Síntese de produtos para química fina a partir de compostos modelo provenientes da biomassa

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Castro, Gabriel Abranches Dias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Catálise; Compostos orgânicos; Calixarenos; Frutose; Glicerina; Química verde; 5-hidroximetilfurfural; Química Orgânica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29243; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.099

Diante das previsões de esgotamento dos recursos fósseis e os problemas ambientais causados pela queima de combustíveis, é cada vez mais urgente substituir esses materiais por matérias- primas de fonte renovável. Diante disso, a biomassa é apresentada como a melhor solução, uma vez que ela é uma fonte sustentável, limpa e abundante para obtenção de energia e de carbono orgânico. Para isso, foi estabelecida a biorrefinaria, que é uma unidade industrial com finalidade de transformar biomassa renovável, e materiais advindos dela, em biocombustíveis, plataformas, insumos químicos e energia. Essa alternativa, tem movido inúmeras pesquisas na área acadêmica e industrial. Porém, para isso é fundamental desenvolver metodologias envolvendo catálise, uma vez que os catalisadores tornam as transformações mais seletivas, rápidas e eficazes. Nesse contexto, os organocatalisadores derivados dos calix[n]arenos chamam atenção, uma vez que foram pouco explorados e tem inúmeras qualidades, como ser reciclável, não ser corrosivo, ser de baixa volatilidade e apresentar baixa toxicidade. Dessa forma, este trabalho objetivou produzir a plataforma química 5-hidroximetilfurfural (HMF), potenciais biocombustíveis, aditivos de combustíveis e insumos químicos a partir de moléculas modelos derivadas da biomassa, empregando o ácido p-sulfônico calix[4]areno como catalisador em todas transformações químicas. Foi possível converter a frutose em HMF empregando dois sistemas distintos – um sistema bifásico constituído por solução aquosa saturada com NaCl e acetato de etila, e outro constituído por solvente eutético profundo e acetato de etila – com 74% e 90% de rendimento, respectivamente. Outra vertente do trabalho foi a conversão em tandem da frutose em 5-etoximetilfurfural, com 88% de rendimento. Além disso, foi desenvolvida uma metodologia verde para a síntese de dez ésteres levulínicos, obtidos em rendimentos que variaram de 13 a 99%. Por fim, foram sintetizados acetais derivados do glicerol, como potenciais aditivos de combustíveis, com rendimentos totais entre 6 e 99%. Em suma, foi possível desenvolver metodologias verdes, sustentáveis e rápidas, para síntese de produtos para química fina, com bons rendimentos e que trazem oportunidades para biorrefinaria. Palavras-chave: Organocatálise. 5-hidroximetilfurfural. Calixarenos. Frutose. Ácido levulínico. Glicerol. Química verde.