Síntese do 5-hidroximetilfurfural catalisada por ácido sulfâmico utilizando micro-ondas - Molon, Vinícius Bertoncello (My University, 2019)
5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF) is considered a molecule of high commercial interest due to the wide range of applications in the chemical industry. Examples of its application are the production of biofuels, such as 2,5-dimethylfuran, solvents, such as 2,5 dimethyltetrahydrofuran, and in the preparation of monomers for the polymers production, as an example the 5-furanedicarboxylic acid (FDCA), which is a potential substitute for terephthalic acid in the production of polyesters, such as polyethylene terephthalate (PET). In this scenario, the present work aims the development of a methodology for the synthesis of 5 HMF that is compatible with the 12 principles of green chemistry and the 17 Sustainable Development Goals adopted by the United Nations. In this study, the conversion of fructose to 5-HMF was carried out using sulfamic acid catalyst, which is a low-cost, easy-to-handle and non-corrosive mineral acid and using microwave energy as the heating source. The search for the best reaction condition was determined after optimization reactions in which the reaction time, temperature and quantity of the catalyst were evaluated. Under ideal conditions a conversion of 98.46% of fructose was observed, and a selectivity of 84.23% in the formation of 5HMF. The 5-HMF was characterized by nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectrometry. [resumo fornecido pelo autor]
O 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) é considerado uma molécula de elevado interesse comercial devido à ampla gama de aplicações na indústria química. Pode ser empregado na obtenção de biocombustíveis, como o 2,5-dimetilfurano, de solventes, como o 2,5-dimetiltetrahidrofurano bem como para a obtenção de monômeros para a produção de polímeros, como por exemplo, o ácido 2,5 furanodicarboxílico (FDCA), um potencial substituto do ácido tereftálico na produção de poliésteres, como o poli(tereftalato de etileno) (PET). Nesse cenário, o presente trabalho objetiva o desenvolvimento de uma metodologia para a síntese do 5-HMF que vai ao encontro aos 12 princípios da química verde, e ao encontro dos 17 objetivos de desenvolvimento sustentável traçados pela Organização das Nações Unidas. Neste estudo foi avaliado a conversão da frutose no 5-HMF, empregando como catalisador o ácido sulfâmico, o qual é um ácido mineral de baixo custo, fácil manipulação e não corrosivo, e utilizando como fonte de aquecimento a energia de micro-ondas. A busca pela melhor condição reacional, foi determinada após reações de otimização em que foram avaliados os parâmetros reacionais tempo, temperatura e quantidade do catalisador. Nas condições ideais foi observado uma conversão de 98,46% da frutose, e uma seletividade de 84,23% na formação do 5-HMF. O 5-HMF foi caracterizado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear e espectrometria de massas. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Química; Compostos orgânicos; Moléculas; Frutose