ESTUDO DA ATIVIDADE CATALÍTICA DE METALOPORFIRINAS EM SUPORTE INORGÂNICO SINTÉTICO EM REAÇÕES DE OXIDAÇÃO DE ALCANOS E ALCENOS
Aluno de Iniciação Científica: Fernando Henrique Coffacci de Lima (PIBIC/CNPq)
Curso: Química
Orientador: Fernando Wypych
Co-Orientador: Shirley Nakagaki
Colaborador: Guilherme S. Machado, Geani M. Ucoski
Departamento: Química
Setor: Ciências Exatas
Palavras-chave: Porfirina , Catálise , Oxidação
Área de Conhecimento: 10602003 - QUÍMICA INORGÂNICA
Metaloporfirinas são muito investigadas como catalisadores de reações de oxidação. estas reações podem ser processadas via catálise homogênea ou heterogênea. A grande diferença entre elas é que na heterogênea tem-se a possibilidade de reutilização do catalisador, geralmente um composto de comprovada atividade catalítica em solução (catálise homogênea) imobilizado em um suporte inorgânico. Neste trabalho é apresentado a imobilização da ferroporfirina [Fe(TDCSPP)][(5,10,15,20–meso-2,6-dicloro-3-sulfonatofenil porfirina) ferro III] (FeP) em uma sílica funcionalizada previamente preparada (SiP). A sílica, foi obtido pelo processo sol-gel hidrolítico catalisado por ácido, usado TEOS (Si(OC2H5)4) como fonte de silício, na presença de CPTS (C6H15ClO3Si) em um solvente adequado. O sólido obtido foi funcionalizado com cloreto de 3-n-propil-(3-metilpiridil) silsesquioxano. A imobilização da FeP no sólido se processou através da reação de 300 mg de SiP, 0,015 mmol de FeP e 45 mL de metanol, por 24 h à temperatura ambiente. O sólido contendo a FeP imobilizada (FeP-SiP) foi lavado com metanol e a solução de lavagem foi analisada por UV-Vis para a determinação indireta da quantidade de catalisador imobilizado no suporte (3,84x10-5 mol/g). A caracterização do composto por FTIR mostrou bandas características da sílica (3448 cm-1, vibrações de deformação axial dos grupos SiO-H; 1090 cm-1, estiramento do Si-O presentes na estrutura da sílica, 950 cm-1, vibração Si-OH e 790 cm-1, deformação do grupo Si-O). A espectroscopia de UV-Vis em emulsão de óleo nujol mostrou a banda característica da FeP em cerca de 420 nm e a presenças das bandas Q. A análise de RPE mostrou a presença de sinais característicos da presença de Fe(III), simetria axial (g=6,0 e g=2,0) e sinal rômbico (g=4,3) confirmando a presença da FeP no suporte. A atividade catalítica do sólido FeP-SiP, foi investigada em reações de oxidação do cicloocteno e cicloexano utilizando iodosilbenzeno como doador de oxigênio. Na oxidação do cicloocteno observou-se a formação de 65% de epóxido. Essa valor é menor que o encontrado para a catálise homogênea (~80%) porém, na utilização da FeP-SiP o catalisador pôde ser recuperado e reutilizado em novas reações. De forma não usual, para o primeiro re-uso obteve-se um rendimento maior do que no primeiro uso (85% para epóxido). Para a oxidação do cicloexano obteve-se de 48 % de cicloexanol e 3 % para cicloexanona. As soluções de reação foram analisadas por UV-Vis e não foi observada uma lixiviação significativa da FeP da sílica, o que torna o catalisador reutilizável.