ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: ESTERIFICAÇÃO DO MENTOL COM ÁCIDO ACÉTICO NA PRESENÇA DE ÁCIDO FOSFOTÚNGSTICO (HPW) INCLUSO EM SÍLICA
AUTORES: Santos Brito da Silva, G. (UESB) ; Braga do Nascimento Júnior, B. (UESB) ; Martins Cardoso, L.A. (UESB) ; Rodrigues Farias, R. (UESB) ; Matos de Oliveira Neto, N. (UESB) ; Alves Gomes Júnior, W. (IFBA) ; Meira de Oliveira, D. (UESB) ; Félix Oliveira, W. (UESB) ; Moreira Araújo, D. (UESB) ; Lomanto Couto, A. (UESB) ; Lomanto Couto, A. (UESB)
RESUMO: Foi estudado o comportamento catalítico do ácido fosfotúngstico incluso em sílica
na esterificação do mentol (álcool secundário) com ácido acético. A 110°C foi
observada uma conversão média de 98% em 12 horas de reação, com seletividade de
100% em acetato de mentoíla. Devido ao fato do heteropoliácido incluso não
lixiviar, a reação foi conduzida na ausência de solvente, utilizando-se o ácido
acético em excesso para dispersar o sistema e também para deslocar a reação no
sentido do produto. Após a reação, o catalisador foi filtrado, sendo separado
facilmente da reação, e preparado para nova batelada.
PALAVRAS CHAVES: Esterificação; ácido fosfotúngstico; mentol
INTRODUÇÃO: Reações de esterificação são importantes na produção de compostos de amplo
espectro de uso, estendendo-se dos diversos aromas a produtos farmacêuticos e
intermediários da Química Fina. O desenvolvimento de novos produtos alimentícios
tem aumentado a demanda por aromas, pois as características sensoriais destes
produtos estão diretamente relacionadas à aceitação pelo consumidor (NOGALES et
al.,2005). As reações de esterificação, via de regra, são conduzidas na presença
de solventes de toxicidades variadas e de ácidos inorgânicos os quais são
normalmente descartados juntamente com os subprodutos da reação no meio
ambiente. Por isso, tem-se buscado reações com caráter limpo, sem uso de
solventes, proporcionando menor poluição ambiental com menores custos
operacionais. A maioria dos componentes de sabor e fragrâncias é obtida por
vários métodos, que incluem síntese química, extração de fontes naturais,
catálise enzimática e reações catalíticas com a utilização de diversos sólidos
ácidos, entre esses os heteropoliácidos. Esse último pode ser usado tanto em
catálise homogênea como em catálise heterogênea devido às suas propriedades
especiais, como por exemplo, alta solubilidade em água e em solventes orgânicos
polares oxigenados e alta estabilidade térmica e química. Como os
heteropoliácidos são altamente solúveis em meio polares, a sua inclusão em
sílica o torna insolúvel de forma que o mesmo pode ser usado heterogeneamente em
meios polares. Seu uso como catalisador já está sedimentado, havendo amplo
conhecimento de seus processos catalíticos mesmo a nível molecular permitindo
seu emprego em escala industrial (SCROCCARO et al., 2009). Com isso, foi
verificado o comportamento do catalisador HPW incluso em sílica na reação de
esterificação do mentol com ácido acético.
MATERIAL E MÉTODOS: As reações foram conduzidas em balão de vidro Pyrex de 100 mL conectado a um
condensador de refluxo (Allinh) em aquecedor com agitação magnética (500rpm) a
diferentes temperaturas (70°C, 95°C e 110°C) coletando-se alíquotas de
0,2 mL das amostras em intervalos de tempos pré-determinados, que em seguida foram
injetadas no cromatógrafo a gás (CG-Varian 3800, coluna capilar DB - 5) e a partir
dos resultados foi feito o gráfico de Conversão versus Tempo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Como pode ser visto na Figura 1, tanto a velocidade inicial da reação quanto à
conversão final aumentaram com a temperatura, sendo observada uma conversão de
aproximadamente 98% em torno de 10 horas de reação, na temperatura de 110°C, não
sendo observada nenhuma diferenciação com relação aos isômeros do mentol. A
análise por UV-Vis da mistura reacional não apresentou sinais da presença de
ânion Keggin em solução, indicando que o catalisador não lixiviou. O uso de
ácido acético em excesso provavelmente auxiliou no deslocamento da reação para
os produtos, sendo possível usar essas condições na presença do HPW incluso na
matriz da sílica o qual é muito estável e não degrada sob essas condições de
trabalho. Uma característica muito importante dessa proposta é a ausência do uso
de solventes tóxicos na reação de forma a atender as necessidades atuais de
processos de transformação mais limpos. Após a reação, o catalisador foi
separado e reutilizado por mais duas vezes, não sendo observada queda na
atividade catalítica.
Figura 1
Conversão versus Tempo durante 12 horas de reação
CONCLUSÕES: O uso do HPW incluso em sílica mostrou-se eficiente na produção limpa de ésteres
de interesse econômico, observando-se que o catalisador não lixiviou, convertendo
o mentol a acetato de mentoíla na presença de ácido acético em excesso em
condições brandas de temperatura com conversões de aproximadamente 98% em torno de
10 horas de reação, com seletividade de aproximadamente 100% em acetato de
mentoíla. A reutilização do catalisador, após lavagem do sólido com álcool etílico
mostrou que esse catalisador é interessante para uso nessas reações, devido à
estabilidade apresentada nas condições aqui
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a CAPES e a UESB pelo apoio e incentivo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: NOGALES, J. M. R.; Roura, E.; Contreras, E.; Process Biochem. 2005, 40, 63.
SCROCCARO, KARINE ISABEL - IMPREGNAÇÃO DE HETEROPOLIÁCIDOS EM SÍLICA PARA ESTERIFICAÇÃO DO ÁCIDO ESTEÁRICO COM METANOL. Curitiba: UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ, 2009. Dissertação de mestrado.
