
0.05
No. Vueltas
27
Longitud (m)
21.7145
Altura entre vuelta
0.0442
75
73. APÉNDICE 2
Para calcular el Reynolds se utiliza la fórmula:
Donde Da es el diámetro del impulsor (agitador) en m, N la velocidad de rotación en rev/s,
ρ la densidad del fluido en kg/m3 y la viscosidad en kg/m s.
NRe = (0.4 m)2 (6 rps) (894 kg/m3) / (3.852 x 10-4 kg/ms) = 2.2x 106
Para calcular la potencia de agitación se utilizo la siguiente fórmula [10]:
NP =
P
ρN 3 D 5 a
Donde P es la potencia en kg m2/s3 y Np es el número de potencia.
De la gráfica de NRe vs NP 12, se calculó el número de potencia. Np = 0.3
Para la agitación se necesitan 360 rpm = 6 rps
Despejando la potencia se tiene:
P = Np ρ N3 Da5
P = (0.3) (894 kg/m3) (6 rps)3 (0.4 m)5 = 618 kg m2/s3
La potencia de agitación requerida es de: P = 0.8 hp ≈1 hp
A2.2 Dimensionamiento de los tanques de almacenamiento
Volumen del tolueno = 640 l
Volumen del tanque agitado = 800 l
Altura (Z) = 1m
Diámetro (T) = 1m
Z/T = 1
76
74. APÉNDICE 2
A2.3 Dimensionamiento del intercambiador de calor
Balance de energía para el intercambiador de calor
T1 = 60 °C
t1 =25 °C
t2 °C
T2 = 35 °C
Para calcular t2, utilizamos la fórmula: WTolCpTol (T2-T1) = WH2OCpH2O (t2-t1)
(27870 g/min) (0.4709 cal/g°C) (60-35) = (20000 g/min) (1 cal/g°C) (t2 - 25)
t2 = 41.4 °C
Q = W Cp ∆T = (27870 g/min) (0.4709 cal/g°C) (60-35) = 3.28x105 cal/min
Para calcular el área del intercambiador, utilizamos la fórmula:
A=
donde ∆T ln =
Q
U ∆T ln
(T2 − t1 ) − (T1 − t 2 )
⎡ (T − t ) ⎤
ln ⎢ 2 1 ⎥
⎣ (T1 − t 2 ) ⎦
Donde U es el coeficiente de transferencia de calor global que se obtiene de tablas11 para
una transferencia de agua a líquidos orgánicos y es igual a 5224 (cal/m2 min K).
∆T ln =
(35 − 25) − (60 − 41.4)
= 13.9 K , por lo tanto A = 4.517 m2.
⎡ (35 − 25) ⎤
ln ⎢
⎥
⎣ (60 − 41.4) ⎦
77
75. APÉNDICE 2
Para calcular el área de flujo total de agua se utiliza la fórmula:
mC = ρ A u
A=
mC
ρu
Donde A es el área de cada tubo
mC es la rapidez de flujo del agua
ρ es la densidad del agua
u es la velocidad promedio del agua
kg
min
A=
= 0.02m 2
kg ⎞⎛ m ⎞
⎛
⎜1000 3 ⎟⎜1
⎟
m ⎠⎝ min ⎠
⎝
20
Por lo tanto esta área es el producto del número de tubos y del área de flujo por tubo:
π d2
0.02 = n
4
0.02(4)
n=
= 39.4
π (0.0254) 2
Por lo que habrá 40 tubos en el intercambiador de coraza. El área de superficie por
tubo es:
π d L = π L (0.0254) = 0.08 L
Pero el área de superficie total necesaria para un intercambiador se calculó igual a 1.62 m2
Así, se calcula la longitud de tubo:
4.517 m 2 = 40 (0.08L)
L = 1.4m
El diámetro promedio del intercambiador de coraza es: 40 tubos (diámetro de cada tubo) =
(40) (0.0254 m) ≈ 1 m.
78
76. APÉNDICE 3
Cálculo de la Potencia de las Bombas
Se realizó un balance mecánico en diferentes tramos para conocer la potencia requerida
para transportar el flujo.
