Emprego de resíduos agroindustriais calcinados na produção de catalisadores contendo paládio aplicáveis na reação de Suzuki-Miyaura
Autor: Diego da Silva Rosa (Currículo Lattes)
Resumo
O presente estudo concentrou-se na avaliação do desempenho de resíduos da produção agrícola brasileira como suportes catalíticos para a reação de acoplamento de Suzuki-Miyaura. Foram investigadas casca de arroz e casca de banana calcinadas. Estes materiais foram testados para as reações de acoplamento entre ácido fenilborônico e haletos de arila, especialmente iodetos e brometos, em sistemas catalíticos livres de ligantes auxiliares, livres de aditivos e utilizando solvente e base de Lewis de baixo custo e impacto ambiental. Para tanto, os materiais foram tratados termicamente e impregnados com sais de paládio para o preparo de catalisadores sólidos e o teste de desempenho se deu sob atmosfera inerte de argônio, sob agitação e em condições consideradas brandas de execução, a saber, concentração de paládio, temperatura e tempo reacionais não superiores a 0,5 mol%, 100ºC e 24 h, respectivamente. Os resíduos agrícolas foram caracterizados em termos de área específica, composição elementar, grupos funcionais via espectroscopia de absorção no infravermelho e a presença de metais via microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersa de raios X. Após a impregnação com o metal, as mesmas análises de caracterização foram realizadas, junto com a análise de espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado para a quantificação do metal. A casca de arroz calcinada mostrou desempenho superior em comparação com a casca de banana quanto aos rendimentos de produto obtidos para a reação preliminar de acoplamento testada. Por esta razão, realizou-se análises mais detalhadas quanto à sua performance de promover o acoplamento de diferentes haletos de arila (iodetos e brometos com diferentes grupos substituintes no anel aromático), análise de comportamento frente a reações competitivas quando diferentes haletos estão presentes no meio reacional e, por fim, testes que buscaram identificar a espécie cataliticamente ativa. Estes testes foram: teste de filtração a quente (hot filtration test), teste desenvolvido pelo grupo e chamado de hollow fiber e teste de envenenamento de mercúrio. Tanto as condições de preparo do catalisador quanto as condições reacionais mostraram-se alinhadas às necessidades de otimização dos sistemas catalíticos conhecidos, contribuindo para o desenvolvimento de um sistema eco-friendly. Além disso, os rendimentos de produtos atingidos estiveram na mesma ordem de grandeza para iodetos e brometos de arila, atingindo valores superiores a 90% de rendimento de produto isolado para todos os iodetos testados e valores superiores a 80% de rendimento para alguns brometos de arila.