Processos Químicos e Biotecnológicos
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- Uso de superácido nas reações de esterificação da terebentina(2022) Mendonça, Barbara SilvaEste trabalho tem como objetivo otimizar as condições de síntese do acetato de a-terpenila em uma rota direta e alternativa, a partir da esterificação do a e ß-pineno presentes na terebentina. O acetato de a-terpenila é amplamente utilizado nas indústrias de perfumaria, farmacêutica e alimentícia por se tratar de um agente aromatizante sintético. O acetato de a-terpenila possui também ação antibacteriana, anti-infecciosa, antinociceptiva e antioxidante, além de acelerar a vasoconstrição e neutralizar os odores gerados pela transpiração. A reação estudada acontece sob catalise homogênea na presença de ácido acético como solvente, sendo assim iniciou-se o estudo fazendo uso de diferentes catalisadores ácidos. Utilizando o cromatógrafo gasoso associado ao espectrômetro de massas pôde-se avaliar os resultados de conversão do pineno e a seletividade em relação ao produto de interesse e concluiu-se que o ácido fluorantimônio apresentou os melhores índices dentre os catalisadores testados. Em seguida buscou-se aprimorar as condições de reação utilizando o ácido fluorantimônio como catalisador. Comparou-se a utilização de agitação magnética e ondas sonoras e os resultados alcançados foram semelhantes no mesmo tempo reacional, sendo assim optou-se por seguir o estudo utilizando apenas a agitação magnética. A fim de alcançar a quantidade mínima de catalisador, uma vez que se trata de um superácido, estudou-se reações com diferentes cargas de catalisador e concluiu-se que a reação apresentou bons resultados, em dois casos. No primeiro caso utilizou-se uma carga de 0,5 mol% de catalisador com diluição de 1 mol/L e alcançou-se a conversão média de 99% e seletividade média de 50% em 40 minutos de reação. No segundo caso utilizou-se carga de 0,2 mol% de catalisador com diluição de 2 mol/L, e em 120 min de reação alcançou-se a conversão média de 96% e seletividade média de 57%. Para ambos os casos as reações foram analisadas ao longo do tempo, e a partir da retirada de amostra em intervalos pré-estipulados observou-se um comportamento diretamente proporcional para a conversão e inversamente proporcional a seletividade. Ou seja, com o passar do tempo a conversão aumenta enquanto a seletividade diminui devido as reações secundárias que ocorrem com o produto formado ainda na presença do catalisador. Por último, testou-se a influência da temperatura em dois cenários de aquecimento, ambos com a concentração de 1 mol/L e constatou-se que logo nos primeiros 20 min de reação a conversão já era total. No primeiro caso a carga de catalisador foi de 0,5 mol%, a reação ocorreu à 50°C e a seletividade alcançou o índice médio máximo de 26%. Já no segundo caso, no qual 7 utilizou-se 0,2 mol% de carga de catalisador e o meio reacional foi mantido à 80°C, o índice de seletividade máximo foi de apenas 6%. A partir dessa análise descarta-se a necessidade do aquecimento uma vez que os resultados de seletividade em relação ao produto de interesse à temperatura ambiente são mais expressivos
- Estudo do efeito de ultrassom em reações de hidratação de pinenos(2020) Murakami, Vanessa TiemiA terebentina, que é um líquido derivado da resina natural extraída das árvores pináceas, é composta principalmente por a-pineno e ß-pineno, compostos utilizados como matéria-prima na produção do a-terpineol, um álcool de grande valor agregado, muito empregado em indústrias cosméticas, farmacêuticas, de limpeza e de mineração. Existem diversas rotassintéticas na literatura para a síntese do a-terpineol, entre elas destaca-se a reação de hidratação via catálise homogênea ácida assistida por aquecimento e agitação, que é o método tradicional utilizado industrialmente. Entretanto, o produto de interesse é obtido com baixos rendimentos, visto que uma complexa mistura de hidrocarbonetos, monoterpenos e álcoois é formada. Neste contexto, o estudo de novas técnicas para a obtenção deste composto torna-se interessante. Assim, o presente trabalho visou estudar os efeitos da sonda ultrassônica nesta reação e otimizar a conversão dos pinenos e seletividade para o a-terpineol, frente à reação de hidratação via catálise homogênea sob o efeito do ultrassom. As reações foram inicialmente realizadas à pressão ambiente variando-se o tipo de solvente e utilizando diversos tipos de catalisadores ácidos em quantidade equimolar, retirando-se amostras a cada 10 minutos durante 30 minutos para posterior análise e avaliação das conversões e seletividades para o a-terpineol. Após essa etapa inicial, tendo verificado os melhores catalisadores e solventes, foi realizado o estudo da melhor amplitude de onda, bem como das quantidades ótimas de catalisador, água e solvente. Todas as amostras foram analisadas com o auxílio de um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas (CG/EM), comparando-se os tempos de retenção dos compostos na mistura reacional com os tempos de alguns compostos padrões. O resultado mais interessante, partindo-se de 14,7 mmol de terebentina, foi obtido com a utilização de 50 mol% de HNO3 (7,35 mmol), 1 mL de água, 4 mL de acetona, sob sonicação à uma amplitude de onda de 30%. O ultrassom se mostrou como uma excelente fonte de energia alternativa na produção de a-terpineol a partir da terebentina, permitindo a obtenção do mesmo com rendimentos superiores a 50% (90–100% de conversão e 50–56% de seletividade), à temperatura ambiente e tempo de reação de 15 minutos, aproximadamente. Realizaram-se também alguns ensaios para o estudo de scale-up e fluxo contínuo, e os resultados obtidos foram muito satisfatórios. Em comparação ao processo empregado na indústria e à literatura, alcançaram-se condições de maior seletividade, maiores conversões, e um menor tempo de reação
- Estudo de isomerização de terpenos presentes na terebentina(2019) Name, Luccas Lossano
- Estudo de reações de hidratação de pinenos utilizando resinas de troca iônica(2019) Salvador, V. T.
