Ferroporfirinas como catalisadores e reações de oxidação do ciclohexano e de Baeyer- Villiger

• Processo: 13/05802-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Katia Jorge Ciuffi Pires
• Beneficiário: Sara de Araujo Faria
• Instituição Sede: Reitoria. Universidade de Franca (UNIFRAN). Franca , SP, Brasil
• Assunto(s): Química verde Catalisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baeyer-Villiger | catalisadores | ferroporfirinas | oxidação ciclohexano | Química Verde | sol-gel | Materiais

Resumo

O desenvolvimento de processos químicos dentro dos preceitos da química "verde" é o que garantirá a sustentabilidade do meio ambiente em que vivemos; todos os trabalhos recentes apontam que as principais características para se desenvolver uma tecnologia eficiente de oxidação verde consiste no uso de catalisadores facilmente recicláveis, oxidantes limpos tais como o oxigênio molecular ou o peróxido de hidrogênio e, principalmente sem o uso de aditivos, como co-redutores ou co-oxidantes e as reações têm que serem realizadas com máxima eficiência atômica, para isto catalisadores heterogêneos ativos, seletivos e recicláveis precisam ser preparados e melhor estudados. Apesar da grande vantagem dos catalisadores heterogêneos ainda são limitados os que podem utilizar o peróxido de hidrogênio eficientemente em várias reações de oxidação em larga escala. Muitas reações atualmente empregadas pelas indústrias necessitam ser otimizadas, e isto pode ser ajustado estudando-se não apenas as condições reacionais como as propriedades dos catalisadores heterogêneos. Duas reações de grande importância industrial são a reação de Baeyer Villiger (BV) e oxidação do ciclohexano, que servem como ferramentas para a produção de produtos de valor agregado, estas reações necessitam ainda ser melhoradas para sua aplicação com eficiência e seletividade pela indústria química, pois os processos atualmente utilizados nestas reações empregam reagentes ou oxidantes tóxicos, o que acarreta na baixa seletividade dos produtos obtidos. Como modelo biomimético de enzimas, como as monooxigenases, as metaloporfirinas sintéticas têm sido empregadas com eficiência em uma série de reações de oxidação, porém poucos estudos relatam seu uso como catalisador na reação BV. O nosso grupo foi pioneiro em relatar estes catalisadores em sistemas heterogêneos na reação de BV e isto nos fornece ampla perspectiva de estudos com estes catalisadores biomiméticos (ou bioinspirados).Este projeto de pesquisa tem por objetivo principal formar recursos humanos qualificados e desenvolver catalisadores constituídos de matrizes inorgânicas preparadas pelo processo sol-gel rota não-hidrolítica que contêm como fase ativa uma ferroporfirina de segunda geração para a aplicação em catálise seletiva do hidrocarboneto ciclohexano e cetonas (reação BV), a fim de estabelecer condições ideais de uso do oxidante peróxido de hidrogênio. Objetiva-se também construir catalisadores, estáveis, seletivos e recicláveis, nos quais a fase ativa permanece no sistema sem ser lixiviada, e dentro dos preceitos da química verde. A natureza da ligação porfirna/suporte será também amplamente estudada, assim como a influência do tempo de reação nas características texturais e consequente atividade catalítica dos mesmos. (AU)