Redes Metalorgânicas (MOFs) como catalisadores para oxidação sustentável de hidrocarbonetos derivados de petróleo (metano e outros alcanos) e naturais (terpenos)

• Processo: 23/13334-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Vigência (Início): 01 de outubro de 2023
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Acordo de Cooperação: CNPq
• Pesquisador responsável: Dalmo Mandelli
• Beneficiário: Gabriela Tuono Martins Xavier
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/01634-5 - Redes metalorgânicas (MOFs) como catalisadores para oxidação sustentável de hidrocarbonetos derivados de petróleo (metano e outros alcanos) e naturais (terpenos), AP.R
• Assunto(s): Química verde Catálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ativação de ligações C-H | funcionalização de alcanos e alcenos | Materias Primas Renovaveis | oxidação catalítica | Química Verde | Redes metalorgânicas (MOFs) | Catálise

Resumo

A oxidação catalítica representa uma ferramenta crucial para a formação de ligações carbono-carbono visando à síntese de compostos potencialmente aplicáveis em fragrâncias e produtos farmacêuticos. Principais componentes do gás natural e do petróleo, os alcanos são hidrocarbonetos considerados inertes para um amplo uso sintético. Assim, são utilizados principalmente como combustíveis fósseis ou convertidos, por meio de processos que consomem grande quantidade de energia, em intermediários mais reativos para a síntese orgânica de grande escala. Consequentemente, o desenvolvimento de novos processos químicos mais eficientes e sustentáveis para a funcionalização de alcanos constitui um desafio para a química moderna. Este desafio pode ser superado por intermédio da concepção e aplicação de catalisadores - MOFs (metal-organic frameworks ou redes metalorgânicas) inteligentes, concebidos sob medida, que ainda são pouco utilizados na oxidação de alcanos, mas apresentam um potencial considerável devido as suas características intrínsecas. No âmbito da química de produtos biorrenováveis, destaca-se a classe dos terpenos; compostos de origem natural amplamente significativos para a economia brasileira, já que o país se apresenta como um dos maiores produtores e exportadores dessa matéria prima. Assim, a presente proposta visa sintetizar e aplicar uma série de compostos MOFs de cobre, ferro, zircônio e vanádio como catalisadores inteligentes para a oxidação seletiva e direta de alcanos (metano, cicloexano e n-heptano) e terpenos (limoneno e pinenos) em produtos de oxidação industrialmente desejáveis. As reações serão feitas em batelada, com H2O2 como oxidante principal, e em fluxo, na presença de ar sintético como oxidante.