Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
33a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Benzoato de bário (II) como catalisador heterogêneo para a produção de benzoato de metila
Swami Arêa Maruyama*1(PG), Fábio da Silva Lisboa1 (PG), Fernando Wypych1(PQ)
1 Universidade Federal do Paraná, Departamento de Química. CX Postal 19081 – Centro Politécnico, Jardim das Américas. CEP 81531-980 – Curitiba – PR
* sam@quimica.ufpr.br
Palavras Chave: Benzoatos, bário, esterificação
Introdução
O benzoato de metila é um intermediário importante para a preparação de corantes, flavorizantes, plastificantes, perfumes e fármacos e é normalmente produzido pela esterificação de Fischer 1. Entretanto, este método apresenta problemas como longos tempos de reação e geração de grandes volumes de resíduos.
Recentemente nosso grupo de pesquisa utilizou com sucesso lauratos metálicos lamelares como catalisadores para a produção de laurato de metila2, motivando a seleção de benzoatos metálicos lamelares para o desenvolvimento de novos catalisadores. O propósito deste trabalho é a síntese, caracterização e testes de atividade catalítica do benzoato de bário (BB), como catalisador heterogêneo em reações de esterificação metílica do ácido benzóico, objetivando o desenvolvimento de um processo simples, eficiente e direcionado aos princípios da química verde.
Resultados e Discussão
O ácido benzóico foi neutralizado com hidróxido de sódio, em proporções estequiométricas. Em seguida, o BB foi precipitado lentamente a partir da adição de íons Ba2+, à solução de benzoato de sódio, na proporção de 1:2. O precipitado branco foi lavado com metanol, seco em estufa a vácuo à 60°
C e caracterizado pelas técnicas de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise térmica (TGA/DTA) e difratometria de raios X (XRD) e quanto à sua atividade catalítica. No espectro de FTIR 3, observam-se os estiramentos assimétricos e simétricos do grupo carboxilato em 1530 cm-1 e 1417 cm-1, respectivamente, além de vibrações relativas à ligação Ba-O em 430 cm-1, estiramentos C-H na região de 3000 cm-1 e vibração de C=C aromático em 1605 cm-1. A difração de raios X (Figura 1) mostrou que o composto sintetizado apresenta um perfil de um composto lamelar, sendo a sua estrutura concordante com a descrita na literatura 4. As curvas de TGA/DTA atestam a composição Ba(C6H5COO)2. Testes preliminares de esterificação metílica do ácido benzóico foram conduzidos em um reator pressurizado Buchiglass
miniclave drive, com agitação de 500 rpm, utilizando-se 5% de catalisador em relação a massa de ácido e 2 horas de reação.
Figura 1 – Difratograma de raios X do BB.
Após evaporação do excesso de álcool e retirada do catalisador por centrifugação, a porcentagem de conversão do ácido benzóico em éster foi obtida através do método Ca-5a-40 da AOCS 5. Na reação conduzida à 140°C e utilizando-se RM de 6:1 e 10:1, conversões de 29,32% e 30,31% foram obtidas. Com o aumento da temperatura para 160°C e mantendo-se as RM de 6:1 e 10:1 foram observadas conversões de 67,09% e 68,00%, respectivamente, o que atesta a atividade catalítica promissora do catalisador avaliado.
Conclusões
O benzoato de bário foi sintetizado e caracterizado e apresentou uma boa atividade catalítica na síntese do benzoato de metila, especialmente à 160° C e razão molar metanol:ácido de 10:1.
Experimentos estão em andamento no sentido de otimizar as condições de reação e testar outros benzoatos metálicos de estrutura lamelar na esterificação (m)etílica do ácido benzóico.
Agradecimentos
CAPES, CNPq, FINEP, DQ/UFPR e PIPE.
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1 Solomons, G.; Fryhle, C. Química orgânica Vol 2, 7ª ed.
2 C.S. Cordeiro, G.G.C. Arizaga, L.P. Ramos, F. Wypych, Catal. Commun, 9 (2008) 2140
3 Nakamoto, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, John Wiley & Sons, New York, 1986.
4 Keli, Z.; Jibing, Y.; Liangjie, Y.; Jutang, S. Wuhan University Journal of Natural Sciences, 1999, 4 (1), 89-94
5 AOCS. 3. ed. Champaign, v. 1-2, 1995.
5 10 15 20 25 30 35 40
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
Intensidade (CPS)
2*tetha (graus) (100)
(200) (300)
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