Metaloporfirinas imobilizadas em Fe3O4@SiO2 submicroesferas mesoporosas: catalisadores biomiméticos reutilizáveis para a oxidação de hidrocarbonetos

• Autor(a) principal: Barbosa, Isaltino Alves
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-25052023-092632/
• topic: Biomimetic catalysis; Catalisadores magnéticos reutilizáveis; Catálise biomimética; Catálise heterogênea; Heterogeneous catalysis; Materiais mesoporosos; Mesoporous materials; Metalloporphyrins; Metaloporfirinas; Reusable magnetic catalysts

Hidroxilação de alcanos e epoxidação de alcenos estão entre as mais relevantes reações catalisadas pelas enzimas da superfamília dos citocromos P450. Dentro desse contexto, os químicos vêm tentando entender os mecanismos dessas enzimas, que catalisam essas reações em condições amenas e frequentemente com alta seletividade. Neste sentido, metaloporfirinas e seus derivados têm sido estudados como modelos químicos do P450, uma vez que essas enzimas possuem uma Fe111 porfirina como grupo prostético. Neste trabalho, estudou-se a imobilização das metaloporfirinas (MePs) em esferas de magnetita revestidas com sílica mesoporosa. Preparou-se duas classes diferentes de suportes do tipo core@shell, as quais são denominados como, catalisadores magnéticos com mesoporos alinhados (Fe3O4-MA-MeP, MeP = FeP ou MnP) e mesoporos não alinhados (Fe3O-MN-MeP, MeP = FeP ou MnP). Por meio de difratometria de raios-X e espectroscopia de raios X de energia dispersiva a natureza mesoporosa do revestimento de sílica dos materiais foi confirmada. As medidas de magnetização, as microscopias eletrônica de transmissão e de varredura (MET e MEV, respectivamente), a mobilidade eletroforética (ς potencial), o espalhamento dinâmico de luz, as isotermas de adsorção-dessorção de N2 (BET/BJH) e espectroscopia de infravermelho (FTIR) também confirmaram a composição e estrutura dos materiais. Em linhas gerais, os catalisadores mantiveram a sua atividade catalítica durante nove ciclos de reuso. Além disso, os resultados de catalíticos revelaram que os materiais foram capazes de mimetizar o comportamento do citocromo P450, isto é, por meio da seletividade observada em reações catalíticas de hidroxilação do ciclo-hexano e dos excelentes resultados das reações de epoxidação do (z)-ciclo-octeno podemos inferir que os intermediárias de alta valência Feiv(O)P+ ou Mnv(O)P são as espécies responsáveis pelo processo de oxidação dos hidrocarbonetos.