Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos a base de nióbio para oxidação do tioanisol.
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Date
2022
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Abstract
O estudo da oxidação do tioanisol é de grande importância, pois esse é modelo mais comum
para se estudar oxidação de sulfetos orgânicos. Sua oxidação gera os grupos sulfóxido e
sulfona, importantes precursores da indústria química, principalmente farmacêutica, pois são
utilizados como blocos de construção de moléculas que possibilitarão a sintetização de uma
ampla variedade de fármacos. Atualmente, a produção de ambos é realizada pelo método de
oxidação aplicando diversos catalisadores (baixa atividade catalítica), tempos elevados e altas
temperaturas. O que torna de enorme importância o desenvolvimento de catalisadores
heterogêneos, que apresentam boa atividade catalítica e seletividade para obtenção de
sulfóxidos e sulfonas. Os compostos de nióbio são importantes materiais encontrados tanto
em associação com o elemento tântalo na forma de pegmatita e que após um processamento o
nióbio é obtido na forma de Nb2O5, quanto sintético. Esses compostos despertam interesse
para a aplicação em catálise heterogênea devido às características como a estabilidade
química, baixa toxicidade e, principalmente, grande número de sítios ativos, como os grupos
ácidos superficiais (Lewis e Brønsted), que podem ser modificados para formar espécies
oxidantes denominados grupos peroxo-nióbio. Dessa forma, por serem bons candidatos para
aplicação na catálise heterogênea, propôs-se a desenvolver um catalisador à base de nióbio
com propriedades ácidas superficiais interessantes, através da síntese do oxihidróxido de
nióbio (NbO2OH), de modo a compará-lo com outro composto a base de nióbio, o óxido de
nióbio hidratado (Nb2O5∙nH2O) frente à reação de oxidação do tioanisol aos produtos metil
fenil sulfóxido e metil fenil sulfona.Caracterizaram-se os materiais por adsorção/dessorção
física de nitrogênio (BET), espectroscopia de infravermelho com piridina adsorvida (PyFTIR) e difração de raios-X (DRX).Os resultados obtidos nas caracterizações mostraram a
obtenção de um catalisador com propriedades texturais interessantes, com elevada acidez
superficial tanto de Lewis quanto de Brønsted. Para ambos os materiais, avaliaram-se as taxas
de conversão variando a massa de catalisador, o tempo de reação, teor de H2O2, temperatura
reacional e natureza do solvente. O NbO2OH apresentou conversões satisfatórias, sendo seu
máximo de 92% em duas horas de reação, temperatura ambiente e utilizando H2O2 como
agente oxidante.
Description
Programa de Pós-Graduação em Química. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Catálise heterogênea, Oxidação de tioanisol, Oxihidróxido de nióbio, Grupo peroxo
Citation
AGUIAR, Guilherme Carletti de. Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos a base de nióbio para oxidação do tioanisol. 2022. 80 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.