Oxidação de oleato de metilo a produtos de maior valor acrescentado

Abstract

O interesse no uso de recursos renováveis como matéria-prima para a indústria química tem vindo a aumentar. Os óleos vegetais são uma fonte valiosa de hidrocarbonetos, que podem ser usados para a produção de produtos químicos com valor acrescentado, incluindo vários tipos de aplicações. Do ponto de vista químico, as cadeias de ácidos gordos com ligações duplas conjugadas e / ou em posições incomuns da cadeia alquílica são de elevado interesse prático. Devido às suas características, nomeadamente pela versatilidade estrutural que exibem, os polioxometalatos são uma classe importante de compostos inorgânicos que tem atraído crescente atenção para aplicação como catalisadores, em reacções de oxidação de compostos orgânicos. Foram realizados estudos usando oleato de metilo (OM) como substrato, sendo testadas as condições adequadas à sua oxidação. O éster metílico foi oxidado com peróxido de hidrogénio, um oxidante seguro e viável, na presença de polioxometalatos substituídos por metais de transição. A reacção ocorreu em condições suaves, a 80 º C e como solvente utilizou-se o 1,2-DCE. Os produtos obtidos nas reacções de oxidação do OM foram caracterizados por CG-MS e a monitorização ao longo do tempo foi efectuada por GC-FID. Os principais produtos observados foram epóxidos e dióis. A maior percentagem de conversão do OM obtida foi de cerca de 40%. Foram realizadas experiências semelhantes, embora em meio aquoso, sem recurso a solventes clorados e as reacções foram favorecidas pela formação de micelas através da sonicação. Neste caso, as reacções revelaram-se muito mais lentas; no entanto, foi possível identificar por CG-MS os picos característicos dos compostos resultantes da oxidação do OM.

The interest on the use of renewable resources as raw material for chemical industry has increased. Vegetable oils are a valuable source of hydrocarbons that can be used for the production of chemicals with added-value, being used for many applications, including polymers production. From a chemical perspective, fatty acids chains containing conjugated double bonds and/or in unusual positions are of high practical interest. Due to its characteristics, namely the structural versatility, polyoxometalates are an important class of inorganic compounds that have attracted increasing attention for applications as catalysts in oxidation of organic compounds. Studies using methyl oleate (MO) as substrate were done, and the appropriate conditions to their oxidation were tested. The methyl ester was oxidized with hydrogen peroxide, a safe and feasible oxidant, in the presence of transition metal-substituted polyoxometalates. The reactions occurred under mild conditions, at 80 ºC, in 1,2-DCE as solvent. The obtained products were characterized by GC-MS and the major products were epoxides and diols. The higher percentage of conversion of MO obtained reached 40%. Similar experiments were performed, although in an aqueous medium, without the chlorinated solvent. The reactions were favored by the formation of micelles with MO by sonication. In this case, the reactions were slower; however, it was possible to identify by GC-MS the characteristic peaks of compounds resulting from the oxidation of MO.