Desenvolvimento de sólidos catalíticos para reações de oxidação de alcanos e alcenos baseados em metaloporfirinas quimicamente modificadas e hidróxidos duplos lamelares

Abstract

Resumo: Neste trabalho efetuou-se a síntese, caracterização e investigação da atividade catalítica de novas metaloporfirinas obtidas pela modificação estrutural da porfirina base livre [5,10,15,20-tetrakis(pentafluorofenilporfirina)] - [H2(TPFPP)] através da reação de substituição nucleofílica aromática com etileno glicol e ácido 4-mercaptobenzóico (MERC). No caso da modificação com MERC, as novas porfirinas apresentam estruturas que permitem a obtenção de metalocompostos e formação de sólidos estruturados que podem ser utilizados como catalisadores em meio heterogêneo. Um comportamento similar foi observado na síntese de uma cobreporfirina (CuP) modificada com dendrímeros. As metaloporfirinas modificadas mono e tetra substituídas com etileno glicol foram imobilizadas em sílica obtida pelo processo sol-gel e hidróxido duplo lamelar (HDL). A modificação de uma ferroporfirina neutra com (3-aminopropil)trietoxisilano (APTS) também é reportada. Dependendo das condições de síntese obteve-se sólidos para a catálise homogênea ou heterogênea. Por fim, efetuou-se a síntese de derivados macrocíclicos do tipo clorina, que após a complexação com íons Mn(III) foram imobilizadas em sílica pelo processo sol-gel. Todos os sólidos obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas: XRD, UV-Vis , FTIR, XPS, EDX, Análise química elementar de CHN, RMN 1H e 19F e EPR. A atividade catalítica dos sólidos preparados foi investigada em catálise homogênea e heterogênea em reações de oxidação (substratos: cicloocteno, cicloexano, cicloexanol, cicloexeno, heptano e catecol). As novas metaloporfirinas sintetizadas apresentaram eficiência catalítica frente a oxidação do alceno e seletividade para formação de álcool quando o substrato utilizado foi o alcano. Os sólidos em catálise heterogênea apresentaram a capacidade de reutilização, sem perdas significativas nos rendimentos.