Entonces se tiene la siguiente ecuación:
g
∆P
1 α∆v 2
W
∆Z +
+
+ ΣF = .
gc
2 gc
ρg c
m
Los cálculos se realizaron a partir de los siguientes datos:
Tramo
1
2
3
4
5
M(g)
570226.445
557456.232
554588.762
553588.762
553588.762
t (s)
1200
1200
2400
600
1200
Q (m3/s)
0.00055
0.00054
0.00027
0.00107
0.00053
F (Kg/s)
0.475
0.465
0.231
0.923
0.461
Datos de Flujos
Resolviendo la ecuación para diferentes condiciones se obtiene las siguientes potencias
para las bombas requeridas:
Tramo
1
2
3
4
5
6
W (hp)
0.250
0.250
0.250
0.750
0.250
0.250
Accesorios
Tubería (m)
Codos 90°
Válvulas
Bombas
Cantidad
40
20
8
6
Accesorios
Potencia de Bombas
79
77. APÉNDICE 4
Calculo de la Tasa Interna de Retorno (TIR)
Para determinar la rentabilidad del proyecto, se calcularon los flujos antes de impuestos
(FAI), con una tasa de interés interbancario de equilibrio (TIEE) de 7.57% y considerando
que la inversión total se recupera en un tiempo de 2 años.
La depreciación se calcula como el costo de la planta entre el tiempo de recuperación.
Después se calcula el ingreso gravable (IG) como:
IG = FAI + Depreciacion
El impuesto es calculado a partir del ingreso gravable por la tasa de impuesto del producto.
impuesto = (0.35) * IG
Una vez que calculamos todos estos datos, calculamos el flujo después de impuesto (FDI)
que esta dado por:
FDI = FAI + impuesto
80
78. APÉNDICE 4
Como los flujos después de impuestos sufren cambios en situaciones donde la tasa de
inflación es muy grande, es necesario considerar los flujos con inflación.
Por lo que calculamos FAI con inflación como:
FAI con inf lacion = FAI sin inf lacion * (1 + 0.3) n
Posteriormente se evalúa el proyecto calculando la tasa interna de retorno (TIR), igualando
la ecuación de valor presente neto (VPN) a cero, con base en flujos después de impuestos
con inflación constante.
n
VPN = S 0 + ∑
t =1
St
(1 + i ) t
=0
Donde:
So= Inversión inicial
St=Flujos en cada periodo t
Se calculó la TIR en un periodo de cinco años obteniendo valores mayores que uno, lo que
indicó que era posible disminuir el tiempo de recuperación. Encontrando que la inversión
total se recupera en un periodo de dos años, esto es debido al alto valor agregado de los
biariles.
Por lo tanto:
0 = − S0 +
S1
(1 + i )
+
S2
(1 + i ) 2
81
79. APÉNDICE 4
Al sustituir los datos se obtuvo el valor de la tasa interna de retorno como 46.52, lo cual
indica que el proyecto es factible. Los cálculos se presentan en las siguientes Tablas.
Flujos antes de impuestos
Años
0
1
2
FAI sin inflacion Depreciacion Ingreso Gravable
-750000
---864000
-375000
489000
864000
-375000
489000
Impuesto
---171150
-171150
FDI
-750000
692850
692850
Flujos después de impuestos
Años
0
1
2
FAI con inflacion Depreciacion Ingreso Gravable
-750000
---1123200
-375000
748200
1460160
-375000
1085160
Impuesto
---261870
-379806
FDI
-750000
861330
1080354
FDI constantes
-750000
662561.5385
639262.7219
i = 46.52
S0
s1
s2
Suma:
-750,000
452210.843
297789.157
0
82
80. APÉNDICE 5
Para que la planta opere de manera segura se llevarán a cabo las siguientes acciones:
1. El personal que labora en el proceso de producción deberá utilizar equipo de
protección personal como:
Traje especial
Mascarillas
Guantes
Zapatos cerrados
Lentes
Casco
2. Dentro del proceso se cuentan con dispositivos que regulan presión y temperatura
para evitar sobrecalentamiento y acumulación de presión.
