Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/52993
Type: Tese
Title: Processos catalíticos one-pot em condições de hidroformilação para aplicação na química fina
Authors: Adelson de Oliveira Dias
First Advisor: Elena Vitalievna Goussevskaia
First Co-advisor: Eduardo Nicolau dos Santos
First Referee: Katia Bernardo Gusmão
Second Referee: Osvaldo de Lázaro Casagrande Júnior
Third Referee: Maria Helena de Araújo
metadata.dc.contributor.referee4: Rosemeire Brondi Alves
Abstract: Neste trabalho, foram utilizados processos catalíticos tandem, como a hidroaminometilação (HAM) e a hidroformilação/hidrogenação/acetoxilação, para a síntese de novos compostos, com potencial aplicação pela indústria de química fina. A (HAM) é um processo catalítico que permite sintetizar aminas a partir de olefinas e está perfeitamente alinhado com os preceitos da química verde. Logo, a HAM foi aplicada às hidroxiolefinas: isoprenol, linalol, nerolidol e isopulegol, empregando 4-metilpiperidina, morfolina e 1,2,3,4-tetraidroisoquinolina como aminas de partida. Sendo assim, várias aminas novas e estruturalmente complexas foram preparadas a partir de substratos biorrenováveis e de baixo custo, abrindo um caminho para explorar essa diversidade de substâncias quanto a atividade biológica. Os processos foram catalisados por complexo de ródio e otimizados pela variação dos parâmetros, tais como razão precursor catalítico/ligante, temperatura, natureza do ligante e pressão de CO/H2. O sistema de ródio não promovido levou principalmente a aminoálcoois, enquanto certos sistemas de ródio promovidos por ligantes de fósforo forneceram aminas contendo na sua estrutura unidades de tetraidropirano ou tetraidrofurano com rendimentos moderados a altos. Na sequência, foi empregada a reação de hidroformilação/hidrogenação/acetoxilação para a síntese de novos acetatos a partir de eugenol, isoeugenol, 2-alilfenol e 2-alil-6-metilfenol. Esse processo permitiu a valorização da matéria-prima biorrenovável de forma sustentável, muitas vezes, podendo diminuir ou eliminar a atividade alergênica de determinados substratos, que são comumente utilizados como ingredientes de fragrâncias. O processo foi realizado em duas etapas, ambas acontecendo no mesmo reator sem a separação dos produtos intermediários (processo one-pot). Na etapa de acetoxilação com álcool e anidrido acético, foi utilizado o organocatalisador DMAP (4-dimetilaminopiridina). Anidrido acético deve ser adicionado após as etapas de hidroformilação da olefina e de hidrogenação do aldeído, pois a presença deste reagente, na fase inicial, prejudica a seletividade do processo devido a sua interação com o aldeído nas condições utilizadas (150 ºC), resultando na formação de produtos indesejáveis.
Abstract: In this work, tandem catalytic processes were used, such as hydroaminomethylation (HAM) and hydroformylation/hydrogenation/acetoxylation, for the synthesis of new compounds, with potential application by the fine chemistry industry. A (HAM) is a catalytic process that allows synthesizing amines from olefins and is perfectly aligned with the precepts of the green chemistry. Therefore, HAM was applied to hydroxyolefins: isoprenol, linalool, nerolidol and isopulegol, and employing 4-methylpiperidine, morpholine and 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline as counterparts. Thus, several new and structurally complex amines were prepared from biorenewable and low-cost substrates, opening a path to explore this diversity of substances in terms of biological activity. The processes were catalyzed by rhodium complexes and optimized by the variation of the main parameters, such as catalytic/ligand precursor ratio, temperature, nature of the ligand and CO/H2 pressure. The unpromoted rhodium system leaded mostly to aminoalcohols, while certain rhodium systems promoted by phosphorus ligands provide amines containing a tetrahydropyran or a tetrahydrofuran moiety in moderate to high yields. Next, the hydroformylation/hydrogenation/acetoxylation reaction was used for the synthesis of new acetates from eugenol, isoeugenol, 2-allylphenol and 2-allyl-6-methylphenol. This process allowed the valorization of the biorenewable raw material in a sustainable way, often being able to decrease or eliminate the allergenic activity of certain substrates, which are commonly used as fragrance ingredients. The process was carried out in two stages, both of which were happening in the same reactor without the separation of intermediate products (one pot process). In the acetoxylation stage with alcohol and acetic anhydride, the organocatalyst DMAP (4-dimethylaminopyridine) was used. Acetic anhydride should be added after the steps of hydroformylation of olefin and hydrogenation of the aldehyde, because the presence of this reagent in the initial phase of the reaction impairs the selectivity of the process due to its interaction with aldehyde under the conditions used (150 ºC), resulting in the formation of undesirable products.
Subject: Química inorgânica
Química fina
Catálise
Olefinas
Aminas
Catalisadores
Hidrogenação
Ródio
Acetatos
Aldeídos
Espectroscopia de ressonância nuclear
Ressonância magnética nuclear
Espectrometria de massa
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/52993
Issue Date: 14-Apr-2023
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