Desenvolvimento de sólidos destinados à catálise heterogênea a partir da interação de metaloporfirinas e suportes inorgânicos para reações de oxidação de alcenos, alcanos e corantes orgânicos

Abstract

Resumo: Neste trabalho foram utilizados diferentes suportes inorgânicos para a imobilização de metaloporfirinas, com posterior estudo da atividade catalítica frente à oxidação de diferentes substratos orgânicos (cicloocteno, cicloexano e n-heptano) e à degradação oxidativa (descoramento) do corante orgânico Verde Brilhante (VB). Primeiramente, com relação aos suportes envolvendo hidroxissais lamelares, uma família de ferroporfirinas aniônicas foi imobilizada no hidroxicloreto de zinco (HCZ), e também em óxido de zinco (ZnO) de alta pureza obtido pela decomposição hidrotérmica do hidroxinitrato de zinco (HNZ), os compostos obtidos foram caracterizados por diversas técnicas que confirmaram a obtenção dos sólidos e a imobilização das ferroporfirinas. Os sólidos foram empregados na reação de oxidação dos diferentes substratos orgânicos, gerando bons rendimentos de catálise e seletividade para álcool no caso dos alcanos. Os materiais sintetizados utilizando o ZnO como suporte também foram empregados na reação de oxidação do corante VB com peróxido de hidrogênio (H2O2), sendo que as reações catalisadas apresentaram valores de constante de velocidade (k') maiores do que as reações controle em todas as condições investigadas, além de uma melhor eficiência nas reações de descoramento. Também foram reportados os resultados das tentativas de imobilização de uma ferroporfirina aniônica nos suportes meta-caulinita e meta-haloisita, e apenas para a meta-haloisita foi observada a imobilização. O sólido obtido foi caracterizado e investigado como catalisador na reação de oxidação dos substratos orgânicos, com bons rendimentos e números de turnover, e, adicionalmente, com manutenção da eficiência catalítica nas reações de reutilização quando o cicloocteno foi empregado como substrato. Outra etapa do trabalho diz respeito à imobilização simultânea de duas diferentes metaloporfirinas, uma ferroporfirina aniônica e uma manganesporfirina catiônica, em um mesmo suporte inorgânico, o argilomineral haloisita natural, este sólido foi caracterizado por diversas técnicas que comprovaram a imobilização dos dois complexos no suporte, sendo aplicado em sequência na catálise de oxidação dos substratos orgânicos, apresentando bons resultados catalíticos e um possível efeito co-catalítico entre as duas metaloporfirinas na oxidação do cicloexano. Finalmente, a manganesporfirina catiônica [Mn(TMPyP)] foi imobilizada em haloisita e o sólido obtido empregado na reação de descoramento do corante VB, três condições de reação foram investigadas e em todas as reações catalisadas foram observados aumentos nos valores de k' das reações catalisadas em relação às reações controle.