Imobilização de metaloporfirinas em hidróxidos duplos lamelares esfoliados e funcionalizados

Abstract

Resumo: Metaloporfirinas são importantes exemplos de complexos macrocíclicos que têm atraído muita atenção pelo seu papel como catalisador eficiente e seletivo em uma série de reações de oxidação. Embora sejam compostos de reconhecida atividade catalítica em sistemas homogêneos, na oxidação de hidrocarbonetos, a dificuldade de reutilização tem levado a busca de processos de heterogeneização destes compostos visando aumentar a eficiência catalítica e a possibilidade de obtenção de sólidos catalíticos mais seletivos a determinados tipos de reações. Como um exemplo de sólido adequado na heterogeneização de metaloporfirinas, recentemente temos utilizado os hidróxidos duplos lamelares (HDLs). Os HDLs representam uma importante classe de materiais inorgânicos, consistindo de lamelas de hidróxidos de metais carregadas positivamente, empilhadas ao longo da direção basal e separadas por ânions hidratados intercalados. Neste trabalho, investigou-se o processo de intercalação e funcionalização de HDLs para torná-los mais apropriados e adequados a imobilização de espécies catalíticas como as metaloporfirinas. Processos de imobilização com diferentes ferroporfirinas foram efetuados, assim como um estudo preliminar na oxidação de alcanos e alcenos, com o objetivo de se obter catalisadores que sejam ao mesmo tempo seletivos e eficientes. Os catalisadores suportados foram utilizados na oxidação dos substratos orgânicos cicloocteno, cicloexano e heptano, obtendo-se seletividade e eficiência, sendo que o conjunto suporte/ferroporfirina levou a seletividades diferenciadas. As reações de reutilização dos catalisadores mostraram pouca perda de eficiência catalítica, o que viabiliza processos de recuperação e re-uso (reciclagem).

Abstract: Metalloporphyrins are important examples of macrocyclic complexes that have attracted much attention for their role as efficient and selective catalyst in a series of oxidation reactions. Although composed of recognized catalytic activity in homogeneous systems, the oxidation of hydrocarbons, the difficulty of reuse has led the search for processes of these compounds immobilization to increase the catalytic efficiency and the possibility of obtaining more selective solid catalyst for certain types of reactions. Examples of an appropriate solid for immobilization metalloporphyrins widely used are layered double hydroxide (LDH), whose represent an important class of inorganic materials, consisting of layer of positively charged metal hydroxide, stacked along the basal direction and separated by intercalated hydrated anions. In this work, it was investigated the process of intercalation and chemical modification of LDHs to make them more appropriate process for immobilization catalytic species as metalloporphyrins. Immobilization processes were performed with different iron porphyrins and a preliminary study on the oxidation of alkanes and alkenes, with the objective to obtain catalysts that are both efficient and selective. The supported catalysts were used in the oxidation of organic substrates cyclooctene, cyclohexane and heptane, resulting in selectivity and efficiency, the whole support/porphyrin iron has different selectivity. The reactions of reuse of the catalysts showed little loss of catalytic efficiency, which enables processes to recover and re-use (recycling).