Reações de eterificação do β-pineno catalisadas por heteropoliácidos de Keggin antes e após tratamentos solvotérmicos

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Polo, Henrique Priori
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Catálise; Química de superfície; Catalisadores; Heteropoliácidos; Pinenos; Conversão de biomassa; Cinética Química e Catálise
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27597

Neste trabalho foi estudada a reação de eterificação do &-pineno (componente principal do óleo de turpentina) com diferentes álcoois, catálisada por heteropoliácidos com ânions de Keggin. Três diferentes heteropoliácidos (i.e., HsPW 42040, H4SIW+42040 e HsPMo+2040) foram avaliados em fase homogênea. As reações catalisadas pelo ácido fosfotúngstico (HsPW 2040), a 50 “C e com concentração de íons Hº no meio de 1,3mol% em relação ao substrato, atingiram altas conversões (ca. 99%) com seletividade combinada para éteres de 44% após 3 horas. Foram avaliados os efeitos dos principais parâmetros, tais como temperatura, concentração, natureza do catalisador, efeito do tipo do substrato terpênico e do álcool. Dentre os álcoois avalidos, metanol e etanol foram os mais reativos e seletivos para formação dos éteres. Em geral, as reações forneceram compostos derivados da isomerização do f-pineno em três tipos de esqueletos carbônicos: fenchil, bornil e principalmente terpinil. Foram obtidas seletividades ao redor de 60% para o a-terpinil metil éter (composto com aplicação em áreas de química fina), em ensaios com baixa concentração de catalisador (1 mol% de íons Hº em relação ao substrato) e em reações onde o catalisador HsPW,2040, embora homogêneo, foi efetivamente recuperado e reutilizado. Posteriormente, foi desenvolvido um processo de tratamento solvotérmico do HsPW,2049 em mini-autoclave, visando obter um catalisador heterogêneo na forma de nanopartículas. Foi verificada a formação de um material carbonáceo na superfície do material tratado, o que diminuiu sua acidez e aumentou a seletividade dos produtos eterificados (ca. 11%), embora com uma diminuição de 12% na conversão do f-pineno (ca. 8/%). O tratamento solvotérmico mudou o aspecto do catalisador, passando a se apresentar visualmente em fase heterogênea ao meio. O trabalho desenvolvido situa-se no contexto de biorrefinaria, visando a exploração de substratos terpênicos (i.e., pinenos) de origem natural, tanto em matérias-primas virgens como em rejeitos da indústria de despolpamento de celulose (processo Kraft). A não utlilização de solventes adicionais, a possibilidade de reuso do catalisador homogêneo e a elevada economia atômica são pontos positivos do processo. O tratamento solvotérmico utilizado constitui uma potencial ferramenta para a modificação de heteropoliácidos.