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Estudo da fixação e ativação da molécula de dióxido de carbono com bases nitrogenadas
Outros projetos do(a) pesquisador(a)
Resumo
Este projeto insere-se no programa FAPESP de Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes a ser desenvolvido junto ao Departamento de Física, Química e Biologia (DFQB) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) da UNESP de Presidente Prudente. Tem como objetivo a implementação de uma nova linha de pesquisa em Química Orgânica, compondo uma das ações que vêm sendo tomadas pela faculdade visando o apoio aos novos cursos de Química e Engenharia Ambiental que foram implementados há três anos. Pretende-se iniciar uma linha de pesquisa na área de Química orgânica envolvendo síntese e caracterização estrutural de novos compostos orgânicos, a partir da utilização do dióxido de carbono como material de partida. O desenvolvimento de tecnologias para utilização do CO2 tem na atualidade uma relevante importância visando dois objetivos fundamentais; a diminuição do CO2 emitido para atmosfera, o que tem uma conotação ambiental devido ao efeito estufa e a substituição de tecnologias que utilizam reagentes altamente tóxicos como o fosgênio (considerado arma química) para preparação de compostos orgânicos usados como pesticidas, fármacos, e em outras aplicações industriais como é o caso dos carbamatos (poliuretanas) e carbonatos orgânicos (carbonatos cíclicos e policarbonatos). O uso do CO2 em síntese requer da ativação da molécula de CO2 que pode ser realizada com bases orgânicas. Para tal fim deve-se fazer um estudo experimental e teórico das bases propostas (amidinas, guanidinas e aminas em geral, alcóxidos, fenóxidos, etc.) que gere conhecimento sobre os fatores que governam a reatividade destas bases frente à molécula de CO2, permitindo a otimização dos processos de ativação. Neste sentido, serão estudadas a formação dos complexos [Base orgânica - CO2] e as possíveis correlações da reatividade das bases com parâmetros físico-químicos destas determinadas através da utilização de programas de computação utilizados em Química teórica. Um aspecto de particular importância é a seletividade da reação da base com a molécula de CO2, ainda na presença de outros ácidos de Lewis assim como o comportamento preferencial destas bases como nucleofilos quando estão na presença do CO2. Para este estudo serão determinadas as energias dos orbitais de fronteira para as moléculas nas suas conformações de mínima energia. Com estes resultados pode-se aplicar o principio Hard-Sof Acid and Bases (HSAB) de Pearson e comparar as durezas relativas das bases para determinar a sua reatividade frente à molécula de CO2. Estes resultados teóricos serão correlacionados com a reatividade determinada experimentalmente e com a atividade de transferência da molécula de CO2 frente a outras bases nucleofílicas. Assim, será determinado o caráter reversível da fixação de CO2 pelas bases experimentadas e as condições para a saída do CO2. Este aspecto está relacionado com a atividade mimética da anidrase carbônica e pode conduzir a estudos interessantes de caráter farmacológico. Será estudada a viabilidade da utilização do CO2 em condições de alta pressão (estado supercrítico) para substituição de solventes orgânicos nas reações com as bases. (AU)
Este projeto insere-se no programa FAPESP de Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes a ser desenvolvido junto ao Departamento de Física, Química e Biologia (DFQB) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) da UNESP de Presidente Prudente. Tem como objetivo a implementação de uma nova linha de pesquisa em Química Orgânica, compondo uma das ações que vêm sendo tomadas pela faculdade visando o apoio aos novos cursos de Química e Engenharia Ambiental que foram implementados há três anos. Pretende-se iniciar uma linha de pesquisa na área de Química orgânica envolvendo síntese e caracterização estrutural de novos compostos orgânicos, a partir da utilização do dióxido de carbono como material de partida. O desenvolvimento de tecnologias para utilização do CO2 tem na atualidade uma relevante importância visando dois objetivos fundamentais; a diminuição do CO2 emitido para atmosfera, o que tem uma conotação ambiental devido ao efeito estufa e a substituição de tecnologias que utilizam reagentes altamente tóxicos como o fosgênio (considerado arma química) para preparação de compostos orgânicos usados como pesticidas, fármacos, e em outras aplicações industriais como é o caso dos carbamatos (poliuretanas) e carbonatos orgânicos (carbonatos cíclicos e policarbonatos). O uso do CO2 em síntese requer da ativação da molécula de CO2 que pode ser realizada com bases orgânicas. Para tal fim deve-se fazer um estudo experimental e teórico das bases propostas (amidinas, guanidinas e aminas em geral, alcóxidos, fenóxidos, etc.) que gere conhecimento sobre os fatores que governam a reatividade destas bases frente à molécula de CO2, permitindo a otimização dos processos de ativação. Neste sentido, serão estudadas a formação dos complexos [Base orgânica - CO2] e as possíveis correlações da reatividade das bases com parâmetros físico-químicos destas determinadas através da utilização de programas de computação utilizados em Química teórica. Um aspecto de particular importância é a seletividade da reação da base com a molécula de CO2, ainda na presença de outros ácidos de Lewis assim como o comportamento preferencial destas bases como nucleofilos quando estão na presença do CO2. Para este estudo serão determinadas as energias dos orbitais de fronteira para as moléculas nas suas conformações de mínima energia. Com estes resultados pode-se aplicar o principio Hard-Sof Acid and Bases (HSAB) de Pearson e comparar as durezas relativas das bases para determinar a sua reatividade frente à molécula de CO2. Estes resultados teóricos serão correlacionados com a reatividade determinada experimentalmente e com a atividade de transferência da molécula de CO2 frente a outras bases nucleofílicas. Assim, será determinado o caráter reversível da fixação de CO2 pelas bases experimentadas e as condições para a saída do CO2. Este aspecto está relacionado com a atividade mimética da anidrase carbônica e pode conduzir a estudos interessantes de caráter farmacológico. Será estudada a viabilidade da utilização do CO2 em condições de alta pressão (estado supercrítico) para substituição de solventes orgânicos nas reações com as bases. (AU)
Publicações científicas
:
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do Google Scholar, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PEREIRA, FERNANDA STUANI; DA SILVA AGOSTINI, DEUBER LINCON; DO ESPIRITO SANTO, RAFAEL DIAS; DEAZEVEDO, EDUARDO RIBEIRO; BONAGAMBA, TITO JOSE; JOB, ALDO ELOIZO; PEREZ GONZALEZ, EDUARDO RENE. A comparative solid state (13)C NMR and thermal study of CO(2) capture by amidines PMDBD and DBN. GREEN CHEMISTRY, v. 13, n. 8, p. 2146-2153, 2011.
Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o projeto:
Reciclagem de dióxido de carbono
Reciclagem de dióxido de carbono
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