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Utilização de novos catalisadores metálicos em biorrefinaria: síntese de gama-Valerolactonas, N-Alquil-Pirrolidonas e fenóis

Processo: 13/17271-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2013
Vigência (Término): 31 de outubro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
Pesquisador responsável:Antonio Carlos Bender Burtoloso
Beneficiário:Gustavo Metzker
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/24552-5 - Hidrogenólise de ligninas oriundas de biomassa catalisadas por metais de transição para obtenção de fenóis utilizando ácido fórmico como fonte de hidrogênio, BE.EP.PD
Assunto(s):Catálise   Biorrefinarias   Síntese orgânica   Biomassa

Resumo

O presente projeto visa à utilização de biomassa oriunda da cana-de-açúcar, mais especificamente dos produtos de sua hidrólise ácida, para obtenção de insumos químicos de alto valor agregado como, por exemplo, gama-valerolactonas, pirrolidonas e compostos provenientes da hidrogenólise da lignina. Para tanto, serão empregados catalisadores de ferro, níquel e rutênio e como fonte de hidrogênio/hidreto o ácido fórmico (AF), um dos subprodutos da hidrólise ácida da celulose e hemicelulose. A escolha destes metais se deve principalmente: 1) a resultados prévios mostrando a ativação do (AF) por eles, evitando assim o uso de fontes externas de hidrogênio e pressão; 2) custo inferior, se comparado aos catalisadores atualmente utilizados neste tipo de química (platina, paládio, irídio); 3) possibilidade de se utilizar condições reacionais mais brandas (menores temperaturas e pressões) nas reações propostas. Não somente soluções modelo serão utilizadas, mas também soluções "reais" oriundas de reatores onde a hidrólise ácida do bagaço foi executada, o que representa um desafio químico e tecnológico. Como resultados e perspectivas, espera-se que o desenvolvimento da química da biomassa possa contribuir para o melhor aproveitamento desta fonte renovável de carbono, bem como permitir que novos processos químicos sejam desenvolvidos e, em caso de sucesso, transferidos a indústria.

Publicações científicas
(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)
METZKER, GUSTAVO; DIAS, RAFAEL M. P.; BURTOLOSO, ANTONIO C. B. Iron-Catalyzed Reductive Amination from Levulinic and Formic Acid Aqueous Solutions: An Approach for the Selective Production of Pyrrolidones in Biorefinery Facilities. CHEMISTRYSELECT, v. 3, n. 2, p. 368-372, JAN 17 2018. Citações Web of Science: 8.
CHUI, MEGAN; METZKER, GUSTAVO; BERNT, CHRISTOPHER M.; TRAN, ANTHONY T.; BURTOLOSO, ANTONIO C. B.; FORD, PETER C. Probing the Lignin Disassembly Pathways with Modified Catalysts Based on Cu-Doped Porous Metal Oxides. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 5, n. 4, p. 3158-3169, APR 2017. Citações Web of Science: 12.
METZKER, GUSTAVO; BURTOLOSO, ANTONIO C. B. Conversion of levulinic acid into gamma-valerolactone using Fe-3(CO)(12): mimicking a biorefinery setting by exploiting crude liquors from biomass acid hydrolysis. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 51, n. 75, p. 14199-14202, 2015. Citações Web of Science: 20.

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