Sais de imidazólio como catalisadores homogêneos para a cicloadição de CO2 em epóxido

Resumo

Neste trabalho, uma família de sais derivados do 4-nitroimidazólio foi sintetizada e avaliada como catalisadores homogêneos na cicloadição de CO₂ em epóxidos. O sistema opera sem solvente e, com uma pressão de 5 bar e 140 °C, atingiu 96% de conversão da epicloridrina, com seletividade de 92% para o carbonato 4-clorometil-1,3-dioxolano-2-ona ao usar [NO₂HMIm][Cl], gerando apenas 3-cloropropano-1,2-diol como subproduto. Os estudos cinéticos indicaram que a reação segue uma cinética de pseudo-primeira ordem em relação à epicloridrina, com energia de ativação (Ea) calculada em 107,96 kJ·mol^-1. No mecanismo proposto, o cátion atua como catalisador ácido, ativando o epóxido, enquanto o ânion age como nucleófilo, atacando o carbono menos impedido para promover a abertura do anel. Sete sais diferentes foram testados para avaliar a influência do cátion na etapa de ativação do epóxido e do ânion no ataque nucleofílico, determinando seu impacto na atividade catalítica e na seletividade para o carbonato.