Preparação e Aplicação de Materiais Eletródicos Nanoestruturados em Eletro/fotoeletrocatálise sob Regime de Fluxo Contínuo: Uma Nova Abordagem para Síntese e Funcionalização de Sistemas Heterocíclicos.

Resumo

Impulsionado por fatores econômicos e ambientais, esse projeto tem como diretriz o crescente interesse da indústria de química fina por processos eficientes e mais sustentáveis. O conceito de química verde surge para atender essa demanda e, neste contexto, a eletrossíntese vem ganhando posição de destaque. Esse método possui algumas vantagens, quando comparados aos sistemas tradicionais - possivelmente, o maior deles seja a substituição de reagentes oxidantes e redutores (na sua grande maioria apresentam alta toxicidade, difícil transporte e armazenamento, bem como, geram elevada quantidade de rejeitos) pelo uso de uma corrente de elétrons. Além disso, essa metodologia alternativa de síntese permite a geração in situ de reagentes instáveis, por trabalhar em condições brandas e controlar precisamente o potencial de oxidação/redução, possibilitando, assim, o desenvolvimento de processos altamente seletivos.Nos últimos anos, a aplicação da tecnologia de fluxo contínuo em síntese orgânica vem despertando atenção da comunidade acadêmica; mais precisamente, pela possibilidade do emprego de reagentes e condições perigosas, difíceis de serem realizadas em batelada, e pela facilidade no escalonamento dos processos de automação.Adicionalmente, a associação entre fluxo contínuo e eletrossíntese, até então pouco reportada na literatura, já possui grande destaque, em termos de sustentabilidade (pois não há necessidade de utilização de eletrólito de suporte) e seletividade (redução e oxidação excedentes podem ser evitadas). Assim, esse projeto tem como objetivo desenvolver processos eletro- e fotoeletrocatalíticos em batelada, ou em regime de microfluxo contínuo para reações de trifluorometilação de sistemas aromáticos ricos em elétrons, empregando o conceito de funcionalização via ativação C-H em estágio avançado. Em um segundo momento, pretendemos realizar a síntese esterosseletiva de sistemas nitrogenados, através da combinação de uma oxidação eletroquímica e uma reação organocatalisada. Além das transformações mencionadas, essa proposta apresenta outras perspectivas, em especial, na geração de espécies radicalares através da eletrooxidação de compostos carboxílicos, com posterior trapeamento, visando à síntese de sistemas heterocíclicos. Para estes fins, materiais eletródicos nanoestruturados deverão ser devidamente sintetizados e caracterizados para a confecção dos eletrodos. É relevante ressaltar que a associação da eletrossíntese orgânica com sistemas em microfluxo contínuo, catálise eletro/fotoeletroquímica e síntese assimétrica são bastante inovadoras no cenário mundial e nacional, o que incentiva ainda mais a implementação de um grupo de pesquisa multidisciplinar com essa temática.