Nanopartículas de cobre auto-suportadas em vidros borofosfatos para reações click

• Autor(a) principal: Tavares, Cassia Jackline
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23848
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Catálise heterogênea; Compostos heterocíclicos; Nanotecnologia; Heterogeneous catalyses; Heterociclic compounds; Nanotechnology; Engenharia/Tecnologia/Gestão

Este trabalho compreende a síntese, caracterização e aplicação de vidros borofosfatos que atuam como suportes heterogêneos para o crescimento de nanopartículas de cobre (CuNPs). A matriz vítrea (vidro borofosfato) foi obtida pela via convencional de fusão-resfriamento com razão molar NaH2PO4/H3BO3 igual a 2, adicionando-se 10 mol% de Al2O3 a fim de aumentar a resistência química frente à umidade. Posteriormente, foi realizada a dopagem sobre a superfície da matriz vítrea utilizando-se 12 mol% de íons Cu+. Após a dopagem, o vidro foi submetido ao tratamento térmico em atmosfera redutora de gás hidrogênio (H2), processo pelo qual os íons Cu+ reagem com H2 a 430 ℃ em um relativo curto espaço de tempo de 45 minutos, induzindo a migração dos íons de cobre do interior da matriz vítrea em direção a superfície do material formando nanopartículas de cobre via processo bottom-up. Na sequência, foi realizada uma investigação acerca das propriedades catalíticas das nanopartículas de cobre bem como sua auto aderência no suporte composto de vidro borofosfato. Para isso, desenvolveu-se uma metodologia sintética para a aplicação das CuNPs envolvendo o aquecimento convencional a 80 ℃ entre um alcino terminal e azida orgânica para obtenção de derivados de 1,2,3-triazóis. A classe dos compostos heterociclos 1,2,3-triazólicos atua como intermediários sintéticos de fármacos com importante atividade biológica. Entretanto, as rotas sintéticas descritas na literatura para obtenção destes produtos apresentam desvantagens, visto que as mesmas utilizam solventes, catalisadores não recuperáveis, longos períodos de reação com elevada temperatura e formação de dois regioisômeros. Diante disso, a busca por metodologias sustentáveis que proporcionem redução nos danos ambientais tem atraído atenção na pesquisa científica, sobretudo que contemplem os princípios estabelecidos pela Química Verde. As reações estabelecidas para a aplicação do catalisador são baseadas na abordagem da click chemistry, conhecidas por serem reações rápidas e estereoespecíficas. A atividade catalítica do vidro borofosfato dopado com cobre demonstrou-se eficiente para reações orgânicas obtendo-se rendimentos de bons a excelentes, o uso do catalisador favoreceu a formação exclusiva do regioisômero de interesse (1,2,3-triazol-1,4-dissubstituído). A natureza física do suporte vítreo permitiu que o catalisador pudesse ser isolado da fase líquida com facilidade e extraído através de métodos simples de separação. Além disso, o catalisador apresentou potencial para reciclagem, sendo possível reutilizá-lo por mais cinco ciclos seguidos apresentando decréscimos sutis nos rendimentos.