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Esterificação e transesterificação em presença de complexos de titânio e zircônio. / Fatty acid methyl esters preparation in the presence of malto-late and n-butoxide Ti(IV) and Zr(IV) complexes.

Brito, Yariadner Costa 25 August 2008 (has links)
Alkyl esters, identified as biodiesel, are obtained by transesterification of vegetable oils or by esterifications of fatty acids. The transesterification process, to produce biodiesel, consists of a chemical reaction of vegetable and animal oils or fats with the common alcohol (ethanol) or methanol, in the presence of a catalyst (Brönsted acid or base). By esterification, biodiesel results of the reaction of fatty acids with an alcohol, forming monoesters and water. This reaction can be catalyzed by species as Brösnted acids. Titanium and zirconium compounds, mainly the alcoxides, are known as good catalysts in transesterification and esterification reactions. However, these systems are sensible to the humidity and impurities of the reactional medium. In this context, this work presents results of the synthesis of titanium and zirconium compounds, exhibiting stability and tolerance to impurities present in the reactional medium. Complexes exhibiting the formule M (n-butoxide)x(malthol)4-x, where M=Ti or Zr, had been synthesized by the reaction of M (n-butoxide)4 with the ligand 3- hydroxi-2-methyl-4-pirone, during 48 hours, in THF. They had been washed with THF, dried and characterized. By spectroscopy in medium infra-red region, was determined that the complexation of the ligand occurs by the ά-hydroxyquinone deprotonated fragment. The most remarkable differences between the ligand spectrum and those of the complexes were the disappearance of the OH stretching mode at 3262 cm-1 and the shift of C=O stretching from 1656 cm-1 in the pyrone to ca. 1610 cm-1 in the pyronate complexes. The esterification reactions conduced in the presence of the metallic precursors (M(n-butoxide)4), (M=Ti or Zr), had confirmed the sensitivity of catalysts. In the reactions conduced in the presence of complexes M(nbutoxide) x(maltol)4-x (M=Ti or Zr) yields among 15 and 92 % (% FAMEs) were obtained, according of reactional conditions used. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ésteres alquílicos, denominados de biodiesel, são obtidos pela transesterificação e esterificação etílica ou metílica de óleos vegetais ou gorduras animais. O processo de transesterificação, para obtenção de biodiesel, consiste numa reação química dos óleos ou gorduras vegetais ou animais com o álcool comum (etanol) ou o metanol, na presença de um catalisador (base ou ácido de Brönsted). Já o biodiesel obtido via esterificação, resulta de uma reação onde um ácido graxo reage com um álcool formando monoésteres e água. Comumente, esta reação pode ser catalisada por espécies que atuam como ácidos de Brösnted. Compostos de titânio e de zircônio, sobretudo os alcóxidos, são conhecidos como catalisadores eficientes em reações de transesterificação e esterificação. Porém, estes sistemas são bastante sensíveis à umidade e impurezas do meio reacional. Neste contexto, este trabalho apresenta resultados visando à síntese de compostos de titânio e zircônio, que sejam mais estáveis e mais tolerantes a possíveis contaminantes, presentes no meio reacional. Complexos de fórmula geral M(n-butóxido)x(maltol)4-x, onde M=Ti ou Zr, foram obtidos pela reação de M(n-butóxido)4 com o ligante 3-hidroxi-2-metil- 4-pirona, durante 48 horas, em THF. Eles foram lavados com THF, secos e caracterizados. Por espectroscopia na região do infravermelho médio, ficou evidenciada a coordenação do ligante ao centro metálico, provavelmente pelo fragmento ά-hidroxiquinona desprotonado. A comparação, entre o espectro do ligante livre e os dos complexos, permite observar o desaparecimento da absorção de estiramento OH do ligante (3262 cm−1) e o deslocamento da banda de absorção de estiramento da C=O, de 1656 cm−1 (no ligante) para aproximadamente 1610 cm−1 (nos complexos). Testes com os precursores metálicos (M(n-butóxido)4), M=Ti e M=Zr confirmaram a sensibilidade destes ao meio reacional. Já as reações conduzidas na presença de complexos M(nbutóxido) x(maltol)4-x de Ti ou Zr, mostraram rendimentos (% ésteres metílicos) entre 15 e 92%, dependendo da condição reacional empregada.

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