Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
29a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Esterificação em Fase Líquida de Ácido Acético com Álcoois Catalisada por Nb
2O
5/SiO
2-Al
2O
3.
Valdeilson S. Braga (PG), Ivoneide de C. L. Barros (PG), Fillipe A. Garcia (IC), Esdras Santos de Figuerêdo (IC), Sílvia C. L. Dias (PQ), José A. Dias (PQ)*.
Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Catálise, Campus Darcy Ribeiro- Asa Norte, caixa postal 04478, Brasília/DF, 70919-970: E-mail: jdias@unb.br.
Palavras Chave: Esterificação, pentóxido de nióbio; sílica-alumina.
Introdução
Métodos convencionais de preparação de ésteres envolvem o uso de ácidos minerais (e.g., H2SO4, HF, H3PO4, HCl),1,2 que são corrosivos e necessitam ser neutralizados depois da reação. O uso de sólidos ácidos como catalisador (e.g., zeólitas, ácido nióbico) constitui uma alternativa para substituir estes ácidos convencionais, contribuindo, também, com a redução na emissão de poluentes. 1,2 O objetivo deste trabalho foi investigar o potencial catalítico dos sistemas contendo Nb2O5/SiO2-Al2O3 em reações de esterificação de ácido acético com etanol, n-butanol e iso-pentanol.
Resultados e Discussão
Os Catalisadores de Nb2O5/SiO2-Al2O3 contendo 10% em massa de Nb2O5 foram preparados via impregnação utilizando sílica-alumina (Aldrich) tratada a 550°C, pentacloreto de nióbio (CBMM) e diclorometano (Vetec).3 De outra forma, foram preparados via impregnação em meio aquoso, utilizando sílica-alumina (Aldrich) tratada a 550°C e complexo amoniacal de nióbio (CBMM). Os catalisadores foram denominados NbA (preparados em meio aquoso) e NbD (preparados em diclorometano).
As reações de esterificação foram processadas em um balão de uma boca, sob refluxo, utilizando 0,2g de catalisador (NbA, NbD e sílica-alumina, calcinados em 300°C/6h) e razão molar de ácido acético:álcool de 2:1, conforme mostra a Tabela 1.
As amostras coletadas após 8h foram analisadas por cromatografia gasosa (CG-FID e CG-MS).
Tabela 1: Catalisador, mols de ácido acético e de álcoois utilizados nas reações de esterificação.
Catalisador Mols de ácido acético Mols de álcool
NbA 0,1 0,05
NbD 0,1 0,05
SiAl 0,1 0,05
A Figura 1 mostra os resultados da conversão dos álcoois (etanol, n-butanol e iso-pentanol) em função do catalisador utilizado nas reações de esterificação do ácido acético. Tanto o NbA quanto o NbD
obtiveram comportamento similar na conversão dos referidos álcoois (etanol ~83%; n-butanol ~ 87% e iso-pentanol ~91%) e também, demonstram-se mais ativos que a sílica-alumina, a qual mostrou menor conversão dos álcoois (etanol ~74%; n-butanol ~ 82%
e iso-pentanol ~81%). Contudo, todas as reações apresentaram 100% de seletividade.
A maior conversão do iso-pentanol (catalisado por NbA e NbD) decorre, provavelmente, da maior reatividade do carbono terciário existente neste álcool. A menor conversão do etanol pode ser atribuída à sua menor reatividade. Entretanto, com o uso da sílica-alumina, observa-se maior conversão do n-butanol em relação ao etanol e iso-pentanol, observado também com o uso de ZSM-5.4
.
Figura 1. Conversão de etanol, n-butanol e iso-pentanol na reação de esterificação de ácido acético em função do catalisador utilizado.
Conclusões
Os catalisadores contendo Nb2O5/SiO2-Al2O3
apresentam boa atividade catalítica em reação de esterificação de ácido acético com álcoois, apresentando seletividade de 100% para todos os ésteres formados.
Agradecimentos
UnB/IQ, FINATEC, FINEP/CTPetro, CNPq e CBMM.
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1 Jermy, B. R. e Pandurangan, A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 237, 146.
2 Bhatt, N. e Patel, A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 238, 223.
2 Braga, V. S.; Dias, J. A.; Dias, S. C. L e Souza, A. T. C. P. Anais da 26 Reunião Anual da SBQ, 2003.
0 20 40 60 80 100
NbA NbD SiAl Catalisadores
Conversão do fenol (%)
etanol n-butanol iso-pentanol
Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
25a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 2
4 Ma. Y.; Wang, Q.L., Yan, H.; Ji, X. e Qiu, Q. J. C. Appl. Catal. A 1996, 139, 51.
