Introdução
Química verde teve seu conceito proposto
no ano de 1987
63ª ASSEMBLÉIA DAS NAÇÕES UNIDAS (ONU) 2011; Discussão de como as pessoas veem a química; Como fazer química de um modo mais sustentável;
Química relacionada a problemas oriundos de atividades industriais desde o início século XX;
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Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.
Oka, T.N.; Neiverth, A.V.; Machado, G.S. Contribuições da Química Verde e Sustentabilidade Para a Educação Ambiental na Região de Pontal do Paraná. XVI Encontro Paranaense de Educação Ambiental.
Introdução
Reduzir ou eliminar o uso ou geração de substâncias perigosas durante : Planejamento Manufatura Aplicação Produtos químicos 3
Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.
Introdução
Produção mais limpa; Produtos biodegradáveis;
Produtos resistentes a biodegradação permanecem no ambiente, causando efeitos tóxicos;
Produtos podem ser bioacumuláveis, ou seja, tendem a se acumular nos tecidos de animais e plantas.
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Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.
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Os 12 Princípios da
Química Verde
Reações em ausência de solvente
• Durante a 2ª Guerra Mundial foi desenvolvido um dispositivo que gerava micro-ondas chamado magnétron e fundamental para o funcionamento do RADAR (do inglês, Radio
Detection And Ranging);
• O uso do micro-ondas em procedimentos químicos é conhecido desde a década de 70; • É uma radiação eletromagnética não ionizante, frequência variando de 300 a 300000
MHz;
• Aquecimento dielétrico: Rotação de dipolo e condução iônica.
Aq. convencional: 30% , 15h, 100ºC.
SANSEVERINO, A. M.; Microondas em síntese orgânica ,Quim. Nova, Vol. 25, No. 4, 660-667, 2002
Esquema 1: Reação em ausência de solvente com aquecimento dielétrico.
Reações em ausência de solvente
Aq. convencional: sem reação.
SANSEVERINO, A. M.; Microondas em síntese orgânica ,Quim. Nova, Vol. 25, No. 4, 660-667, 2002
Esquema 2: Reação tipo Wittig em forno de microondas de cozinha.
Reações em ausência de solvente
Figura 1 : Reator micro-ondas para síntese.
http://www.superlab.com.br/produtos/micro-ondas-reator-para-sintese--reacoes-discover-sp-cem/ https://www.anton-paar.com/br-pt/produtos/grupo/sintese-por-micro-ondas-e-quimica-sintetica/
Reações em ausência de solvente
O regime de fluxo contínuo pode ser caracterizado por uma gama de diferentes reatores tubulares, com volumes de trabalho que podem variar de 15 nL a 1 L.
Figura 2: Reator contínuo e seu esquema geral.
Souza, R. O. M. A.; Miranda, L. S. M.; Reações Sob Fluxo Contínuo: da Química Verde a um Processo Verde, Rev. Virtual Quim., 2014, 6 (1), 34-43, 2013.
Reações em fluxo contínuo
• Maior eficiência no controle de parâmetros de reação e na mistura dos reagentes; • Menor custo na otimização das condições de reação;
• Menor número de etapas para o escalonamento; • Maior eficiência energética;
• Menor número de operações no isolamento do produto.
Reações em fluxo contínuo
Souza, R. O. M. A.; Miranda, L. S. M.; Reações Sob Fluxo Contínuo: da Química Verde a um Processo Verde, Rev. Virtual Quim., 2014, 6 (1), 34-43, 2013.
Esquema 3: Catálise heterogênea sob regime de fluxo contínuo no estudo da síntese de intermediário
par obtenção de inibidores de Antiotensina II.
Reações em fluxo contínuo
Sheldon, R. A.; C. R. Acad. Sci. Paris, Chimie/Chemistry 2000, 3, 541.
Síntese “marrom”: 47% Síntese “verde”: 75%
Esquema 4: Síntese “verde” da Vanilina.
Reações Átomo-econômicas
• A Vanilina (4-hidroxi-3-metoxibenzaldeído) é a principal responsável pelo sabor e aroma característicos da baunilha;
• Pode atuar como, antimutagênico, antioxidante, conservante e antimicrobiano;
• Apesar de tantas aplicações, sua obtenção ocorre através de processos extremamente caros.
Reações Átomo-econômicas
Cann, M. C.; Connelly, M. E.; Real World Cases in Green Chemistry, American Chemical Society. Washington, DC, 2000.
