Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
CIÊNCIA E TECNOLOGIA (33144010003P0)
ESTUDOS VISANDO A CICLIZAÇÃO DA PSEUDOIONONA UTILIZANDO DIFERENTES CATALISADORES ÁCIDOS
GABRIELA NOHEMI NUNEZ ESTEVES
DISSERTAÇÃO
30/07/2018

Os isômeros da ionona alfa, beta e gama (α, β, e ) são compostos sintéticos largamente utilizados como fragrâncias, além de também serem materiais de partida para a indústria farmacêutica. Atualmente, a síntese comercial das iononas é realizada utilizando-se o citral como material de partida em uma reação de duas etapas que tem a pseudoionona como reagente intermediário. A pseudoionona sofre ciclização e se obtém então a ionona. A seletividade para a obtenção dos diferentes isômeros da ionona é determinada pela utilização dos sítios ácidos do catalisador na segunda etapa da reação, mas a utilização de algumas bases minerais e ácidos para a síntese das iononas implica preocupações relacionadas com alta toxicidade, corrosão e gastos com a reposição do catalisador homogêneo, que é difícil de ser separado ao final da reação. Neste projeto foram estudados diferentes catalisadores ácidos heterogêneos na ciclização da pseudoionona. Amberlyst-35, uma resina ácida comercial, foi inicialmente testada avaliando-se diversos parâmetros de reação como: temperatura, tempo, velocidade de agitação, velocidade de adição do substrato e uso de diferentes solventes. Tipicamente foram obtidas conversões maiores que 97% após 10 h. Os produtos principais foram alfa- ionona, com um rendimento máximo de 22%; beta-ionona 8% e gama ionona 14%. No entanto, devido a baixa estabilidade, esta ultima é transformada nos isômeros alfa e beta, diminuindo seu rendimento final. Também são formados cerca de 60-70% de subprodutos, sendo provavelmente um deles o 1,1,6-trimetil-1,2,3,4-tetrahidro- naftaleno (alfa-ioneno) possivelmente derivado da gama-ionona. Na última etapa foram preparados carvões ácidos utilizando-se glicerol como matéria-prima. Estes sólidos foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho e testados na reação de ciclização da pseudoionona. Uma conversão de 92% foi obtida após 24 h. Os rendimentos máximos de iononas foram: alfa 4%, beta 14% e gama 3%. Apesar dos menores rendimentos, quando comparados à Amberlyst-35, com o uso de carvão como catalisador, outras iononas praticamente não são formadas: a razão / ionona com carvão foi de 3,7, contra 0.5 para a resina, o que facilitaria o isolamento do isômero beta para um eventual fim sintético ou comercial.

Catálise Heterogênea;Ciclização;Pseudoionona;Carvão ácido;Amberlyst
The alpha, beta and gamma ionone isomers (α, β, and γ) are synthetic compounds widely used as fragrances, as well as starting materials for the pharmaceutical industry. Currently the commercial synthesis of the ionones is performed using the citral as a starting material in a two-step reaction which has the pseudoionone as the intermediate reagent. The pseudoionone undergoes cyclization and the ionone is then obtained. The selectivity for obtaining the different isomers of the ionone is determined by the use of the acid sites of the catalyst in the second step of the reaction, but the use of some mineral and acid bases for the synthesis of the ionones implies concerns related to high toxicity, corrosion and expenses with the replacement of the homogeneous catalyst, which is difficult to separate at the end of the reaction. In this project different heterogeneous acid catalysts were studied in the cyclization of pseudoionone. Amberlyst-35, a commercial acid resin, was initially tested by evaluating various reaction parameters such as temperature, time, stirring rate, rate of substrate addition, and use of different solvents. Typically, conversions greater than 97% were obtained after 10 h. The major products were alpha-ionone, with a maximum yield of 22%; 8% beta-ionone and 14% ionone range. However, due to the low stability, the latter is transformed into the alpha and beta isomers, reducing its final yield. Approximately 60-70% of by-products are formed during the reaction, probably one of them being 1,1,6-trimethyl-1,2,3,4-tetrahydro-naphthalene (alpha-ionene) possibly derived from gamma-ionone. In the last step, acidic carbons were prepared using glycerol as raw material. These solids were characterized by infrared spectroscopy and tested in the cyclization reaction of pseudoionone. A conversion of 92% was obtained after 24 h. The maximum yields of ionones were: alpha 4%, beta 14% and gamma 3%. Despite the lower yields, when compared to Amberlyst-35, with the use of acid carbon as a catalyst, other ionones are practically not formed: the ratio / ionone with carbon was 3.7, against 0.5 for the resin, which would facilitate the isolation of the beta isomer for a possible synthetic or commercial purpose.
Heterogeneous Catalysis;Cyclization;Pseudoionone;acid carbon;Amberlyst
1
50
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

QUÍMICA
-
-

Banca Examinadora

DALMO MANDELLI
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
TIMOTHY JOHN BROCKSOM Participante Externo
MARCO ANTONIO BUENO FILHO Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 24

Vínculo

-
-
-
Não