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Imobilização de ácidos de Lewis em fases de líquido iônico suportado em polímero. um estudo por espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raios X

Processo: 19/01314-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 27 de maio de 2019
Vigência (Término): 06 de julho de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
Pesquisador responsável:Luiz Sidney Longo Junior
Beneficiário:Luiz Sidney Longo Junior
Anfitrião: Peter Licence
Instituição-sede: Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Diadema. Diadema , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Nottingham, University Park, Inglaterra  
Assunto(s):Espectroscopia   Líquidos iônicos   Catálise   Ácidos de Lewis   Química verde

Resumo

A Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (X-Ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) é uma técnica bem estabelecida para o estudo das propriedades físico-químicas de líquidos iônicos, assim como para determinação da composição e pureza de uma amostra não volátil. Esta técnica também pode ser utilizada para avaliar a interação entre catalisadores metálicos e líquidos iônicos, visando o entendimento do impacto do líquido iônico no ambiente químico e eletrônico do centro metálico. O uso de líquidos iônicos para a imobilização de catalisadores (sejam eles organometálicos ou organocatalisadores) é relativamente bem explorado na literatura. Esta estratégia de heterogenização do catalisador oferece muitas vantagens para uma grande variedade de reações orgânicas, sendo a principal delas a facilidade de separação dos produtos do meio reacional. Este projeto de pesquisa tem como objetivo central o desenvolvimento de novas estratégias sintéticas mais sustentáveis para transformações químicas desafiadoras. Mais especificamente, propomos a preparação e a caracterização por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X de diferentes triflatos de terras raras imobilizados em fases de líquido iônico suportado em polímeros - i.e. PS-ImC8X/RE(OTf)3 onde X = Cl, NTF2 e SbF6; RE = Sc e Y - para serem utilizados com catalisadores ácidos de Lewis recicláveis em reações de Diels-Alder e Friedel-Crafts, dentre outras. Acreditamos que os materiais catalíticos preparados serão capazes de ser reciclados e reutilizados em ciclos reacionais sucessivos, melhorando as métricas verdes destas transformações. A técnica de XPS será utilizada para analisar a incorporação do catalisador metálico na matriz polimérica, assim como para determinar a influência da estrutura do polímero e do líquido iônico no ambiente eletrônico do centro metálico, correlacionando-a com a sua atividade catalítica. Também serão desenvolvidos modelos para a análise das linhas espectrais dos principais elementos presentes nas amostras sintetizadas. As análises de XPS serão conduzidas no Nanoscale and Microscale Research Centre (NMRC) of the School of Chemistry/The University of Nottingham. O cálculo do TON e TOF para as reações estudadas, assim como a reciclabilidade dos catalisadores, também serão avaliados, fornecendo dados comparativos para a seleção dos melhores sistemas catalíticos. Após cada reação teste, o material polimérico será novamente avaliado por XPS para identificar possíveis processos de envenenamento e lixiviação do RE(OTf)3 (contribuição para a inativação do catalisador). Nossa abordagem está baseada em experimentação planejada, onde conceitos fundamentais de Espectroscopia serão adotados como critérios para o desenho experimental. Através do entendimento dos princípios fundamentais e dos processos que sustentam esta abordagem, poderemos capitalizar sua utilidade e aplicação no desenvolvimento de processos químicos mais sustentáveis para a obtenção de compostos orgânicos com estruturas mais complexas.