Etanólise do ácido levulínico empregando catalisadores de estanho (IV)

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Evellyn Patricia Santos da
• Orientador(a): Meneghetti , Simoni Margareti Plentz
• Banca de defesa: Botero, Wander Gustavo , Silva, Antonio Osimar Sousa da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Alagoas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biomassa; Organoestânicos(IV); Ácido levulénico; Catálise; Esterificação (Química); Levulinato de etila; Biomass; Catalysis; Organotin(IV); Ethyl levulinate; Esterification
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/7953

A biomassa lignocelulósica representa um recurso renovável de carbono abundante e de custo relativamente baixo que pode ser utilizado para produzir insumos químicos,como o ácido levulínico (AL). Este cetoácido é uma plataforma versátil para uma ampla variedade de aplicações que podem substituir ou complementar as fontes fósseis, o que é desejável para melhorar a sustentabilidade global. Derivados ésteres do ácido levulínico podem ser desenvolvidos como promissores aditivos para oxigenar os combustíveis, o que não apenas aumenta a eficiência do motor, mas também diminui as emissões gasosas e particuladas. Assim, o presente trabalho tem o objetivo de avaliar sistemas catalíticos comerciais a base de estanho (IV), entre eles: ácido butilestanóico (BTA), triclororeto de butilestanho (BTC), dicloreto de dibutilestanho (DBDC) e dicloreto de dimetilestanho (DMDC) comparativamente às reações sem o uso de catalisador, na esterificação do ácido levulínico com etanol (EtOH) para produzir levulinato de etila. As reações foram conduzidas a 70, 80, 90 e 110 o C em tempos de reação que variaram de 0,25 a 6h com proporções molares de AL/EtOH/CAT de x/y/z, em que x = 1, y = 4, 5 e 6 e z = 0,01 e velocidade de agitação de 1000 rpm. Os experimentos foram realizados em reatores de vidros fechados do tipo vial. A quantificação do ácido levulínico remanescente nas misturas reacionais foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e os resultados foram expressos em termos de conversão (%) do AL. Os catalisadores foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho médio com transformada de Fourier (FTIR) e foi possível verificar as vibrações características de cada um. Os resultados demonstraram que o complexo organometálico triclororeto de butilestanho apresentou melhor atividade catalítica com conversão do AL de 92,2 % em 6 horas de reação, utilizando 1/6 de AL/EtOH conduzida a 110°C e 0,01 de catalisador. Tal eficiência pode estar associada ao aumento da acidez de Lewis no centro metálico devido à presença de substituintes eletronegativos, da temperatura e da proporção de nálcool. A constante aparente de velocidade (kap x 103) para a reação sem catalisador na proporção molar 1/6/0,01 de AL/EtOH/CAT foi estimada em 50,9 h-1 enquanto que na presença do BTC nos mesmos parâmetros foi de 1135, 8 h-1 , um aumento de velocidade de 95,5 % ao processo. Quando comparadas as reações na ausência e na presença do BTC em diferentes temperaturas na proporção molar de 1/5/0,01, de AL/EtOH/CAT a energia de ativação foi estimada com redução de 21 %.