Oxidação de álcoois derivados de biomassa por peróxido de hidrogênio catalisada por sais de potássio lacunares do heteropoliácido silicotunguístico

Abstract

Os álcoois terpênicos são substâncias que podem ser obtidas a partir de biomassa e de resíduos da indústria de celulose. Os seus produtos de oxidação como cânfora, geranial e neral possuem maior valor agregado que seus precursores uma vez que são reagentes ingredientes para síntese de produtos da indústria de química fina. Esses derivados podem ser obtidos a partir de reações de oxidação catalítica utilizando como catalisadores ácidos de Lewis e sais de heteropoliácidos. Neste trabalho, realizou-se a síntese de um sal de potássio lacunar do ácido silicotunguístico e, a partir deste, uma série de catalisadores sais de polioxometalatos substituídos com metais de transição (Co 2+ , Cu 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ e Zn 2+ ). Estes sais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas e de porosimetria de gases e avaliados cataliticamente em reações de oxidação de álcoois terpênicos por peróxido de hidrogênio, um oxidante de baixo impacto ambiental. O processo utilizado tem como vantagem a utilização de condições brandas e a ausência de reagentes tóxicos. As caracterizações dos catalisadores foram realizadas usando técnicas de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, análise de fisiossorção de nitrogênio, difração de raios-X, análise termogravimétrica e titulação potenciométrica. Os produtos de reação foram identificados por cromatografia gasosa com co-injeção com amostras autênticas e por análises de cromatografia gasosa com detector espectrômetro de massas.

Terpene alcohols are substances that can be obtained from biomass and waste from the cellulose industry. Its oxidation products such as camphor, geranial and neral possess higher added value than their precursors since they are reagents ingredients for synthesis of products of the fine chemical industry. These derivatives can be obtained from catalytic oxidation reactions using as Lewis acid catalysts and salts of heteropolyacids. In this work, the synthesis of a lacunar potassium salt of silicotunguístico acid and, from this, a series of transition metal-substituted polyoxometalate salts catalysts (Co 2+ , Cu 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ e Zn 2+ ) was carried out. These salts were characterized by spectroscopic and gas porosimetry techniques and catalytically evaluated in oxidation reactions of terpene alcohols by hydrogen peroxide, a low environmental impact oxidant. The process used has the advantage of using mild conditions and the absence of toxic reagents. The characterization of the catalysts was performed using Fourier transform infrared spectroscopy techniques, nitrogen physiosorption analysis, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and potentiometric titration. The reaction products were identified by gas chromatography with co-injection with authentic samples and by gas chromatographic analysis with detector mass spectrometer.