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Tipo: Dissertação
Título: Hidroformilação e hidroaminometilação de ésteres ômega-insaturados oriundos da biomassa
Título(s) alternativo(s): Hidroformilação e hidroaminometilação de ésteres ω-insaturados oriundos da biomassa
Autor(es): Tamires Passini Araújo
primer Tutor: Eduardo Nicolau dos Santos
primer miembro del tribunal : Carlos René Klotz Rabello
Segundo miembro del tribunal: Patricia Alejandra Robles-Azocar
Resumen: Os óleos vegetais, como o óleo de soja e o óleo de mamona, são fontes de ésteres metílicos de ácidos graxos, abreviados por FAMEs (do inglês Fatty Acid Methyl Ester), que podem ser precursores de diversos produtos de alto valor agregado, por exemplo polímeros e fármacos. O 10-undecenoato de metila (UME) e o 9-decenoato de metila (DME) são ésteres metílicos ômega-insaturados oriundos da pirólise do óleo de mamona e da etenólise do biodiesel de soja, respectivamente. A partir da hidroformilação e hidroaminometilação do UME e do DME podem ser obtidos aldeídos e aminas, respectivamente, com potencial aplicação na síntese de polímeros biorrenováveis. A hidroaminometilação é um processo catalítico tandem compreendido de três etapas: hidroformilação do alqueno, resultando em um aldeído; condensação de amina com aldeído; e hidrogenação da enamina ou da imina formada na segunda etapa, o que origina aminas lineares ou ramificadas. Essa reação é interessante ambientalmente, porque gera menos resíduos se comparada com processos não catalíticos, e também é economicamente atraente, pois possibilita alta seletividade para o produto de interesse em poucas horas de reação, além de que as várias etapas ocorrem em um único reator. A hidroformilação e a hidroaminometilação do UME foram estudadas em diferentes condições reacionais, variou-se a temperatura, o ligante auxiliar e os solventes. O aldeído linear 12-oxododecanoato de metila foi obtido com 98% de seletividade, empregou-se o precursor catalítico [Rh(COD)(OMe)]2, o ligante auxiliar Xantphos e o solvente tolueno a 100ºC. A amina linear proveniente da hidroaminometilação do 10-undenoato de metila com a 4-metilpiperidina foi obtida com 89% de seletividade em um sistema com [Rh(COD)(OMe)]2/Xantphos (P/Rh=5) em 5 horas de reação, foi usada a mistura de solventes tolueno:metanol 1:1. O uso do solvente etanol nesta mesmas condições reacionais possibilitou 80% de seletividade para a amina linear em apenas 2 horas de reação, o que apresenta uma alternativa ambientalmente amigável e economicamente mais viável. O DME foi obtido a partir da etenólise dos FAMEs do biodiesel de soja com catalisador de Grubbs de primeira geração, foram alcançados conversão de 62% e rendimento de 13,9±2,0% em massa para o DME (pureza=90%).
Abstract: Vegetable oils, such as soybean oil and castor oil, are sources of methyl esters of fatty acids, abbreviated by FAMEs (Fatty Acid Methyl Ester), which can be precursors of several products of high added value, for example polymers and pharmaceuticals. Methyl 10-undecenoate (UME) and methyl 9-decenoate (DME) are omega-unsaturated methyl esters obtained from the pyrolysis of castor oil and the ethenolysis of soybean biodiesel, respectively. By the hydroformylation and hydroaminomethylation of the UME and DME, aldehydes and amines can be obtained, respectively, they are potential application in the synthesis of bio-renewable polymers. Hydroaminomethylation is a tandem catalytic process comprised of three stages: hydroformylation of the alkene resulting in an aldehyde; condensation of an amine with aldehyde and hydrogenation of the enamine or imine formed in the second step, which gives rise to linear or branched amines. This reaction is environmentally interesting, because it generates less waste compared to non-catalytic processes, and it is also economically attractive, as it allows high selectivity for the main product in a few hours of reaction, in addition to the fact that the various steps take place in a single reactor. The hydroformylation and hydroaminomethylation of the UME were studied under different reaction conditions: the temperature, the auxiliary ligand and the solvents were varied. The linear aldehyde 12-methyl oxododecanoate was obtained with 98% of selectivity when the catalytic precursor [Rh(COD)(OMe)]2, the auxiliary ligand Xantphos and the solvent toluene were used at 100ºC. The linear amine from the hydroaminomethylation of methyl 10-undenoate with 4-methylpiperidine was obtained in 89% of selectivity when the system [Rh(COD)(OMe)]2/ Xantphos (P / Rh = 5), in the solvent mixture toluene: methanol 1:1 was used in 5 hours reaction time. The use of the ethanol solvent in this same reaction conditions allowed 80% of selectivity for the linear amine in just two hours of reaction, which represents an environmentally friendly and more economically viable alternative. The DME was obtained from the ethenolysis of the FAMEs of soybean biodiesel with first generation Grubbs catalyst, conversion of 62% and 13.9 ± 2.0% mass yield for DME (purity = 90%).
Asunto: Química inorgânica
Hidrogenação
Biomassa
Aldeídos
Aminas
Aldeídos
Pirólise
Ésteres
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/36330
Fecha del documento: 30-mar-2021
Aparece en las colecciones:Dissertações de Mestrado

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