- Cloração de anéis aromáticos utilizando hipoclorito de sódio em ultrassom(2018) Oliveira, Denilson S.Com uso do hipoclorito de sódio em conjunto da irradiação ultrassônica é possível realizar a cloração de diversos compostos de anéis aromáticos. Dessa forma esse trabalho mostra resultados obtidos em testes exploratórios com diversas condições e utilizando vários substratos frente a cloração de anéis aromáticos sob irradiação ultrassônica com a utilização de hipoclorito de sódio, um reagente mais barato, menos tóxico e que causa baixo impacto ao meio ambiente, além da realização de testes com catalisadores heterogêneos recuperáveis que também apresentam baixa toxicidade e, assim, aplicando o conceito de Química Verde. Nesse estudo foi realizado uma varredura com a utilização do reagente DMA, para otimizar e selecionar melhores condições de reação e os melhores resultados foram obtidos com a o de duas condições padrões: uma delas utilizando-se como catalisador o óxido de nióbio e o solvente monoetilenoglicol (MEG) e outra utilizando-se também como catalisador o óxido de nióbio e o solvente metanol. Essa metodologia foi aplicada na cloração de diferentes compostos aromáticos, aos quais, alguns compostos tiveram conversões de bom (maior que 50% de conversão) a excelente (maior que 85% de conversão) e outros compostos não reagiram, em tempos de reações baixíssimos (5-10 minutos). Em comparação à literatura, foram obtidas condições de maiores conversões e seletividades, em tempos muito inferiores utilizando reagentes mais baratos e menos tóxicos, as estruturas dos compostos obtidos foram comprovadas por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas (CG/EM).
- Halogenação oxidativa de compostos aromáticos com uso de peróxido de hidrogênio sob irradiação ultrassônica(2017) Lima, H. H. L. B.Por meio de irradiação ultrassônica e oxidação de halogênios via peróxido de hidrogênio, esse trabalho visa o estudo de reações de halogenação de compostos aromáticos. Utilizando-se diversas estruturas aromáticas como substrato, foram avaliados os efeitos da halogenação de compostos contendo diversos tipos de grupos elétron-doadores e elétronretiradores. As sínteses ocorreram com a formação dos íons bromônio e iodônio por oxidação dos halogênios dos sais NaBr e KI promovida por peróxido de hidrôgenio, respectivamente. Os melhores resultados foram obtidos com a utilização de duas condições padrões: 1- uma delas tendo como solvente somente o ácido acético e; 2- outra uma mistura de dimetilformamida (DMF) e ácido acético. A metodologia foi validada pela substituição eletrofílica em diferentes compostos aromáticos, aos quais, tiveram rendimentos de bom a excelente, em tempos de reações baixíssimos (5-10 minutos). Em comparação à literatura, conseguiram-se condições de maior seletividade, maiores conversões em tempos muito inferiores utilizando reagentes mais baratos e menos tóxicos. As estruturas dos compostos obtidos foram comprovadas por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas (CG/EM) e Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 1H e 13C.
- Síntese do fármaco ß-lapachona e seus derivados:uma nova abordagem(2016) Prado, K. E.Por meio da reação dominó Knoevenagel-Hetero-Diels-Alder, esse trabalho visa o estudo da síntese do fármaco ß-lapachona e seus derivados. Tendo a lausona como substrato, foram avaliados os efeitos da utilização catalítica de líquidos iônicos e de catalisadores em sistema organometálico. Verificaram-se também os resultados frente a diferentes solventes e principalmente a diferentes dienófilos. As sínteses ocorreram em one-pot synthesis, na qual, a lausona primeiramente reage com o aldeído adicionado numa condensação de Knoevenagel gerando assim, um intermediário altamente reativo que irá reagir com o dienófilo por meio do mecanismo Hetero Diels-Alder. Os melhores resultados foram obtidos com a utilização do paraformaldeído e como catalisador o líquido iônico [BMIM]Cl. A metodologia foi validada pela adição de diferentes dienófilos, os quais, tiveram rendimentos de bom a excelente, com destaque ao fenil(vinil)selênio, ao estireno e ao 4-tert-butilestireno com rendimentos de 92 %, 94,5 % e 94 % respectivamente. Em comparação à literatura, conseguiram-se condições mais brandas de síntese com tempo reacional de 2 horas e temperatura do sistema em 110 °C. As estruturas dos compostos obtidos foram comprovadas por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas (CG/EM) e Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 1H e 13C.