Partículas de óxido de ferro magnéticas modificadas com ácido p-sulfônico-calix[4]areno: preparação e uso em reações multicomponentes e de valoração do glicerol

dc.creatorCarlos Henrique Callegario Zacchi
dc.date.accessioned2019-10-11T20:03:18Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:07:24Z
dc.date.available2019-10-11T20:03:18Z
dc.date.issued2019-08-16
dc.description.abstractThe objective of this work was to synthesize magnetic particles of on iron oxide and modify the surface of this material with the organocatalyst p-sulfonic-calix[4]arene acid. Next, the catalysis of organic reactions promoted by the modified magnetic particles was investigated. The reactions where the particles were used as catalysts were: Biginelli reaction, xanthenone synthesis and synthesis of acetals derived from glycerol, the latter in order to add value to the glycerin. The synthesis of the magnetic particles can be made from different methodologies, in this work, the precipitation method, Pechini and solvothermic, was used. Then, the surface modification of these oxides was carried out by inserting a silica layer and then the p-sulfonic-calix[4]arene acid was covalently bound to the surface of the material, giving rise to the three catalysts that had their activity catalytic evaluation. The materials synthesized presented varied chemical compositions, in addition, they are morphologically distinct, so it was observed that the catalytic activity of these materials was different in the reactions studied. In Biginelli's reaction, the three catalysts were efficient. However, the one in which the magnetic support was synthesized by the precipitation method was the most efficient, leading to the formation of products with up to 88% yield. Similar behavior was observed for the xanthenone reaction. Although the three materials were efficient to promote the reaction catalysis, the catalyst in which the magnetic support was synthesized by the precipitation method led to the formation of xanthenones in up to 87% yield. Finally, in the aldehyde acetalization reaction with glycerol, the catalysis was promoted with higher efficiency by the catalyst in which the magnetic support was synthesized by the precipitation method. Products of up to 93% yield were obtained when the aldehyde employed contained the methoxy group at the para position of the aromatic ring. In addition, aiming for greater selectivity in obtaining acetals of five or six limbs, the variation of the reaction conditions (130° C and 30 min) only led to formation of the six-member isomer. Thus, it is concluded that the catalyst, whose magnetic support was obtained by the precipitation method, was the most efficient in all the reactions studied in this work. Thus, it is promising to study this material as a catalyst in other reactions that require acidic media to process efficiently.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/30328
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectQuímica Orgânica
dc.subjectÓxidos de ferro
dc.subjectCalixarenos
dc.subjectGlicerina
dc.subjectCatalisadores
dc.subjectCatálise
dc.subjectPrecipitação (Química)
dc.subjectSílica
dc.subjectAldeídos
dc.subject.otherPartículas magnéticas
dc.subject.otherCatalisadores magnéticos
dc.subject.otherReações multicomponentes
dc.subject.otherValoração do glicerol
dc.subject.otherCatálise
dc.subject.otherMagnetic particles
dc.subject.otherMagnetic catalysts
dc.subject.otherCatalysis of multicomponent reactions
dc.subject.otherValuation of glycerol
dc.titlePartículas de óxido de ferro magnéticas modificadas com ácido p-sulfônico-calix[4]areno: preparação e uso em reações multicomponentes e de valoração do glicerol
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Maria Helena de Araújo
local.contributor.advisor1Ângelo de Fátima
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5930812704632756
local.contributor.referee1Sérgio Antônio Fernandes
local.contributor.referee1Célia Machado Ronconi
local.contributor.referee1Gilson de Freitas Silva
local.contributor.referee1Guilherme Ferreira de Lima
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9207576706166769
local.description.resumoO objetivo deste trabalho foi sintetizar partículas de óxido de ferro magnéticas e modificar a superfície desse material com o organocatalisador ácido p-sulfônico-calix[4]areno. Em seguida, investigou-se a catálise de reações orgânicas promovida pelas partículas magnéticas modificadas. As reações em que as partículas foram empregadas como catalisadores foram: reação de Biginelli, síntese de xantenonas e síntese de acetais derivados do glicerol, essa última com o intuito de agregar valor à glicerina. A síntese das partículas magnéticas pode ser feita a partir de diferentes metodologias, neste trabalho, empregou-se o método da precipitação, Pechini e solvotérmico. Em seguida, realizou-se a modificação da superfície desses óxidos, inserindo uma camada de sílica e, em seguida, o ácido p-sulfônico calix[4]areno foi ligado covalentemente na superfície do material, originando os três catalisadores que tiveram sua atividade catalítica avaliada. Os materiais sintetizados apresentaram composições químicas variadas, além disso, são morfologicamente distintos, por isso, observou-se que a atividade catalítica desses materiais foi diferente nas reações estudadas. Na reação de Biginelli, os três catalisadores foram eficientes. No entanto, aquele em que o suporte magnético foi sintetizado pelo método da precipitação foi o mais eficiente, levando a formação de produtos com até 88% de rendimento. Comportamento semelhante foi observado para a reação de obtenção das xantenonas. Embora os três materiais foram eficientes para promoverem a catálise da reação, o catalisador em que o suporte magnético foi sintetizado pelo método da precipitação levou a formação de xantenonas com até 87% de rendimento. Por fim, na reação de acetalização de aldeídos com o glicerol, a catálise foi promovida com maior eficiência pelo catalisador em que o suporte magnético foi sintetizado pelo método da precipitação. Foram obtidos produtos com até 93% de rendimento, quando o aldeído empregado continha o grupo metóxido na posição para do anel aromático. Além disso, visando maior seletividade na obtenção de acetais de cinco ou seis membros, a variação das condições de reação (130º C e 30 min), levou à formação exclusiva do isômero de seis membros. Sendo assim, conclui-se que o catalisador, cujo suporte magnético foi obtido pelo método da precipitação, foi o mais eficiente em todas as reações estudadas neste trabalho. Dessa forma, é promissor o estudo desse material como catalisador em outras reações que requerem meio ácido para se processarem de modo eficiente.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

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