ÁREA: Química Industrial e Tecnologias Limpas
TÍTULO: OBTENÇÃO DE UM ADITIVO FOSFORADO DERIVADO DO LÍQUIDO DA CASCA DA CASTANHA DE CAJU - LCC.
AUTORES: FAÇANHA, M. A. R. - DQOI/UFC
MAZZETTO, S.E. - DQOI/UFC
LOPES, A.A.S. - PADETEC/UFC
ABREU, K. V. - UECE
CARIOCA, J. O. B. - PADETEC/UFC
RESUMO: A preocupação com o meio ambiente tem buscado tecnologias limpas. No ramo da agroindústria não acontece diferente, este trabalho utilizou um dos principais constituintes do LCC, o Cardanol, para a síntese de um fosforado, o qual objetiva a aplicação no setor de óleos lubrificantes. O composto foi sintetizado através de reação de substituição nucleofílica, com rendimento de 70%. O composto foi caracterizado via IR, GC/MS e RMN de 31P e 1H, apresentando uma banda de estiramento P-O-(C) aromático em 980 cm-1, um pico em 536 (massa molecular do composto) e d = - 16.40 ppm, respectivamente. A estabilidade térmica do composto foi investigada via TG/DTG em atmosfera oxidativa, (razão 10°C min-1), apresentando resultados bastante satisfatórios.
PALAVRAS CHAVES: lcc; antioxidante fosforado; cardanol.
INTRODUÇÃO: A indústria do caju é o mais importante segmento das exportações do Estado do Ceará, onde se encontram instaladas o maior número de indústrias de processamento do caju. O LCC vem se transformando em matéria-prima valiosa para o setor petroquímico. Um de seus derivados de maior percentual, o “Cardanol”, vem sendo testado, dentre outras aplicabilidades, como antioxidante. A atividade antioxidante de derivados do Cardanol foi encontrada como sendo comparável à dos produtos comerciais 2,6-di-tert-butil-4-metilfenol (BHT) e 2,6-di-tert-butil-4-metoxifenol (BHA). A diferença reside no fato dos aditivos usados normalmente serem poluentes quando comparados aos derivados do LCC, de origem vegetal. Os antioxidantes, são agentes químicos que quando adicionados a um material orgânico, atuam no sentido de retardar a oxidação. Os fosforados são antiosidantes secundários, pois atuam no sentido de interromper a etapa de ramificação, decompondo os peróxidos em compostos mais estáveis. A reação de fosforação foi realizada, produzindo um antioxidante secundário. O novo composto foi devidamente caracterizado, e alguns testes da capacidade termooxidativa foram verificados em balança termogravimétrica.
MATERIAL E MÉTODOS: O cardanol utilizado foi hidrogenado e o difenilclorofosfato foi obtido da Aldrich (99%). O óleo utilizado para teste foi o naftênico leve NH10. O reagente NaOH também foi utilizado na síntese para formação da espécie intermediária ativa, diclorometano e clorofórmio foram usados como solventes e eluentes na etapa de purificação do composto. Através de um sistema sob refluxo e agitação constante, adicionou-se cardanol hidrogenado (3-PDP), NaOH e Difenilclorofosfato, a uma razão estequiométrica de 1:1:1 em 20 mL de clorofórmio. Deixou-se a mistura reagir por cerca de 50 minutos, a temperatura constante (60ºC). O monitoramento da reação foi realizado por CCD. Após 50 minutos de reação não mais se observou a mancha relativa ao cardanol. Então, o produto de reação foi submetido a uma extração por solvente, onde foi lavado em funil de separação, com uma solução de H2SO4 (10%) e posteriormente, água destilada. A seguir o produto foi seco com Na2SO4 anidro e rotaevaporado para total eliminação do solvente. Obteve-se um óleo viscoso de coloração amarelo claro. O novo composto foi submetido à purificação através de coluna de sílica gel, utilizando-se diclorometano como fase móvel.