DEQUI - Departamento de Química
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Navegando DEQUI - Departamento de Química por Autor "Aguiar, Guilherme Carletti de"
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Item Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos a base de nióbio para oxidação do tioanisol.(2022) Aguiar, Guilherme Carletti de; Silva, Adilson Cândido da; Fajardo, Humberto Vieira; Silva, Adilson Cândido da; Nogueira, André Esteves; Oliveira, Luiz Carlos Alves deO estudo da oxidação do tioanisol é de grande importância, pois esse é modelo mais comum para se estudar oxidação de sulfetos orgânicos. Sua oxidação gera os grupos sulfóxido e sulfona, importantes precursores da indústria química, principalmente farmacêutica, pois são utilizados como blocos de construção de moléculas que possibilitarão a sintetização de uma ampla variedade de fármacos. Atualmente, a produção de ambos é realizada pelo método de oxidação aplicando diversos catalisadores (baixa atividade catalítica), tempos elevados e altas temperaturas. O que torna de enorme importância o desenvolvimento de catalisadores heterogêneos, que apresentam boa atividade catalítica e seletividade para obtenção de sulfóxidos e sulfonas. Os compostos de nióbio são importantes materiais encontrados tanto em associação com o elemento tântalo na forma de pegmatita e que após um processamento o nióbio é obtido na forma de Nb2O5, quanto sintético. Esses compostos despertam interesse para a aplicação em catálise heterogênea devido às características como a estabilidade química, baixa toxicidade e, principalmente, grande número de sítios ativos, como os grupos ácidos superficiais (Lewis e Brønsted), que podem ser modificados para formar espécies oxidantes denominados grupos peroxo-nióbio. Dessa forma, por serem bons candidatos para aplicação na catálise heterogênea, propôs-se a desenvolver um catalisador à base de nióbio com propriedades ácidas superficiais interessantes, através da síntese do oxihidróxido de nióbio (NbO2OH), de modo a compará-lo com outro composto a base de nióbio, o óxido de nióbio hidratado (Nb2O5∙nH2O) frente à reação de oxidação do tioanisol aos produtos metil fenil sulfóxido e metil fenil sulfona.Caracterizaram-se os materiais por adsorção/dessorção física de nitrogênio (BET), espectroscopia de infravermelho com piridina adsorvida (PyFTIR) e difração de raios-X (DRX).Os resultados obtidos nas caracterizações mostraram a obtenção de um catalisador com propriedades texturais interessantes, com elevada acidez superficial tanto de Lewis quanto de Brønsted. Para ambos os materiais, avaliaram-se as taxas de conversão variando a massa de catalisador, o tempo de reação, teor de H2O2, temperatura reacional e natureza do solvente. O NbO2OH apresentou conversões satisfatórias, sendo seu máximo de 92% em duas horas de reação, temperatura ambiente e utilizando H2O2 como agente oxidante.Item Thioanisole oxidation promoted by new niobium-based catalyst : the effect of surface hydroxyl groups on catalytic performance.(2023) Aguiar, Guilherme Carletti de; Batalha, Daniel Carreira; Fajardo, Humberto Vieira; Gabriel Filho, José Balena; Bruziquesi, Carlos Giovani Oliveira; Oliveira, Luiz Carlos Alves de; Gonçalves, Mateus Aquino; Ramalho, Teodorico de Castro; Silva, Adilson Cândido daIn this work, the application of a new, synthesized niobium-based catalyst, called S4 (niobium oxyhydroxide), in the liquid-phase oxidation of methyl-phenyl sulfide (thioanisole) using hydrogen peroxide as oxidant was proposed. The synthetic method employed provided a material with low crystallinity and high specific surface area and acidity. A commercial material, called HY-340 (hydrated niobium oxide), was also employed as heterogeneous catalyst for comparative purposes. The results showed that the synthesized S4 material is an outstanding catalyst, being able to completely convert the substrate (thioanisole) that achieves almost 90% of selectivity for methyl phenyl sulfone formation, under mild reaction conditions. According to the theoretical and experimental combined results, the superior performance of S4 catalyst is related to the better interaction of H2O2 and thioanisole molecules with S4 surface, compared to HY-340, pointing to the greater ability of this catalyst to form reactive oxygen species in contact with hydrogen peroxide, due to its higher content of free hydroxyl groups present on its surface.