3. Se cuenta con extintores de 5 y 10 litros
4. Se tendrá una base de datos del personal donde se encuentre la siguiente
información:
Nombre completo
Dirección con teléfonos
Alergias
Padecimientos
Tipo de Sangre
En caso de emergencia comunicarse con…
83
81. APÉNDICE 5
5. Se cuenta con botiquín de primeros auxilios, regaderas y lava ojos.
6. Estará al alcance de los trabajadores las fichas toxicológicas de las sustancias
utilizadas y los manuales de operación de los equipos.
7. Se realizarán simulacros en forma periódica para saber qué hacer en caso de
accidente en la planta y se darán continuas capacitaciones.
8. Se dará mantenimiento frecuente a las instalaciones para evitar fugas o desgaste.
9. Se contará con salidas de emergencia
10. Es necesario contar con ventiladores dentro de la planta.
11. Se instalará un sistema de alarma para incendios y accidentes.
Propiedades Físicas y Químicas de las Sustancias utilizadas
Propiedades y toxicología del Ácido Fenilborónico
ÁCIDO FENILBORÓNICO
Sinónimos
ácido boronico, ácido fenilboronico,
ácido fenilborico, fenildihidroxiborano
Punto de fusión
217 a 200°C
Apariencia
polvo blanco
Inhalación
El material es extremadamente
destructivo al tejido fino de las
membranas mucosas y de la zona
respiratoria superior
84
82. APÉNDICE 5
Propiedades y toxicología del Ácido Cloroáurico
ÁCIDO CLOROÁURICO
HAuCl4
Fórmula quimica
Contacto con la piel
Irritación
Contacto con los ojos
irrita, quemaduras
Inhalación
puede irritar
Propiedades y toxicología del Tolueno
TOLUENO
PROPIEDADES FISICAS Y TERMODINAMICAS:
Punto de ebullición
Punto de fusión
Densidad
Densidad de vapor
Presión de vapor (a 30 °C)
Indice de refracción (a 20 °C)
Temperatura de autoignición
Límites de explosividad
Solubilidad
Calor de combustión (a 25 °C y presión constante)
Calor de vaporización (a 25 °C)
Capacidad calorífica (cal/g K)
Riesgos de fuego y
explosión
Riesgos a la salud
111°C
-95 °C
0.87 g/ml (a 20 °C), 0.8623 ( a 25 °C)
3.14
37.7 mm de Hg
1.4967
530- 600°C
1.27- 7 % (en volumen en el aire)
muy poco soluble en agua (0.05 g/100 ml)
miscible con éter, acetona, etanol, cloroformo, ácido
934.5 Kcal/mol
9.08 Kcal/mol.
0.2688 (gas ideal), 0.4709 (líquido a 1 atm)
Es muy inflamable por lo que sus vapores pueden llegar a un
punto de ignición, prenderse y transportar el fuego hacia el
material que los originó. También, pueden explotar si se
prenden en un área cerrada y generar mezclas explosivas e
inflamables rápidamente con el aire a temperatura ambiente.
Evitar las descargas estáticas.
La toxicología de este producto es similar a la del benceno, sin
embargo el tolueno no genera los trastornos crónicos a la sangre
que se han presentado con el uso del primero. Su toxicidad es
moderada. Su principal metabolito es el ácido benzoico, el cual
se conjuga con la glicina en el hígado y se excreta por medio de
la orina como ácido hipúrico. El seguimiento de este último
producto, sirve para determinar niveles de exposición de
trabajadores. El abuso de este producto provoca daño al hígado,
pulmones y disfunción cerebral.
85
83. APÉNDICE 5
Propiedades y toxicología del Biaril
BIARIL
Nombre químico
Biaril
Fórmula
C12H10
Sinónimos
Difenilo/ Fenilbenceno/ Dibenceno
Densidad
1.602 g/cm3
Punto de ebullición
Densidad relativa de vapor
Solubilidad en agua
Punto de ebullición
Punto de fusión
Peso molecular
Aspecto y color
257° C
(aire=1): 5.3
Ninguna.
