Tecnologias facilitadoras aliadas à química verde: síntese de compostos com alto valor agregado a partir de derivados de biomassa

• Processo: 20/11578-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Júlio Cezar Pastre
• Beneficiário: Júlio Cezar Pastre
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Renan de Souza Galaverna
• Assunto(s): Química verde Síntese orgânica Materiais funcionais Polímeros (materiais) Biomassa Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomassa | blocos de construção | irradiação microondas | materiais funcionais | plataformas químicas | polímeros verdes | química em fluxo contínuo | Química Verde | tecnologias facilitadoras | Síntese Orgânica

Resumo

As matérias-primas oriundas de fontes renováveis em geral, bem como os resíduos agroindustriais, representam uma fonte atraente de funcionalidades químicas, sendo até o momento pouco exploradas em termos de sua aplicação na indústria de química fina. Nesse contexto, nosso grupo de pesquisa já identificou o processamento contínuo como uma tecnologia facilitadora de uso obrigatório para a valorização de tais materiais. De fato, muitos dos princípios da Química Verde podem ser alcançados com a adoção de novas tecnologias que são inerentemente mais limpas quando comparadas ao status quo atual. Neste projeto, serão exploradas reações em regime de fluxo contínuo e/ou sob irradiação micro-ondas (MO) no processamento de compostos derivados de uma matriz extremamente rica e abundante em nosso país: a biomassa. O projeto compõe 3 eixos de pesquisa estratégicos, cujo objetivo central é explorar os benefícios de duas tecnologias facilitadoras no processamento de compostos oriundos de biomassa para obtenção de plataformas químicas (Eixo 1), novos compostos e intermediários sintéticos (Eixo 2) e novos materiais funcionais (Eixo 3). No Eixo 1, vamos avaliar a síntese de plataformas químicas oriundas de carboidratos, sob irradiação MO. O planejamento de experimentos (DoE) será empregado a fim de mapear as condições reacionais e avaliar o efeito de diversos parâmetros. Além disso, condições de síntese alinhadas aos princípios da Química Verde serão almejadas, como o uso de solventes verdes, temperatura brandas (menor gasto energético) e sistemas catalíticos reutilizáveis (líquidos iônicos oriundos de fontes naturais). No Eixo 2, terpenos e derivados de quitina serão outras fontes renováveis exploradas. Nesse caso, reações de etenólise de derivados de terpenos serão avaliadas visando à preparação de novos compostos e intermediários sintéticos. Vamos ainda investigar o emprego de N-acetil-D-glucosamina na síntese de compostos aminofurânicos em condições de batelada (MO) e sob fluxo contínuo. No Eixo 3, pretendemos avaliar a síntese de novos materiais funcionais igualmente oriundos de derivados de biomassa, como a preparação de um catalisador de paládio heterogênio empregando um novo suporte sólido e, igualmente, novas poliuretanas e poliésteres 100% verdes. (AU)

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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GUSTAVO R. GOMES; RENAN R. MATTIOLI; JULIO CEZAR PASTRE. Amino Acid-Based Deep Eutectic Solvents in Biomass Processing - Recent Advances. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 33, n. 8, p. 815-823, 2022-06-15. (18/09861-2, 19/26450-9, 14/25770-6, 14/26378-2, 20/11578-7)

GOMES, GUSTAVO R.; SCOPEL, EUPIDIO; ROCHA, NICOLA L.; BREITKREITZ, MARCIA C.; CORMANICH, RODRIGO A.; REZENDE, CAMILA A.; PASTRE, JULIO C.. Direct Ethyl Levulinate Production from Raw Lignocellulosic Biomass Mediated by a Novel Taurine-Based Imidazolium Ionic Liquid. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. N/A, p. 13-pg., 2022-11-21. (18/23769-1, 18/09861-2, 14/26378-2, 18/03910-1, 21/06661-5, 19/19360-3, 14/25770-6, 20/11578-7)

GOMES, GUSTAVO RODRIGUES; BREITKREITZ, MARCIA CRISTINA; PASTRE, JULIO CEZAR. Ash Influence on the Ethyl Levulinate Production from Sugarcane Molasses Mediated by Taurine Hydrogen Sulfate. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 9, n. 40, p. 13438-13449, OCT 11 2021. (14/25770-6, 20/11578-7, 18/09861-2, 14/26378-2)

GALAVERNA, RENAN S.; FERNANDES, LUCAS P.; DA SILVA, VITOR H. MENEZES; DE SIERVO, ABNER; PASTRE, JULIO C.. Humins-Like Solid Support for Palladium Immobilization: Highly Efficient and Recyclable Catalyst for Cross-Coupling Reactions. EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, v. 2022, n. 24, p. 11-pg., 2022-06-27. (14/26378-2, 14/25770-6, 20/11578-7)

MARCON, HENRIQUE MAGRI; PASTRE, JULIO CEZAR. Continuous flow Meerwein-Ponndorf-Verley reduction of HMF and furfural using basic zirconium carbonate. RSC ADVANCES, v. 12, n. 13, p. 10-pg., 2022-03-08. (14/26378-2, 18/25233-1, 14/25770-6, 20/11578-7)

GOMES, GUSTAVO R.; SCOPEL, EUPIDIO; BREITKREITZ, MARCIA C.; REZENDE, CAMILA A.; PASTRE, JULIO C.. Valorization of sugarcane bagasse C5-fraction by furfural production mediated by renewable glycine-based ionic liquid. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 191, p. 11-pg., 2023-01-01. (18/09861-2, 18/23769-1, 14/26378-2, 21/06661-5, 20/11578-7, 19/19360-3, 14/25770-6)