Estudo eletroquímico da dimerização de compostos carbonílicos α,β insaturados utilizando célula de cavidade

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: SANTOS, Hitala Nicole Lima dos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Quimica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/50979
Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um método eletroquímico para dimerização de olefinas eletronicamente ativadas com grupos retiradores de elétrons considerando os princípios da Química Verde. Todas as eletrólises foram realizadas na célula de cavidade contendo um macroeletrodo de grafite em pó, sem adição de solventes e aditivos. Na primeira etapa, os reagentes fumarato de dietila e maleato de dietila foram estudos para determinar o reagente mais adequado a ser utilizado como modelo nas investigações das melhores condições experimentais. Para isso, a influência dos parâmetros como corrente elétrica, solução eletrolítica e tempo de reação foram analisados e foi constatado que o fumarato de dietila apresentou melhor desempenho, com rendimento cromatográfico de 73%, em uma eletrólise utilizando NaOH 0,1 mol.L-1 como solução eletrolítica (anólito) sob corrente de 10 mA e 80,4 minutos de reação. Na segunda etapa foi realizado um estudo de otimização do processo de extração para aumentar o rendimento em massa do produto dimérico. Foram realizadas investigações da influência do solvente extrator, tratamento e quantidade em massa do grafite em pó (100, 200 e 300 mg) na confecção do macroeletrodo, extração da solução eletrolítica, tempo de sonicação e agitação. Os resultados mostraram que apenas a etapa inicial de tratamento do grafite com ácido clorídrico, para eliminação de grupos funcionais, levou a um maior rendimento em massa (reagente/dímero) na etapa de extração. Dentre os solventes estudados como diclorometano e éter, o acetato de etila foi o escolhido para ser utilizado como solvente extrator. As etapas de sonicação e agitação se mostraram irrelevantes, bem como a extração da solução eletrolítica. Os compostos cicloexen-2-ona, 3-metil-cicloexen-2-ona, quinona, benzalacetofenona e fumarodinitrila foram utilizados para verificar a eficiência da metodologia de dimerização. Dentre os reagentes estudados, foram obtidas as seguintes taxas de conversão dos dímeros: fumarato de dietila (100%), maleato de dietila (100%), cicloexen-2- ona (73%), 3-metil-cicloexen-2-ona (80%), 1,4-benzoquinona (dímero 0%; hidroquinona 100%), benzalacetofenona (não determinado) e fumarodinitrila (dímero 0%; 1,4- diaminobutano, 78%).
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Para isso, a influência dos parâmetros como corrente elétrica, solução eletrolítica e tempo de reação foram analisados e foi constatado que o fumarato de dietila apresentou melhor desempenho, com rendimento cromatográfico de 73%, em uma eletrólise utilizando NaOH 0,1 mol.L-1 como solução eletrolítica (anólito) sob corrente de 10 mA e 80,4 minutos de reação. Na segunda etapa foi realizado um estudo de otimização do processo de extração para aumentar o rendimento em massa do produto dimérico. Foram realizadas investigações da influência do solvente extrator, tratamento e quantidade em massa do grafite em pó (100, 200 e 300 mg) na confecção do macroeletrodo, extração da solução eletrolítica, tempo de sonicação e agitação. Os resultados mostraram que apenas a etapa inicial de tratamento do grafite com ácido clorídrico, para eliminação de grupos funcionais, levou a um maior rendimento em massa (reagente/dímero) na etapa de extração. Dentre os solventes estudados como diclorometano e éter, o acetato de etila foi o escolhido para ser utilizado como solvente extrator. As etapas de sonicação e agitação se mostraram irrelevantes, bem como a extração da solução eletrolítica. Os compostos cicloexen-2-ona, 3-metil-cicloexen-2-ona, quinona, benzalacetofenona e fumarodinitrila foram utilizados para verificar a eficiência da metodologia de dimerização. Dentre os reagentes estudados, foram obtidas as seguintes taxas de conversão dos dímeros: fumarato de dietila (100%), maleato de dietila (100%), cicloexen-2- ona (73%), 3-metil-cicloexen-2-ona (80%), 1,4-benzoquinona (dímero 0%; hidroquinona 100%), benzalacetofenona (não determinado) e fumarodinitrila (dímero 0%; 1,4- diaminobutano, 78%).CAPESIn this work, an electrochemical method was developed for the dimerization of α,β unsaturated compounds (activated olefins) considering the principles of Green Chemistry. All electrolyses were performed in a cavity cell containing a graphite powder macroelectrode, without addition of solvents and additives. In the first stage, the reagents diethyl fumarate and diethyl maleate were studied to determine the most suitable reagent to be used as standard in the investigations of the best experimental conditions. Thus, the influence of parameters such as electric current, electrolyte solution and reaction time were analyzed and it was found that diethyl fumarate showed better performance, with a chromatographic yield of 73% for electrolysis using 0.1 mol.L-1 NaOH as electrolyte solution (anolyte) under a current of 10 mA and 80.4 minutes of reaction. The second stage of the study consisted of optimizing the extraction process to increase the mass yield of reagent/dimer. Investigations were carried out on the influence of the extracting solvent, mass amount of graphite powder (100, 200 and 300 mg) and HCl treatment in the manufacture of the macroelectrode, extraction of the electrolyte solution, sonication and agitation time. The results showed that only the initial step of treating graphite with hydrochloric acid to eliminate functional groups, led to a higher mass yield (reactant/dimer) in the extraction step. Among the solvents studied, such as dichloromethane ethyl ether, and ethyl acetate was chosen to be used as an extracting solvent. The sonication and agitation steps proved to be irrelevant, as well as the extraction of the electrolyte solution. The compounds cyclohexen-2-one, 3-methyl-cyclohexen-2-one, quinone, benzalacetophenone and fumarodinitrile were used to verify the efficiency of the dimerization methodology. Among the reagents studied, the following dimer conversion rates were obtained: diethyl fumarate (100%), diethyl maleate (100%), cycloexen-2-one (73%), 3-methyl-cycloexen-2-one (80%), 1,4- benzoquinone (0% dimer; 100% hydroquinone), benzalacetophenone (not determined) and fumarodinitrile (0% dimer; 1,4-diaminobutane, 78%).Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em QuimicaNAVARRO, Marcelohttp://lattes.cnpq.br/1590532323360691http://lattes.cnpq.br/3399488325797270SANTOS, Hitala Nicole Lima dos2023-06-12T13:05:57Z2023-06-12T13:05:57Z2022-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSANTOS, Hitala Nicole Lima dos. Estudo eletroquímico da dimerização de compostos carbonílicos α,β insaturados utilizando célula de cavidade. 2022. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/50979porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPE2023-06-13T05:33:35Zoai:repositorio.ufpe.br:123456789/50979Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212023-06-13T05:33:35Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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