Estudo DFT da transesterificação alcalina de glicerídeos derivados do ácido pentanóico
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/1638 |
Resumo: | Alkaline catalyzed transesterification reaction mechanism of the base-catalyzed of pentylic acid triglycerides was studied employing ab initio Hartree-Fock (HF) and Density Functional Theory (DFT) calculation for small molecules that mimic animal and vegetal fats. It was used alkyl chain of five carbons and there was considered the attack of methoxid and ethoxid, with and without counter-ion (sodium and potassium). For global transesterification reaction the calculation were carried out for methanolisys without counter-ion, using a pentylic acid triglycerides. All the calculation were carried out in both gas phase and solvent. Solvent effects were included by means of the integral equation formalism for the polarizable continuum model (IEFPCM). By considering the counter ion effects, the results suggests a concerted mechanism, similar to second order nucleofilic substitution reaction. For system without counter ion, the results suggests a two steps mechanism with nucleofilic addiction and elimination, which kinetic determinant strep is the formation of the intermediate, with tetrahedral structure on the carbonyl ester. By considering the counter ion effects, the transesterification activation energy for the monoglycerides reaction depends on the alchooxide used, being potassium methoxid the minus energetic, with 7,96 kcal.mol-1 for activation energy and -6,66 kcal.mol-1 for free energy. The global reaction has a exothermic character of 20 kcal.mol-1 and the determinant step is the methanolysis of diglycerides, with 7,78 kcal.mol-1 of activation energy. |
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Estudo DFT da transesterificação alcalina de glicerídeos derivados do ácido pentanóicoTransesterificaçãoCatálise alcalinaBiodieselDFTCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICATransesterificationAlkaline catalysisBiodieselDFT calculationsAlkaline catalyzed transesterification reaction mechanism of the base-catalyzed of pentylic acid triglycerides was studied employing ab initio Hartree-Fock (HF) and Density Functional Theory (DFT) calculation for small molecules that mimic animal and vegetal fats. It was used alkyl chain of five carbons and there was considered the attack of methoxid and ethoxid, with and without counter-ion (sodium and potassium). For global transesterification reaction the calculation were carried out for methanolisys without counter-ion, using a pentylic acid triglycerides. All the calculation were carried out in both gas phase and solvent. Solvent effects were included by means of the integral equation formalism for the polarizable continuum model (IEFPCM). By considering the counter ion effects, the results suggests a concerted mechanism, similar to second order nucleofilic substitution reaction. For system without counter ion, the results suggests a two steps mechanism with nucleofilic addiction and elimination, which kinetic determinant strep is the formation of the intermediate, with tetrahedral structure on the carbonyl ester. By considering the counter ion effects, the transesterification activation energy for the monoglycerides reaction depends on the alchooxide used, being potassium methoxid the minus energetic, with 7,96 kcal.mol-1 for activation energy and -6,66 kcal.mol-1 for free energy. The global reaction has a exothermic character of 20 kcal.mol-1 and the determinant step is the methanolysis of diglycerides, with 7,78 kcal.mol-1 of activation energy.CAPESA reação de transesterificação via catálise alcalina foi estudada com o uso de métodos teóricos ab initio, Hartree-Fock e Teoria do Funcional da Densidade, para sistemas que mimetizam moléculas de óleos e gorduras. Adotaram-se cadeias alquílicas de cinco carbonos, considerando-se a metanólise e etanólise para sistemas de monoglicerídeos na presença ou ausência de contra-íon sódio ou potássio. Para a reação global de transesterificação realizaram-se cálculos a partir da metanólise sem contra-íon de um triglicerídeo derivado do ácido pentanóico. Todos os cálculos foram realizados utilizando-se sistemas em fase gasosa, bem como sob efeito de solvatação implícita a partir do formalismo de equações integrais para o modelo de continuum polarizável (IEFPCM). Na presença de contra-íon, os resultados sugerem um mecanismo concertado, semelhante a uma reação de substituição nucleofílica de segunda ordem. Para os sistemas sem contra-íon, obtiveram-se resultados que sugerem a formação de um intermediário de reação, ou seja, um mecanismo constituído por duas etapas para a adição nucleofílica seguida de eliminação, em que a etapa determinante para a cinética reacional é a formação do intermediário, no qual se observou uma estrutura tetraédrica no carbono carbonílico do éster. Para os sistemas em que o contra-íon é adicionado as energias de ativação para a transesterificação de um monoglicerídeo variaram de acordo com o alcóxido empregado, sendo o mais favorável o metóxido de potássio com uma energia de ativação de 7,96 kcal.mol-1 e uma variação de energia livre igual a -6,66 kcal.mol-1. A cinética da reação global possui um caráter exotérmico de 20 kcal.mol-1 aproximadamente e é definida por uma energia de ativação de 7,78 kcal.mol-1 referente à etapa de metanólise do diacilglicerídeo derivado do ácido pentanóico.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaSilva, Sebastião Claudino dahttp://lattes.cnpq.br/0326666184392345Silva, Sebastião Claudino da893.952.558-20http://lattes.cnpq.br/0326666184392345Dall’Oglio, Evandro Luiz589.765.079-91http://lattes.cnpq.br/0288804659104012893.952.558-20Kuhnen, Carlos Alberto245.566.539-91http://lattes.cnpq.br/3047763427167672Sousa Junior, Paulo Teixeira de150.811.331-91http://lattes.cnpq.br/9217526978424330Silva, Augusto Cesar Huppes da2019-11-29T12:21:15Z2013-07-162019-11-29T12:21:15Z2012-04-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSILVA, Augusto Cesar Huppes da. 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