Desenvolvimento de catalisadores e sistemas enzimáticos para a redução do CO2

Autor(es)

Caterina Gruenwaldt Cunha Marques Netto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2013-03-15

Membros da banca

Henrique Eisi Toma; Alzir Azevedo Batista; Ana Maria da Costa Ferreira; Anita Jocelyne Marsaioli; Alvaro Takeo Omori

• Orientador: Henrique Eisi Toma

Resumo

O gás carbônico é a fonte primária de carbono ideal para se obter novos compostos, devido principalmente à sua abundância, atoxidade e ao fato de ser renovável. Desta forma, novos métodos de introduzir o CO2 em rotas sintéticas se fazem necessários. Dentre os possíveis métodos, nesta tese foram estudadas duas rotas diferentes de utilização do gás carbônico: uma, empregando complexos bimetálicos como catalisadores da inserção do CO2 em alcenos e alcanos e outra utilizando enzimas imobilizadas em partículas magnéticas, atuantes no ciclo de redução do CO2 ao metanol. Os complexos bimetálicos foram construídos a partir do ligante de ponte, bispirrolidyl- fenil (BPP) incorporando grupos difenilmetanol e difenilfosfino em suas arquiteturas moleculares. Sua inspiração partiu de sistemas biomiméticos para a redução do CO2, e foi direcionada para a carboxilação de hidrocarbonetos. Nas reações de acoplamento carbono-carbono, observou-se que com o iodeto de metila, os complexos foram capazes de transformar o gás carbônico e produzir acetato de metila. Já nas reações com 1-deceno, isobutano e iso-octano, apenas três complexos se mostraram eficientes: BPP(ONi,ONi), BPP(OZn,OPPh2Pd) e BPP(OPPh2Pd,OPPh2Pd). Na rota enzimática, fez-se uso de enzimas imobilizadas do tipo desidrogenase e três tipos de nanopartículas magnéticas (MagNP) como suporte (MagNP-APTS, MagNP@SiO2-APTS e MagNP-APTS/Glioxil-Agarose, APTS = aminopropiltrimetoxissilano). Observou-se que para a imobilização da álcool desidrogenase e da formaldeído desidrogenase, o melhor suporte foi a MagNP@SiO2- APTS, enquanto para a formato desidrogenase, o melhor suporte de imobilização foi a MagNP-APTS. Para a glutamato desidrogenase, um sistema com imobilização via múltiplos pontos, como na MagNP-APTS/Glioxil-Agarose, conduziu a um melhor desempenho, . Os melhores sistemas enzima-suporte foram utilizados em uma reação multi-enzimática com CO2, NADH e glutamato para a obtenção de formaldeído e metanol. Os dois métodos de redução do gás carbônico se mostraram capazes de realizar o objetivo da tese, que é a transformação do CO2 em produtos de maior valor agregado (AU)

• Processo FAPESP: 08/10177-7 - Estudo comparativo da viabilidade do uso do CO2 como reagente
• Beneficiário: Caterina Gruenwaldt Cunha Marques Netto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto