65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica

TESTES CATALÍTICOS DOS COMPLEXOS DIMETIL Bis (2,4- PENTANODIONATE DE Sn(IV) - Sn-CH3 E DICLORO Bis (2,4-PENTANODIONATE) DE Sn(IV) - Sn-Cl EM REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO E ESTERIFICAÇÃO.

Thatiane Veríssimo dos Santos - Instituto de química e biotecnologia-UFAL Mônica Araújo da Silva - Instituto de química e biotecnologia-UFAL Simoni Margareti Plentz Meneghetti - Profa. Dra/ Orientadora- Instituto de química e biotecnologia-UFAL Mario Roberto Meneghetti - Profa. Dr.- Instituto de química e biotecnologia-UFAL

INTRODUÇÃO:

A crise energética é o cenário que o mundo está vivenciando devido à maior dificuldade de exploração dos combustíveis fósseis associada à degradação ao meio ambiente1. Diante deste quadro muitas pesquisas têm se concentrado no desenvolvimento de novos insumos básicos, de caráter renovável, para a produção de combustíveis que possam substituir os derivados de petróleo, o que coloca a biomassa em um papel de destaque. Dentre esses combustíveis encontra-se o biodiesel um combustível renovável, biodegradável, com emissões tóxicas significativamente menores comparativamente aos de origem fóssil, produzido a base de espécies oleaginosas. Devido a todas estas características o biodiesel tem espaço no mercado mundial que anseia por “energia limpa”2. Esse trabalho visa ampliar a discussão iniciada em torno da atividade catalítica apresentada por complexos à base de estanho(IV) em reações de transesterificação3 e esterificação 4. Para tanto, os catalisadores investigados foram o dimetil bis (2,4-pentanodionate) de estanho(IV) – Sn-CH3 e dicloro bis (2,4-pentanodionate) de estanho(IV) – Sn-Cl ), visando avaliar a influência dos diferentes ligantes em torno do átomo central, sobre os rendimentos reacionais na reação de alcoólise.

OBJETIVO DO TRABALHO:

- Avaliar a obtenção de biodiesel a partir do óleo de soja e de seus ácidos graxos, empregando sistemas catalíticos alternativos a base de estanho(IV); - Caracterizar os ésteres empregando a técnica de cromatografia gasosa (CG).

MÉTODOS:

O óleo de soja refinado foi adquirido no comércio local (Bunge). O metanol (99,5%) foi adquirido da empresa Dinâmica, os catalisadores foram adquiridos da Aldrich e o sulfato de magnésio anidro da Vetec. Todos os reagentes foram usados sem qualquer tratamento prévio. Todos os experimentos foram realizados em reator descontínuo, usando as mesmas razões molares 400:100:1 para o álcool, ácido graxo/óleo e catalisador, respectivamente. O ácido graxo e o óleo vegetal foram esterificado e transesterificado na presença do álcool e dos catalisadores. Os tempos de reação variaram de 1 h até 10 h. As temperaturas empregadas foram de 80 °C e 120 °C. Os produtos obtidos nas reações de transesterificação foi lavado com água destilada e centrifugado (5 minutos/2500 rpm) já os produtos obtidos na esterificação não passou por nenhum processo de purificação. O processo de lavagem e centrifugação foi repetido por três vezes. Após ser lavada e centrifugada a mistura reacional (fase orgânica) foi transferida para um frasco adequado e estocada com o agente dessecante sulfato de magnésio anidro. Após esse tratamento as amostras foram analisadas por cromatografia gasosa (CG) (amostras transesterificadas) e titulação ácido-base (amostras esterificadas).

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Os resultados apresentados nas reações de transesterificação nos mostraram que o complexo Sn-CH3 apresentou uma atividade catalítica superior ao complexo Sn-Cl. Em 2 horas de reação a 80º C, o complexo Sn-CH3 atingiu um rendimento de 45% enquanto o complexo Sn-Cl um rendimento de apenas 5%. Essa tendência de reatividade também foi observada quando empregado a temperatura de 120ºC. Nessa condição mais enérgica, percebe-se que o complexo dimetil bis (2,4-pentanedionate) de estanho (IV) – Sn-CH3 também apresentou uma atividade superior ao complexo dicloro bis (2,4-pentanedionate) de estanho (IV) – Sn-Cl. Observa-se que em apenas 1 hora de reação, o catalisador Sn-Cl apresentou um rendimento > 5%, enquanto que o catalisador Sn-CH3 nas mesmas condições apresentou um rendimento de 45%. Com a finalidade de aprofundar os estudos com o dois catalisadores em questão, os mesmos foram testados em reações de esterificação. E nessas reações, o comportamento dos complexos foram significativamente alterados, na qual o catalisador Sn-Cl apresenta atividade superior ou comparável ao Sn-CH3. Na condição de 80ºC, foi observado que o complexo Sn-Cl exibiu uma atividade catalítica superior ao complexo Sn-CH3, principalmente após 3 horas de reação. Na temperatura de 120ºC, foi observado que o complexo Sn-Cl apresentou seu rendimento máximo (90% aproximadamente) em apenas 3 horas de reação. O mesmo não aconteceu com o complexo Sn-CH3, percebe-se que a melhor conversão, de 86%, foi no tempo reacional

CONCLUSÕES:

Quanto à obtenção de biodiesel a partir da reação de transesterificação foi observado que o complexo Sn-CH3 apresentou-se mais ativo quando comparado ao complexo Sn-Cl. A influência, principalmente dos efeitos estéreos e eletrônicos, dos diferentes grupos presentes na estrutura do catalisador foi colocada em evidência. Deste modo, foi possível sugerir uma tendência de ordem de reatividade, onde: Sn-CH3>Sn-Cl. Esse comportamento foi confirmado com estudos teóricos que demonstraram que efeitos eletrônicos são mais importantes que efeitos estéreos e que o catalisador Sn-CH3 é o mais ácido. Já para a reação de esterificação percebeu-se uma alteração no comportamento dos catalisadores, ou seja, o complexo Sn-Cl apresentou atividade superior quando comparado ao Sn-CH3. Visto que a única diferença entre as reações de transesterificação e esterificação seja apenas o substrato (triacilglicerol ou ácido graxo, respectivamente), é admissível deduzir que a presença do ácido graxo seja a razão para tornar o sistema Sn-Cl ativo. Nesse caso, pode-se sugerir que esteja ocorrendo a protonólise do precursor catalítico, devido à presença do ácido graxo, com remoção do ligante Cl na forma de HCl, seguida da coordenação de espécies carboxilato ao centro metálico.

Palavras-chave: Biodiesel, Esterificação, Transesterificação.