256ºC
70ºC
154.2
Cristales o copos blancos.
La sustancia se descompone al calentarla
intensamente. Reacciona con oxidantes.
Estabilidad y
reactividad
Condiciones que deben evitarse: Evitar la
mezcla de polvo con el aire.
Materiales a evitar: Oxidantes.
Productos de descomposición: Vapores y gases
de combustión.
86
84. APÉNDICE 5
Información toxicológica
Efectos agudos
Contacto con la piel
Contacto con los ojos
Inhalación
Ingestión
Efectos crónicos
No hay información disponible. No hay información disponible.
Enrojecimiento, dolor.
No hay información disponible.
Tos, náuseas, vómitos.
La sustancia puede afectar al
hígado y al sistema nervioso,
dando lugar a alteracviones
funcionales.
Tos, náuseas, vómitos.
La sustancia puede afectar al
hígado y al sistema nervioso,
dando lugar a alteraciones
funcionales.
87
85. BIBLIOGRAFIA
1. Guo et al. Bioorg. Med.Chem. Lett. 2004, 14, 1713-1716
2. Faghih et al. Bioorg. Med.Chem. Lett. 2003, 13, 1325-1328
3. Look et al. Bioorg. Med.Chem. Lett. 2004, 14, 1423-1426
4. Wang et al. Bioorg. Med.Chem. Lett. 2005, 15, 195-201
5. Ortiz López, Javier. Síntesis de bifenilos por acoplamiento cruzado de Suzuki.
Aplicación a la síntesis de 4,5 – Dioxoaporfinas, Málaga, 2003.
6. Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Rev.,1995, 95, 2457.
7. Silvio Carrettin, Javier Guzman, and Avelino Corma. Supported Gold Catalyzes
the Homocoupling of Phenylboronic Acid with High Conversion and
selectivity. Angew Chem Int., 2005.
8. Brodkey, Robert. Transport Phenomena, Mc Graw Hill, 1988, USA.
9. Peters and Timmerhaus. Plant and economics for chemical engineers. Mc Graw
Hill, 3a ed, USA, 1980.
10. Ulrich, Gael. A guide to chemical engineerging process design and economics.
Canada, 1984.
11. Foust, A.S, et. al, Principios de operaciones unitarias. Continental, 1961, México.
12. Geankoplis, C.J. Procesos de transporte y operaciones unitarias. 3ª ed, CECSA,
México, 1998.
13. Rase, H.F. Ingeniería de proyectos para plantas de proceso. CECSA, México,
1973.
14. Baasel, Willam. Preliminary chemical engineering plant design. Elsevier, New
York.
15. Bird, R.B. Fenómenos de Transporte. Repla, Barcelona 1992.
16. Levenspiel, Octave. Ingeniería de las reacciones químicas. Repla, Barcelona,
1986.
17. Felder, Richard M. Principios elementales de los procesos químicos. Addison
Wesley, 2ª ed., México, 1991.
88
86. BIBLIOGRAFIA
18. Henley, E. J., Seader, J. D. Operaciones de separación por etapas de equilibrio
en Ingeniería Química, Reverté, México, 2000.
19. Smith, J.M. Ingeniería de la cinética química. Continental, 3ª ed., México, 1992.
20. Treybal, Robert. Operaciones de transferencia de masa. 2ª ed., Mc Graw Hill,
México.
21. Aldrich. Catálogo 2005 - 2006, México.
21. Avelino Corma, Debashis Das, A periodic mesoporous organosilica containing a
carbapalladacycle complex as heterogeneous catalyst for Suzuki crosscoupling, Journal of Catalysis.
22. Javier Guzman, Avelino Corma., Nanocrystalline and mesostructured Y2O3 as
supports for gold catalysts, Journal of Catalysis.
23. Manku, G.S. Principios de Química Inorgánica, Mc. Graw Hill, México 1983
1995, 95, 2457
89