Rota sustentável para síntese em processo one-pot auto-tandem do odorante Clarycet® catalisada por sais heteropoliácidos de Keggin

Autores

  • Marcio Jose Silva Autor
  • Jéssica L. A. de Azevedo Universidade Federal de Ouro Preto Autor
  • Rafael Luíz Temóteo Universidade Federal de Viçosa/ UFV Autor
  • Pedro Henrique da Silva Andrade Universidade Federal de Viçosa./UFV Autor
  • Camila Grossi Vieira Autor
  • Kelly Alessandra da Silva Rocha Universidade Federal de Ouro Preto Autor

Palavras-chave:

Catalisador heterogêneo, Heteropoliácidos, odorantes

Resumo

Os heteropoliácidos de Keggin (HPAs) são catalisadores em diversas classes de reações, devido sua acidez de Brønsted e seu caráter redox. Além disso, a modificação de suas propriedades físico-químicas permite que eles sejam usados como catalisadores homogêneos ou heterogêneos em diferentes meios de reação. Eles podem ser imobilizados em suportes específicos e serem utilisados na forma heterogeneizada, ou ser convertidos em sais metálicos que podem ser solúveis ou insolúveis em solventes polares, dependendo do raio do cátion ser maior ou menor que 1, 3 Angstron. Neste trabalho, foi avaliado o desempenho dos catalisadores AlPMo12O40 e Fe1,33SiW12O40 em um processo auto-tandem do tipo one-pot para a síntese de um odorante comercializado como Clarycet®. Quando catalisada pelo Fe1,33SiW12O40, a síntese do Clarycet® atingiu 80% de rendimento em 1 hora de reação, utilizando-se somente 1,0 mg do catalisador a 25 °C. Já o sal AlPW12O40 requereu maiores temperaturas (60 °C), para atingir 59 % de rendimento. A maior acidêz de Lewis do cátion Fe(III) pode justificar a maior eficiência do silicotungstato de ferro (IIII). Estudos de caracterização e avaliação destes e de outros heteropolissais estão em andamento no Grupo de Catálise Homogênea e Heterogênea.

Biografia do Autor

  • Jéssica L. A. de Azevedo, Universidade Federal de Ouro Preto

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  • Rafael Luíz Temóteo, Universidade Federal de Viçosa/ UFV

    Bacharel em Engenharia Química pela Faculdade de Ciências e Tecnologias de Viçosa Faviçosa (12/2015).  É mestre de Engenharia Química pela Universidade Federal de Viçosa (PPGEQ-UFV, 02/2018) , onde trabalhou com catalisadores heterogêneos para reação de transesterificação. Atualmente faz doutorado no Programa de Pós Graduação em Agroquímica (PPAG-UFV), onde desenvolve trabalhos voltados pra valorização da biomassa utilizando materiais heteropoliácidos. Tem experiência na área de síntese e caracterização de materiais catalíticos, com ênfase em catalisadores heterogêneos.

  • Pedro Henrique da Silva Andrade, Universidade Federal de Viçosa./UFV

    Bacharel em Química pela Universidade Federal de Viçosa (2016) e pós-graduado em Agroquímica na área de química inorgânica com ênfase em catálise homogênea e heterogênea (Mestrado em 2018 e Doutorado em 2022) pela mesma instituição. Durante o mestrado atuou na síntese, caracterização e avaliação da atividade catalítica de sais polioxometalatos frente ao beneficiamento de moléculas provenientes da biomassa em produtos necessários à indústria de química fina. No doutorado, trabalhou na síntese e caracterização de novos compostos polioxometalatos cuja atividade catalítica foi avaliada na conversão de moléculas derivadas da biomassa em produtos com potencial uso como biocombustível e bioaditivo. Possui larga experiência na síntese de compostos inorgânicos e organometálicos, bem como no uso de técnicas cromatográficas com diversos detectores (GC-FID e GC-MS), ressonância magnética nuclear de hidrogênio-1 e carbono-13, espectroscopia no ultravioleta-visível e infravermelho, análise termogravimétrica, adsorção e dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, técnicas potenciométricas e difração de raios-X. Em 2023 iniciou o pós-doutorado no desenvolvimento de novos sistemas catalíticos para obtenção de produtos a partir de derivados da biomassa com potencial aplicação como biocombustíveis. Além disso atuou no treinamento e na coorientação de alunos de iniciação científica no laboratório de catálise homogênea e heterogênea do Departamento de Química da Universidade Federal de Viçosa.

  • Camila Grossi Vieira

    Graduada em Química Licenciatura (2007) e Química Bacharelado (2008) pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Mestre em Química Inorgânica (2009) e Doutora em Ciências - Química (2013), ambos pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), com Pós-Doutorado (2020-2021) no Laboratório de Nanomateriais e Catálise, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP). Iniciou sua carreira docente como professora efetiva do Departamento de Química da Universidade Federal de Ouro Preto (DEQUI-UFOP) em 2013, é atualmente Professora Associada, nível I e Coordenadora do Laboratório de Catálise (LabCat). Suas pesquisas têm enfoque em Catálise Organometálica, Catálise Tandem e Sínteses "One-Pot", Catálise por Ácidos e Catálise Heterogênea. Dedica-se aos estudos das transformações catalíticas, como hidroformilação, hidrogenação, oxidação e reações catalisadas por ácidos, aplicadas à conversão de substratos biorenováveis (compostos monoterpênicos, sesquiterpênicos e seus derivados) em produtos de maior valor agregado. É especialista nas técnicas de caracterização via análises por CG, CG-EM e RMN. É membro do corpo docente do Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade Socioeconômica Ambiental da Universidade Federal de Ouro Preto (PPGSSA-UFOP) e sócia efetiva da Sociedade Brasileira de Catálise (SBCat) desde 2009.

  • Kelly Alessandra da Silva Rocha, Universidade Federal de Ouro Preto

    Possui Graduação em Química-Licenciatura pela Universidade Federal de Minas Gerais (2002). Realizou seu mestrado (2004) e doutorado em Química (2008), com ênfase em Química Inorgânica pela Universidade Federal de Minas Gerais. Atualmente é professora do Departamento de Química da Universidade Federal de Ouro Preto. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Química Inorgânica e Catálise Química, atuando principalmente nos seguintes temas: catálise, catálise por ácidos, heteropoliácidos, terpenos, catálise homogênea e heterogênea e química fina

Referências

1. L.D. Sekerová, et al. Res. Chem. Intermed. 2023, 49, 577-587.

2. A. Abate, et al. Helv. Chim. Acta 2004, 87 (4),765-780A.

3. I.V. Kozhevnikov, Catalysts for Fine Chemical Synthesis: Catalysis by Polyoxometalates; I. V., Kozhevnikov, Ed.; Wiley: Liverpool, 2002.

4. E.V. Gusevskaya, ChemCatChem 2014, 6 (6), 1506–1515.

5. M. J. da Silva, et al. Chemistry Select. 2019, 4, 7665 –7672.

6. M. J. da Silva, et al. React. Kinet. Mech. Catal. 2020, 131, 875-887.

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Publicado

03-11-2025

Edição

v. 1 n. 1 (2025): 23ºCBCAT

Seção

Catálise em refino, petroquímica e química fina