Síntese de nanocatalisadores oriundos da biomassa e emprego em reações multicomponentes

Resumo

A Química Verde tem como princípios o aumento da segurança, desempenho e eficiência dos produtos e processos, em especial para a redução ou eliminação das propriedades físico-químicas que caracterizam o perigo à saúde humana e ao ambiente, além de propor maneiras sustentáveis de processos industriais e medicinais. Através de uma comparação entre plantas da espécie Cyperus rotundus com diferentes perfis químicos, uma coletada na área de rejeito da empresa VALE na Mina do Sossego em Canaã dos Carajás, área contaminada por metais, e a outra coletada em uma área adjacente à Mina do Sossego, sem contaminação de metais, verificou-se, através dos resultados de ICP-AES, que as plantas contaminadas possuíam uma quantidade de Cu, entre outros metais, muito mais elevada que o normal. Esse fato ocorre por conta do comportamento hiperacumulador da espécie, característica que é amplamente usada em fitorremediação, uma técnica de biorremediação que consiste no uso de plantas e sua microbiota na remediação de solos contaminados. Neste projeto, as espécies Typha domingensis, Pluchea sagittalis e Cecropia pachystachya, também coletadas do local contaminado, serão também analisadas. Dependendo das concentrações de metais obtidas serão usadas para a preparação de nanopartículas que por sua vez serão empregadas em catálise. O projeto baseia-se em um método descrito por Liu et al, que mostra ser rentável e eficiente a reciclagem de carbono e metais em plantas, pela síntese de nanomateriais. Eles mostraram que nanopartículas e nanocompósitos de MWCNTs, ZnO e CuO podem ser sintetizados usando dois tipos de hiperacumuladores (S. alfredii e B. juncea) como materiais de partida, sem catalisador, através de um processo simples com brotos de plantas digeridos em uma mistura de HNO3/HClO4(4:1) após a remoção das partículas superficiais aderentes aos rebentos com água; as concentrações dos metais são determinadas por espectrometria de massa por plasma. Para avaliar a eficiência do nanocatalisador preparado a partir dos extratos vegetais, serão preparados também outros catalisadores magneticamente recuperáveis, CuO.Fe3O4 e o g-Fe2O3-b-Cu, e para seu teste, os mesmos serão usados em reações multicomponentes catalisadas por Cu. As reações multicomponentes são uma forma eficiente e amplamente utilizada para obtenção de heterociclos, pois permitem a diversificação estrutural sem a necessidade de isolamento de intermediários, gerando novas ligações em reações sequenciais one-pot, permitindo uma alta economia atômica, de etapas, energética e menor geração de resíduos, sendo assim uma boa estratégia para o desenvolvimento de rotas sintéticas sustentáveis. Dependendo dos resultados obtidos, os escopos e as limitações das reações serão analisadas em substratos contendo grupos doadores e retiradores de elétrons.