Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: Síntese e emprego de nanopartículas de óxido de zinco em reações orgânicas.
AUTORES: Bastos de Oliveira Filho, E. (UFGD) ; Regina Winck, C. (UFMS) ; Branquinho de Albuquerque, T. (UFGD) ; Batista Dias, K. (UFGD) ; Pompilio Darbem, M. (UFGD) ; Oliveira Nunes, F. (UFGD) ; Boarin Alcalde, L. (UFGD) ; Ferreira Duarte, B. (UFGD) ; Rufino Oliveira, A. (UFGD) ; Luis de Campos Domingues, N. (UFGD)
RESUMO: O presente trabalho visa o fortalecimento da linha de pesquisa em materiais
funcionais com melhor desempenho relativo a propriedades físicas e químicas. O
estudo de nanopartículas metálicas, em especial as nanopartículas de óxido de
zinco (ZnO), têm apresentado elevada importância em catálises de sínteses
orgânicas. As nanopartículas de óxido de zinco foram obtidas pelo método de co-
precipitação, sendo utilizado como catalisador na síntese de enaminonas, adutos de
Mannich e Michael.
PALAVRAS CHAVES: nanopartículas; óxido de zinco; catalisador
INTRODUÇÃO: Atualmente, cada vez mais esforços estão sendo dirigidos para a obtenção de
materiais funcionais, com melhor desempenho e características diferenciadas,
relativos a uma ampla gama de propriedades físicas e químicas. A alta demanda
por materiais mais resistentes, mais leves, mais duros, mais estáveis ou com
melhores propriedades térmicas, elétricas ou magnéticas é a força motriz que tem
levado ao desenvolvimento de uma variedade de ligas, compostos e compósitos,
cada vez mais avançados e/ou de custos mais baixos (BIONDO, 2010).
Neste amplo universo de pesquisa e desenvolvimento, uma nova área tem
chamado à atenção e experimenta fortes e crescentes investimentos: a
nanotecnologia (BIONDO, 2010).
O uso de nanopartículas como catalisadores em reações orgânicas tem atraído
considerável interesse nos últimos anos. O uso de um catalisador de dimensões
nanométricas propicionam uma melhora substancial na atividade catalítica, devido
a sua grande área superficial (KOOTI, et al; 2012).
Atualmente, nanopartículas de óxidos de zinco foram ultilizadas em muitas
reações, incluindo a reação das b-enaminonas. As b-enaminonas são compostos b-
enamino carbonílicos, derivados de b-dicetonas, b-cetoésteres e outros compostos
b-dicarbonílicos (FERRAZ,et al; 2004).
As enaminonas têm sido amplamente investigadas por causa de suas importantes
características estruturais, tais como apresentar-se com formas geométricas
distintas e isomerismo peculiar com equilíbrio tautomérico (FERRAZ, et al;
2004).
O objetivo desse trabalho é o estudo da capacidade catalítica de nanopartículas de óxido de
zinco em reações orgânicas.
MATERIAL E MÉTODOS: As nanopartículas de óxido de zinco foram preparadas baseados na técnica de co-
precipitação, como segue: 0,1 M de solução de hidróxido de sódio adicionando-se
gota a gota de 0,1 M de solução de acetato de zinco dihidratado. O precipitado
de oxido de zinco foi centrifugado e lavado com água destilada para remoção de
subprodutos e seco a 80° C. Foi ultilizado a técnica de infravermelho para
caracterização do óxido de zinco.
Posteriormente essas nanopartículas foram ultilizadas para a síntese do
composto (Z)-3-(fenilamino)but-2-enoato de etila reagindo-se 1,5 mmol de
acetoacetato de etila, 1,5 mmol de anilina, sem solvente, na síntese do 3,5-
dimetilpirazol através da reação sem solvente entre a acetilacetona (1 mmol) e
sulfato de hidrazina (1,2 mmol) bem como na síntese de do 3-fenil-3-
feniltiopropanol reação executada utilizando-se 1 mmol de cinamaldeído
juntamente com 1 mmol de tiofenol (KUMAR, 2007). Neste caso o produto de reção
foi reduzido com NaBH4. Em todos os casos foram avaliados a presença de
solvente, a quantidade ideal de nanoparticula como catalisador heterogêneo e os
tempos reacionais.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O espectro de infravermelho do nano óxido de zinco apresenta como principal
banda na região do espectro de infravermelho (FTIR) entre 400-600 cm-1. As
bandas na região de 3000-3700 cm-1 são características do estiramento de grupos
O-H de moléculas de água adsorvida na superfície do ZnO formado.
Os dados de tamanho de partícula indicaram que indicaram uma variação entre 10-
50 nm confirmando a nanoestruturação do óxido de zinco.
Já no que tange a aplicação das nanopartículas de óxido de zinco em reações
orgânicas como catalisadores heterogêneos avaliou-se a presença ou não de
solvente, a quantidade ideal de nanoparticula como catalisador heterogêneo e os
tempos reacionais. Para todos os casos, cumpre informar, que as nanopartículas
atuaram como catalisadores variando a proporção das mesmas. Todavia, os
rendimentos obtdos ficaram entre bons e excelentes.
CONCLUSÕES: O processo de síntese de nanopartículas é de suma importância tanto pelo meio
acadêmico quanto industrial. Neste trabalho foi demonstrado a eficiência do método
de obtenção de nanopartículas de zinco através do processo de co-precipitação.
Além disso, a aplicação de nanopartículas é de extrema importância e uma aplicação
desta é como catalizadores heterogêneos em reações orgânicas. Aqui foram
apresentadas três tipos de reações orgânicas, síntese de enaminonas, de adutos de
Mannich e adutos de tio-Mchael. Em todos os casos foi possível determinar a
eficiência catalítica das nanopartículas.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à UFGD pelo espaço e financiamento do projeto.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BIONDO, V. Produção e caracterização de nanoplacas metálicas obtidas por moagem de alta energia. 171 f. Tese de doutorado. Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2010.
FERRAZ, H. M. C.; PEREIRA, F. L. C. Síntese de enaminonas. Química Nova. v. 27, p. 89-95, 2004.
KOOTI, M.; AFSHARI, M. Magnetic cobalt ferrite nanoparticles as an efficient catalyst for oxidation of alkenes. Scientia Iranica. v. 6, p. 1-5, 2012.
WINCK,C.R.; Estudos de novos catalisadores heterogêneos nas sínteses multicomponentes de b-enaminonas e 1,4-diidropiridina em ultrassom. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, 2013.
XIAO‐HUA, C., HUI, G., BING, X; Recent progress in the asymmetric Mannich reaction, European Journal of Chemistry 3 (2), p. 258‐266, 2012.
KUMAR, A., AKANKSHA, Amino acid catalyzed thio-Michael addition reactions, Tetrahedron 63, p. 11086–11092, 2007.