Transformações de substratos terpênicos catalisadas por rutênio e heteropoliácidos: síntese de produtos de química fina

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Vinicius Vieira Costa
• Orientador(a): Elena Vitalievna Goussevskaia
• Banca de defesa: Maria Irene Yoshida, Eduardo Nicolau dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Substratos terpênicos; Isomerização; Catálise ácida; Química fina
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8FMPFH

No presente trabalho, estudou-se a aplicação do H3PW12O40 (PW), o heteropoliácido mais forte da série Keggin, suportado em sílica para o rearranjo do óxido de estireno a fenilacetaldeído em fase líquida. Até então, observou-se que não houve tentativa em se utilizar heteropoliácidos como catalisadores para essa reação. Foi demonstrado que PW/SiO2 é um catalisador heterogêneo eficiente e ambientalmente correto para essa reação. Fenilacetaldeído é um importante intermediário utilizado industrialmente para síntese de produtos de química fina. A reação ocorre em ciclo-hexano como solvente em condições brandas, com baixa quantidade de catalisador e sem a lixiviação do PW para a solução. A 60 ºC, o rendimento para o fenilacetaldeído atinge 92 %, com um número de rotações (turnover number) próximo de 20 000. O catalisador é fácil de preparar, estável à lixiviação sob condições da reação e pode ser recuperado e reutilizado. Uma síntese simples e eficiente de várias fragrâncias altamente valiosas e/ou compostos farmacêuticos através da isomerização em fase líquida do óxido de a-pineno na presença de catalisadores de cério e de estanho foi desenvolvido. Um efeito notável da basicidade do solvente sobre a quimiosseletividade permitiu direcionar a reação a fim de obter trans-carveol ou trans-sobrerol. Cada um desses compostos foi obtido com quase 70 % de rendimento utilizando solvente polar. A basicidade do solvente afeta fortemente a distribuição dos produtos. Em acetona, um solvente fracamente básico, a reação catalisada com Sn/SiO2 ou Ce/SiO2 forneceu principalmente trans-sobrerol. Não houve lixiviação dos componentes ativos sob as condições da reação e os catalisadores puderam ser recuperados e reutilizados. Por outro lado, em dimetilacetamida, que é um solvente básico, a reação foi essencialmente voltada a fornecer o trans-carveol. Devido a problemas de lixiviação, a síntese do trans-carveol foi realizada sob condições homogêneas utilizando CeCl3 ou SnCl2 como catalisadores. Esses catalisadores forneceram um TON próximo de 1100. O método representa um dos poucos exemplos de síntese de isômeros do óxido de a-pineno diferente do aldeído canfolênico, além de possuir seletividade suficiente para uso prático. Finalmente, a aplicação da sílica funcionalizada revestida por nanopartículas magnéticas como suporte para a imobilização de hidróxido de rutênio foi estudada. O material Ru(OH)x/SiO2/Fe3O4 foi utilizado como catalisador para a oxidação de vários álcoois com oxigênio molecular. Na continuação do nosso projeto em curso que visa agregar valor aos ingredientes naturais dos óleos essenciais, foi estudada a oxidação de vários álcoois monoterpênicos (nerol, álcool perílico, isoborneol, carveol, mentol, citronelol e isopulegol) para fornecer aldeídos e cetonas de elevado valor comercial. Foi constatado que Ru(OH)x/SiO2/Fe3O4 é um eficiente catalisador heterogêneo para essas reações, que é ativo na ausência de co-catalisadores ou aditivos. As propriedades magnéticas do material permitiram a sua fácil separação do meio reacional através de um campo magnético externo. Não houve lixiviação dos componentes ativos para a solução mostrando que o processo é realmente heterogêneo