Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos a base de nióbio para oxidação do tioanisol.

Abstract

O 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.