Investigação da dupla ação catalítica de nanomateriais na otimização da síntese da essência de framboesa via reação one-pot

Abstract

Um dos maiores êxitos alcançados pela ciência é a capacidade de produzir sinteticamente moléculas de ocorrência natural. Nesse contexto, a Reosmina, uma molécula de baixa abundância natural encontrada majoritariamente na framboesa (por isso comumente chamada de Cetona de Framboesa), recebe grande destaque industrial devido ao seu uso enquanto flavorizante em alimentos, bebidas, fragrâncias e cosméticos. A partir disso, faz-se necessária a projeção de metodologias que sigam os princípios da Química Verde, dado que muitos processos industriais envolvem etapas abrasivas ao meio ambiente. Este trabalho propõe a otimização de uma nova metodologia sintética para obtenção da Reosmina, visando uma rota mais curta, onde duas etapas devem ocorrer sequencialmente no mesmo meio reacional (síntese onepot). Para tanto, propõe-se o uso de reagentes que se enquadrem nos princípios da química verde e de catalisadores de baixa toxicidade e de baixo custo, que poderiam atuar em ambas etapas da síntese. Na primeira etapa ocorre uma condensação aldólica cruzada em meio básico entre o p-hidroxibenzaldeído (p-HB) e a 2-propanona (acetona) de modo a formar a p-hidroxibenzalacetona (p-HBAc), a qual posteriormente passa por uma hidrogenação catalítica para a obtenção da Reosmina. A síntese da pHBAc foi acompanhada em diferentes temperaturas, obtendo-se rendimentos entre 73% e 88%. A obtenção da p-HBAc foi confirmada pelas técnicas de caracterização de RMN de ¹H e de ¹³C, ponto de fusão e HPLC. Realizou-se também a otimização da quantidade de base empregada na síntese. Paralelamente, foram sintetizadas nanopartículas de Níquel (Ni-NPs) para os testes catalíticos. Entretanto, devido a problemas associados à reprodutibilidade do método e estabilidade das Ni-NPs, passou-se a realizar testes com nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2-NPs) de fonte comercial. As propriedades semicondutoras deste catalisador permitem que a etapa de hidrogenação seja fotocatalisada. Neste caso, a hidrogenação da p-HBAc ocorre via transferência de hidrogênio in situ e emprega-se álcool isopropílico (isopropanol) como agente doador de hidrogênio. Realizaram-se estudos catalíticos da síntese p-HBAc na presença de diferentes concentrações de TiO2 e na ausência de base. Por fim, empregou-se diferentes fotorreatores para verificar a formação da Reosmina, em um primeiro momento partindo-se da p-HBAc e posteriormente dos substratos da condensação aldólica, condição que descreve a metodologia one-pot.