Organocatálise em CO2 supercrítico: Reatividade e otimização do processo

Resumo

Pretende-se investigar a influência do uso de dióxido de carbono supercrítico (CO2-sc), associado ou não a líquidos iônicos ou cossolventes, como solvente em reações químicas visando a obtenção de precursores quirais (moléculas que são a imagem especular uma da outra) que podem ter importância na industria química e farmacêutica. O mercado de drogas quirais é bastante importante, tendo atingido, por exemplo, 133 bilhões de dólares em 20001.O dióxido de carbono no estado supercrítico (CO2-sc) tem despertado considerável interesse como um novo solvente para reações orgânicas2-6. Ele é barato, abundante, atóxico, inodoro, não inflamável, sendo reciclável e facilmente removível do produto final, além de apresentar um ponto crítico acessível (Pc=73,8 bar e Tc=31,1°C), propriedades que o tornam uma alternativa mais sustentável que os solventes orgânicos derivados de petróleo em determinadas reações e processos. Além disso, o CO2-sc possui propriedades químicas interessantes, tais como não poder ser oxidado, ser um solvente aprótico e um ácido de Lewis, que lhe conferem propriedades únicas quando utilizado em reações químicas.Pretende-se estudar diversas reações químicas orgânicas em que se formam novas ligações carbono-carbono, tais como as reações de Morita-Baylis-Hillman (MBH) (reação entre um aldeído e um composto carbonílico ±,²-insaturado contendo grupo retirador de elétrons); as reações de Diels-Alder (reação entre um dieno e um dienófilo); as reações do tipo adição de Michael (reação entre um núcleofilo, normalmente um carbânion, e um composto carbonílico ±,²-insaturado); e as reações aldólicas (reação entre dois compostos carbonílicos, um nucleófilo, geralmente um enolato ou similar e um eletrófilo, geralmente um aldeído ou cetona, gerando um composto ²-hidroxi-carbonílico), empregando organocatálise, isto é, catalisadores provenientes de aminoácidos e terpenóides. Outros catalisadores contendo calcogênios em sua estrutura (em especial enxofre e selênio), sintetizados via click chemistry, também serão investigados. As reações escolhidas para investigação têm, além do bom potencial para produção de intermediários quirais de alto valor agregado, interesse acadêmico por sua especial sensibilidade às propriedades do CO2-sc, sendo ideais para a investigação de aplicações desse sistema solvente.Para os sistemas mais promissores será feita uma síntese do processo e modelagem termodinâmica da reação, para pode estabelecer condições (temperatura, pressão e composição) para a sua otimização. O planejamento experimental e emprego de técnicas estatísticas (por exemplo, metodologia da superfície de resposta.) serão aplicados no levantamento de dados e seu tratamento. Este projeto é vinculado ao INCT de Estudos do Meio Ambiente (Processo FAPESP 2008/57708-7, vigência 01/03/2009 a 28/02/2014), sob coordenação do Prof. Dr. Claudio Augusto Oller do Nascimento.