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As análises via RMN de 1H, 31P, demonstraram valores coincidentes com a estrutura da molécula fosforada3. A RMN de 1H revelou as seguintes regiões de deslocamento: um singleto na região de d= 7.3 ppm relativo ao próton da hidroxila fenólica; um tripleto na região de d= 2.6 ppm correspondente aos prótons do grupo metileno (-CH2–Ar); um quinteto na região de d= 1,5 ppm, correspondente aos prótons do grupamento alquila secundário (Ar-CH2-CH2-CH2); um multipleto na região de d= 1.3 ppm, referente aos prótons (-CH2-(CH2)12-CH3), e por último, um tripleto na região de campo em torno de d= 0.9 ppm correspondente aos prótons do grupamento CH2(CH2)12-CH3. A RMN de 31P revelou a seguinte região d= -16.40 ppm. No espectro de IR, a comprovação da coordenação do ligante fosforado ao oxigênio do grupamento fenólico do cardanol, pode ser verificada pelo aparecimento de uma banda de estiramento P-O-(C) aromático na região de 981 cm-1. Os testes termogravimétricos foram realizados em proporções de aditivação de 1,2%, 1,7% e 2,0% wt/wt no óleo NH10, após aditivado, o óleo apresentou um acréscimo de 15% em sua estabilidade térmica, degradando a temperaturas mais elevadas, Figura 1.
CONCLUSÕES: A síntese para produção do antioxidante fosforado a partir de um dos derivados do LCC, mostrou-se bastante interessante, tendo em vista a rapidez com que o produto é formado. Outro fator interessante é que ao término do processo, o meio reacional se apresenta em pH neutro pois na presente reação não há formação de HCl, sendo um fator importante para o segmento intitulado “Química Verde”, cuja preocupação é em diminuir o impacto causado ao meio ambiente pelos resíduos gerados na indústria química. Os resultados obtidos da TG também se mostraram bastante satisfa
AGRADECIMENTOS:PADETEC, CNPQ, UFC E UECE
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:1. MAZZETTO, S. E. Síntese, Caracterização Química Fina - E desenvolvimento de novos materiais a partir do Líquido da Casca da Castanha de Caju (LCC), Uma Fonte Natural e Renovável., Itália, 2003.
2. SCHWETLICK, K., PIONTECK, J., WINKLER, A., HÄHNER U., KROSCHWITZ H. & HABICHER, W. D., Organophosphorus Antioxidants: Part X- Mechanism of Antioxidant Action of Aryl Phosphites and Phosphonites at Higher Temperatures, Polymer Degradation and Stability, 31, 219-228, 1991.
3. FOGLER, H. S., Elementos de Engenharia das Reações Químicas, Editora LTC, 3ª edição, Rio de Janeiro, 1999.
4. HAINES, P. J., Thermal Methods of Analysis Principles, Applications and Problems, Editora Blackie Academic & Professional; 1ª edição, London, 1995.
5. JEFFERY, G. H., BASSET, J., MENDHAM, I., DENNEY, R. C., Vogel Análise Química Quantitativa, Ed. Guanabara Koogan, 5ª edição, Rio de Janeiro, 1992.
6. KHRAISHA, Y. H., SHABIB, I. M., Thermal analysis of shale oil using thermogravimetry and differential scanning calorimetry, Energy Conversion & Management; 43, 229 – 239; 2002.
7. MORAIS, S. M., BEEZER, A. E., ASHBY, J., BOLTON, R., Int. Journal Pharm., 66, 107, 1990.
8. SILVERSTEIN, R. M., BASSLER, G. C., MORRIL, T. C., Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos, Editora Guanabara Koogan, 5ª edição, Rio de Janeiro, 1994.
9. SKRDLA, P. J., ANTONUCCI, L. S., CROCKER, R. M., WENSLOW, L., WRIGHT, G. Z., A Simple Quantitative FT – IR Approach for the Study of a Polymorphic Transformation Under Crystallization Slurry Conditions; Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 25, 731.