[pt] A reação de acoplamento C-C de Suzuki, desde a sua descoberta, sempre atraiu o interesse de diversos pesquisadores e encontrou aplicação em diversos campos tanto na academia como na indústria. Movidos pelos problemas ambientais que tanto preocupam nossa sociedade e pelos princípios da química verde, criados para guiar os químicos na direção de uma ciência sustentável, pesquisadores tem buscado criar catalisadores eficientes para essa reação, que consigam uma alta seletividade em condições reacionais brandas. O desenvolvimento de catalisadores heterogêneos é motivado pela sua fácil remoção do meio reacional e seu possível reuso para um elevado número de reações. Uma abordagem para criação desses catalisadores é a ancoragem de íons metálicos ou de nanopartículas (Nps) metálicas em suportes que facilitem seu manuseio, remoção e reuso. Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas de paládio (Nps Pd) estabilizadas por carboximetilcelulose (CMC), em cuja síntese foi utilizado o ácido L-ascórbico (AA) como agente redutor. Essas Nps foram caracterizadas por UV-VIS, FT-IR-ATR, DLS, potencial zeta, MEV e EDS. A reação de redução do 4-nitrofenol foi utilizada como teste preliminar para verificar a atividade catalítica dessas Nps e, em diferentes condições, a reação ocorreu com tempos que variaram de 3 a 10 minutos. Depois, foram empregadas três diferentes metodologias para a síntese de Nps Pd que utilizaram a CMC como agente redutor e estabilizador a fim de eliminar o uso do AA. As três Nps sintetizadas foram usadas para catalisar uma reação de acoplamento entre o ácido fenilborônico e o 4-iodofenol com rendimentos de 68-76 por cento em duas horas. As Nps que obtiveram maior rendimento foram escolhidas para dar prosseguimento ao projeto. Foram caracterizadas por UV-VIS, FT-IR-ATR, DLS, potencial zeta, MEV e EDS e foram utilizadas para catalisar mais três acoplamentos de Suzuki com rendimentos de 74 por cento a 86 por cento. Um suporte lignocelulósico, mecanicamente e termicamente resistente, feito a partir da biomassa de bambu foi funcionalizado com 1-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) e caracterizado por FT-IR-ATR. Foi, então, impregnado para a imobilização de Na2PdCl4 (T_PdCl2) e das Nps Pd reduzidas e estabilizadas com CMC escolhidas (T_PdCMC_R). Os catalisadores desenvolvidos foram caracterizados por FT-IR-ATR, MEV e EDS. O catalisador T_PdCl2 foi utilizado em 4 reações seguidas com perdas de rendimento a cada reação (de 92,2 por cento até 18,4 por cento). Por ICP OES foi determinado que a quantidade de paládio lixiviada foi de 0,20 ppm na primeira reação e de 0,10 ppm nas reações seguintes. O catalisador T_PdCMC_R foi usado para a reação acoplamento entre ácido fenilborônico e 4-iodofenol e, em diferentes condições, obteve rendimentos de 35 por cento e 43 por cento. / [en] Suzuki C-C coupling reaction, since its discovery, has always attracted the interest of researchers and has found application in several fields both in academia and industry. Driven by environmental problems that concern our society so much and by the principles of green chemistry, created to guide chemists towards a sustainable science, researchers have sought to create efficient catalysts for this reaction, which achieve high selectivity in mild reaction conditions. The development of heterogeneous catalysts is motivated by its easy removal from the reaction medium and its possible reuse for a high number of reactions. One approach for creating these catalysts is to anchor metallic ions or metallic nanoparticles (Nps) in supports that facilitate their handling, removal and reuse. In this work, palladium nanoparticles (Nps Pd) reduced by ascorbic acid (AA) and stabilized by carboxymethylcellulose (CMC) were synthesized. These Nps were characterized by UV-VIS, FT-IR-ATR, DLS, zeta potential, SEM and EDS. The 4-nitrophenol reduction reaction was used as a preliminary test to verify the catalytic activity of these Nps and, under different conditions, the reaction occurred with times ranging from 3 to 10 minutes. Then, three different methodologies for the synthesis of Nps Pd using CMC as reducing and stabilizing agent were proposed in order to eliminate the use of AA. The three synthesized Nps were used to catalyze the coupling reaction between phenylboronic acid and 4-iodophenol with yields of 68-76 percent in two hours. The Nps that obtained the highest yield were chosen to be used in the next steps of the project. These Nps were characterized by UV-VIS, FT-IR-ATR, DLS, zeta potential, SEM and EDS and were used to catalyze three more Suzuki couplings with yields of 74-86 percent. A mechanically and thermally resistant lignocellulosic support, made of bamboo biomass, was functionalized with 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (TEMPO) and characterized by FT-IR-ATR. It was then impregnated for the immobilization of Na2PdCl4 (T_PdCl2) and the chosen Nps Pd reduced and stabilized by CMC (T_PdCMC_R). The developed catalysts were characterized by FT-IR-ATR, MEV and EDS. The catalyst T_PdCl2 was used in 4 reactions in a row with yield losses for each reaction (from 92.2 percent to 18.4 percent). By ICP OES it was determined that the amount of palladium leached was 0.20 ppm in the first reaction and 0.10 ppm in the following reactions. The catalyst T_PdCMC_R was used for the coupling reaction between phenylboronic acid and 4-iodophenol and, under different conditions, obtained yields of 35 percent and 43 percent.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:51181 |
| Date | 07 January 2021 |
| Creators | GISELE SILVA DA CRUZ |
| Contributors | OMAR GINOBLE PANDOLI |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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