Resumo |
O avanço do consumo dos recursos fósseis (gás natural, petróleo e carvão mineral) vem gerando uma série de problemas ambientais, nos quais pode-se destacar o aquecimento global e chuva ácida. Além disso, como esses materiais tratam-se de recursos não-renováveis, o desenvolvimento de novas fontes de energia e produtos químicos advindos de fontes limpas, sustentáveis e renováveis é imprescindível. Nos últimos anos a academia e a indústria tem buscado soluções para inserir fontes renováveis (biomassa) como material de partida na substituição de recursos fósseis. Dentre as várias fontes de substratos obtidos a partir da biomassa, carboidratos vem despertando interesse por permitir acessar diferentes produtos químicos com diferentes aplicações. Entre eles, pode-se destacar o 5- hidroximetilfurfural (HMF), pois ele é uma plataforma química de alto valor agregado e pode ser empregado como material de partida para diferentes produtos, como fármacos, biocombustíveis, agroquímicos, resinas, entre outros. O HMF pode ser obtido via desidratação da frutose catalisada por ácido, onde dimetilsulfóxido (DMSO), água, líquidos iônicos (LI) são geralmente empregados como solventes. Porém, é difícil a separação do HMF do DMSO, o uso de água gera produtos secundários e os LI geralmente são tóxicos e de alto custo. Dessa forma, devido a urgência de metodologias que sejam sustentáveis e ambientalmente amigáveis, o uso de solventes eutéticos profundos (DES) é uma alternativa. Eles são uma mistura de substâncias, sendo uma doadora e outra aceptora de ligação de hidrogênio. Neste contexto, os DES vem ganhando destaque na literatura como solvente para a síntese do HMF. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo estudar a conversão da frutose em HMF, empregando DES a base de cloreto de colina (ChCl) e diferentes sais metálicos, em sistema bifásico, como catalisadores e aquecimento assistido por micro-ondas (IMO). Para isso, foram realizados estudos avaliando os parâmetros reacionais: catalisador (AlCl3, CuCl2, ZnCl2, CrCl3, MnCl2, CoCl2, SnCl2, FeCl3 e NiCl2), tempo de reação, temperatura e quantidade de catalisador. Após otimizar os parâmetros de reação, as melhores condições para obtenção do HMF são: 110 ºC, 10 min, IMO 75W, sistema bifásico (DES/acetato de etila), 10 mol% de CrCl3. Nestas condições foi possível converter a frutose em HMF com 72%. |