Solventes verdes: química e aplicações de líquidos iônicos em catálise; colóides, e derivatização de biopolímeros

• Processo: 10/03629-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2010
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Pesquisador responsável: Omar Abou El Seoud
• Beneficiário: Omar Abou El Seoud
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Mauro Bertotti
• Pesquisadores associados: Elizabeth Pinheiro Gomes Arêas ; Romeu Casarano ; Shirley Possidonio
• Bolsa(s) vinculada(s): 13/18008-8 - Novos solventes verdes para celulose: síntese, propriedades, e aplicações de líquidos iônicos "geminados" em química de celulose, BP.PD; 13/16694-1 - Solventes verdes na derivatização de celulose: cinética de acilação de celulose em misturas de líquido iônico e DMSO, BP.IC; 12/22079-5 - Soluções de celulose em solventes convencionais e líquidos iônicos: propriedades e uso na acilação de celulose, BP.IC
• Assunto(s): Química coloidal Química verde Solventes Líquidos iônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: e aplicações de | e aplicações de de | efeito de microondas | Líquidos iônicos: Síntese | Líquidos iônicos tensoativos: síntese | Novas metodologias para derivatização de Celulose | Novos solventes para derivatização de celulose: Solventes convencionais e verdes | propriedades | solvatação por | Solventes convencionais e verdes | Quimica de colóides; Química de celulose e derivados; Química verde

Resumo

O solvente desempenha várias funções nas reações químicas em solução: É o agente de transferências de calor e massa; Muda a energia livre de ativação, devido a solvatação dos reagentes/estados de transição; Possibilita a transferência de prótons, para reações sujeitas a catálise ácido-base, entre outras. Dos princípios de química verde, QV, destacam-se os relacionados com a "eficiência de átomo" (atom efficiency) da reação; a segurança do processo químico; uso de matéria prima de fontes renováveis, e a obtenção de produtos biodegradáveis. Alcançar estes objetivos exige: Entender os mecanismos de solvatação; Otimizar o uso de solventes na reação; Aumentar a segurança do processo químico pela substituição de alguns solventes (clorados, inflamáveis, e de alta pressão de vapor) por outros mais seguros e convenientes. Neste propósito, destacam-se os líquidos iônicos, LIs. O crescente interesse nestes é porque preenchem os requisitos acima mencionados da QV, principalmente por possuir alta polaridade e estabilidade química e térmica, além de pressão de vapor extremamente baixo. Do ponto de vista prático, a versatilidade estrutural dos LIs é de suma importância, podendo sintetizar um numero ilimitado de compostos, de propriedades variadas, pela combinação de cátion e anions de estruturas adequadas. Em contrapartida, o custo dos LIs é bem mais elevado que o de solventes convencionais, exigindo uso de volume mínimo, e reciclagem do LI no processo. O uso de misturas binárias de solventes é vantajoso pois as propriedades da mistura (polaridade, permitividade relativa, er, etc.) podem ser "ajustadas" pela variação de composição da mesma. Entretanto, a solvatação por tais misturas é complexa, devido a solvatação preferencial das espécies dissolvidas por um, ou mais componente da mistura, e a micro-heterogeneidade das mesmas. Conclui-se do exposto acima que entender o mecanismo de solvatação das espécies de interesses (reagentes e estados de transição; biopolímeros dissolvidos) é crucial para aplicação dos princípios da QV aos processos químicos. O projeto temático global é intitulado "Solventes "verdes": Química e Aplicações de Líquidos iônicos em Catálise; Colóides, e Derivatização de Biopolímeros". Está subdividido em vários subprojetos: Os de números 1 e 2, "Solvatocromismo e suas Aplicações em Catálise e Química de colóides" e "Derivatização de Celulose em Meio Homogêneo: Emprego de Solventes "convencionais" e LIs", respectivamente serão desenvolvidos no laboratório do coordenador do projeto. Os subprojetos 3 e 4 "Uso de técnicas eletroquímicas no estudo de sistemas micelares" e "Comportamento reológico de soluções de celulose em solventes convencionais e em líquidos iônicos: Relevância para a derivatização do biopolímero" serão desenvolvidos em colaboração com Mauro Bertotti e Elizabeth P. G. Arêas, ambos Professores deste Instituto. (AU)