Química sustentável com base na metátese de olefinas: desenvolvimento de olefinas a partir de bio-moléculas via catalisadores economicamente viáveis.

• Processo: 23/17102-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Benedito dos Santos Lima Neto
• Beneficiário: Benedito dos Santos Lima Neto
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Catálise homogênea Metátese de olefina Química verde
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catálise homogênea | Metátese de olefinas | monômeros bio-substituídos | Polimerização por coordenação | polímeros bio-substituidos | Química sustentável | sinteses de moléculas bio-substituídas, sinteses de polímeros com bio-substituições; polimerização por cordenação; metátese de olefinas

Resumo

Esse projeto versa sobre uma química sustentável com base na metátese de olefinas, onde visa o desenvolvimento de materiais a partir de monômeros bio-substituídos e/ou eco-substituídos. Para tanto, monômeros de norborneno (NBE) bio-substituídos e eco-substituídos serão desenvolvidos para reações de (co)polimerizações via metátese por abertura do anel (ROMP), com o propósito de usar compostos de fontes renováveis e compostos recuperados de reciclagem química. Os bio-substituíntes serão de ácidos graxos puros comerciais saturados e insaturados, ou obtidos diretamente de óleos vegetais, tais como de palma, babaçu, soja, canola, linhaça, etc. Primeiramente, NBE-graxos de mesma composição molecular serão copolimerizações com NBE em função da razão molar para verificar as influências dos tamanhos das cadeias e dos números de insaturações nos ácidos graxos nos polímeros isolados. Assim, pode-se avaliar como as cadeias pendentes nos diferentes polímeros ramificados são empacotadas e se influenciam nas características físico-químicas, térmicas e reológicas. Depois, serão realizados copolimerizações com percentuais de NBE-graxos que simulem composições de ácidos graxos em óleos vegetais selecionados, para então se obter polímeros com NBE-graxos obtidos de reações diretas com ácidos graxos de triglicerídeos transesterificados. Em outros procedimentos, ácidos graxos insaturados serão modificados por metáteses cruzadas com moléculas de origens vegetais com insaturações (jojoba, piperina, estragol, eugenol, metileugenol, ácido copálico, curcumina, cinamaldeído, etc.), para então gerarem também copolímeros ramificados com cadeias orgânicos diferenciados. Copolimerizações serão também realizadas com os monômeros norbornadieno e diciplopentatadieno para obtenção de polímeros entrecruzados, em busca de termorrígidos. NBE funcionalizados com aminas quelantes, aminas doadoras-s e aminas piridínicas serão obtidos para copolimerizados com NBE e NBE-graxos, resultando em polímeros híbridos orgânicos-inorgânicos. Nessa tangente, serão também desenvolvidos monômeros e polímeros conectados a MOFs obtidas de ácido tereftálico (ATF) oriundo de reciclagem química de garrafas PET. Um dos propósitos é de usar compostos recuperados de plásticos reciclados e sintetizar monômeros de NBE ecologicamente-substituídos (NBE-ATF). Serão também realizadas funcionalizações de ATF com aminas doadoras-s, seguidos de sínteses de materiais híbridos. Possíveis aplicações dos polímeros e MOFs sintetizados serão em membranas para separações de moléculas gasosas pequenas, captura de corantes e metais em meios poluídos, formar materiais com complexos de Ru(II) luminescentes, etc. Complexos de Ru(II) com diferentes ligantes ancilares serão desenvolvidos para atuarem como catalisadores nas reações de ROMP, de maneira que combinações estéreo-eletrônicos entre os ligantes promovam as reações. Catalisadores comerciais também serão usados. A proposta se insere na interface de materiais poliméricos com química de coordenação. Os monômeros, copolímeros, catalisadores e MOFs são idealizados e então sintetizados para obtenção de materiais com especificidades nas características químicas, físico-químicas, térmicas e reológicas. Monitoramento das sínteses e caracterizações dos compostos resultantes, em geral, serão por técnicas espectroscópicas, eletroquímicas, difrações, térmicas e reológicas. (AU)

Publicações científicas

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(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)

AMORIM, KELLY A. E.; MARTINS, VIRGINIA C. A.; LIMA-NETO, BENEDITO S.. Norbornene functionalized with fatty acids: Observing the effect of pendant chains on copolymers obtained by metathesis polymerization. Polymer, v. 317, p. 10-pg., 2024-12-10. (23/17102-2)

CAETANO, RENAN B. G.; SANTIAGO, PEDRO H. O.; ELLENA, JAVIER A.; OLIVEIRA, DANIEL A. S.; BRAGA, ATAUALPA A. C.; LIMA-NETO, BENEDITO S.. Intriguing combinations of p-cymene, chloride ion, phosphines, and amines in ruthenium metal centers: Which ligand decoordinates for ROMP?. MOLECULAR CATALYSIS, v. 569, p. 12-pg., 2024-09-25. (23/17102-2, 17/15850-0, 22/01685-6, 21/10066-5, 15/01491-3)

SILVA, ELIADA A.; SANTIAGO, PEDRO H. O.; ELLENA, JAVIER A.; OLIVEIRA-FILHO, ANTONIO G. S.; DE LIMA BATISTA, ANA PAULA; LIMA-NETO, BENEDITO S.. Reactivity of the p-Cymene-Ruthenium Complex with Two Phenylamines for Metathesis Polymerization of Norbornene Compared to the Reactivity of Complexes with a Single Benzylamine or Dibenzylamine. European Journal of Inorganic Chemistry, v. 27, n. 33, p. 12-pg., 2024-11-21. (17/15850-0, 21/00675-4, 22/12043-5, 23/17102-2, 21/10066-5)

SEABRA, VICTOR; GONCALVES, JOAO M. R.; MOURA, ANA L. S.; LUNA, VINICIUS G.; SANTIAGO, PEDRO H. O.; ELLENA, JAVIER; LIMA-NETO, BENEDITO S.. Facile recovery of terephthalic acid from PET bottles via acid hydrolysis with nitric acid and applications in synthesis of cobalt MOFs. TRANSITION METAL CHEMISTRY, v. N/A, p. 11-pg., 2024-09-16. (17/15850-0, 23/17102-2, 21/10066-5)