Resumo |
Nos últimos anos a preocupação acerca do uso indiscriminado de combustíveis fósseis tem aumentado significativamente. Diante disso, a busca de materiais com potencial para a substituição dessa matéria-prima vem ganhando espaço em inúmeras pesquisas. Neste contexto, a biomassa vem se destacando, por ser de baixo custo, de grande abundância e ser de origem renovável. Ela pode ser implementada em processos que envolvem a biorrefinaria, que são indústrias que convertem matéria-prima renovável de base biológica em produtos de interesse para sociedade. Entre esses produtos, pode-se destacar o furfural, que é uma molécula plataforma de alto valor agregado, sintetizada a partir da xilose – carboidrato de 5 carbonos oriundo da biomassa. Nesse contexto, o conceito de Química Verde mostra-se de grande importância, fornecendo orientações e diretrizes de como se obter produtos valiosos, como o furfural, de forma mais sustentável e amigável ao meio ambiente. Um dos tópicos abordados por ela é a catálise, que tem como intenção aumentar a seletividade e eficiência das reações químicas, ocasionando na diminuição da produção de resíduos e menor uso de energia e tempo de reação. Dessa forma, o ácido p-sulfônico calix[4]areno, organocatalisador da classe dos calix[n]arenos, aparece como uma boa opção, visto que demonstra grande potencial catalítico, além de ser ainda pouco explorado e apresentar qualidades desejadas, como boa reciclabilidade, não ser corrosivo e ser de baixa volatilidade e toxicidade. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo produzir furfural a partir da xilose, utilizando o ácido p-sulfônico calix[4]areno como catalisador. Para isso, foram avaliados diferentes sistemas bifásicos e parâmetros reacionais (temperatura, tempo e carga de catalisador), com objetivo de produzir o furfural com os melhores rendimentos, empregando um reator de irradiação de micro-ondas. O furfural foi analisado por cromatografia gasosa acoplada com espectrometria de massas e quantificado via calibração externa empregando o 1,3,5-trimetoxibenzeno como padrão interno. As condições em que o furfural foi obtido com o melhor rendimento foi a 160 °C, 10 min e 1 mol% de catalisador, empregando um sistema bifásico composto por água saturada com NaCl, que serviu como fase reacional, e acetato de butila, que foi a fase extratora para qual o furfural se transferiu após ser formado. Dessa forma, o furfural foi obtido com 77% de rendimento, empregando uma metodologia em concordância com a Química Verde, além de empregar um catalisador reutilizável e ter sido feita em um curto período de tempo. |