Síntese “marrom”: 40 % Síntese “verde”: 77 %
Esquema 5: Síntese “verde” do ibuprofeno.
Reações Átomo-econômicas
•
É um fármaco do grupo dos anti-inflamatórios não esteróides (AINE) utilizado para o tratamento da dor, febre e inflamação;• A síntese “verde” para produção do ibuprofeno vem sendo utilizada pela Companhia BHC (junção das Empresas BASF e Hoeschst Celanese) desde 1991, apresentando a vantagem de produzir aproximadamente 25% a mais de produto com relação à síntese antiga;
Reações Átomo-econômicas
Cann, M. C.; Connelly, M. E.; Real World Cases in Green Chemistry, American Chemical Society. Washington, DC, 2000.
Síntese “marrom”: 47% Síntese “verde”: 100%
Esquema 6: Síntese “verde” do metil-metacrilato
Reações Átomo-econômicas
• É o monômero produzido em larga escala para produção do acrílico, o poli(metil metacrilato (PMMA);
• seu polímero é uma resina empregada na cimentação óssea medicinal, reparos de próteses e aparelhos ortodônticos, confecção de lentes de contato, entre outros;
• A síntese do metil-metacrilato realizada através da técnica desenvolvida pelo grupo de pesquisa da Shell, ocorre através do emprego de paládio como catalisador, resultando em 100% de economia de átomos.
Reações Átomo-econômicas
Sustentabilidade
• É a capacidade de sustentação ou conservação de um processo ou
sistema;
Sustentável (sustentare)
• Alternativa para garantir a sobrevivência dos recursos naturais do
planeta.
sustentar apoiar conservar cuidar
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Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.
Sustentabilidade como um grande guarda-chuva
da sociedade
A sustentabilidade deveria ser o grande guarda-chuva de proteção da sociedade.
Não pode estar relacionada apenas, como sugere uma visão mais simplificada, à emissão de gases para a atmosfera e ao aquecimento global.
Sustentabilidade
1987
Relatório Brundtland da Organização das Nações Unidas 22Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.
Uma visão mais completa é que a sustentabilidade seja uma cadeia de ações que eleve os padrões ambientais, econômicos e sociopolíticos da população.
A Química pode ser a solução para muitos problemas de sustentabilidade, mas também pode ser a grande vilã.
Acidente de Bhopal, Índia, 3 de dezembro 1984
isocianato de metila ("MIC", CH3NCO):
•Liberação de toneladas de MIC vaporizado;
•3.800 pessoas morreram, milhares ficaram feridos e cegos.
Incidentes envolvendo a atividades químicas e seus danos
O milagroso DDT sintetizado pela primeira vez em 1874
(Prêmio Nobel de Química em 1905):
•Sua habilidade como inseticida foi percebida por Paul Muller, em 1939, contra as traças e besouros (Prêmio Nobel em 1948);
•Barato e seguro para aplicação na pele humana (Segunda Guerra);
•Proibido nos Estados Unidos em 1972 e seus efeitos cumulativos permanecem até hoje.
A doença de Minamata:
•Os gatos pareciam estar enlouquecendo e cometiam suicídio;
•As pessoas da cidade também passaram a apresentar comportamentos estranhos, com dificuldade de ouvir, ver e caminhar, tremores e danos cerebrais;
•27 toneladas de compostos orgânicos de mercúrio despejadas no mar.
Fogo no Rio Cuyahoga:
•O rio Cuyahoga, em Ohio, nos EUA, tornou-se tão poluído por produtos químicos que pegou fogo várias vezes, desde 1868 até 1969.
•Apesar dos percalços, o rio Cuyahoga foi recuperado, e o estado é hoje um modelo de desenvolvimento em pesquisas na área de energia solar e tecnologias verdes.
Conclusões
A Química pode ser muito boa e contribuir para resolver os problemas graves que afetam a humanidade.
➢Qual o modelo de desenvolvimento que queremos?
Devemos buscar:
• Medicamentos para doenças antes consideradas incuráveis; • Produtos químicos que fertilizam a terra sem agredi-la;
• Eliminar resíduos tóxicos industriais;
• Gerir o esgoto e lixo doméstico e evitar a qualquer custo a poluição.
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Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.
A Química é apontada por muitos como vilã nas agressões à natureza, mas pelo oposto ela é fértil em soluções que podem melhorar a qualidade de vida do Homem.