ÁREA
Química Orgânica
Autores
Nogueira, P.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO) ; Mendonça, C.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO) ; Lima, R.N. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO) ; Silva, B.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO) ; Marciel, A.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO)
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo a obtenção de ésteres, através da reação de esterificação do ácido mandélico com o alfa-bisabolol. Um ponto importante a ser citado, é que o uso desse ácido é pouco explorado na síntese de novos ésteres. Na separação e purificação do produto reacional foram utilizado as técnicas de cromatográficas: cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia planar em coluna de vidro (CP), para posterior caracterização do produto (éster) por Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). A esterificação do ácido com o alfa-bisabolol, por catálise heterogênea, foi efetiva na síntese dos ésteres. Este trabalho destaca a importância da utilização de novos reagentes na síntese de ésteres, para a produção de novos produtos.
Palavras Chaves
Esterificação; Álcool de cadeia longa; Síntese de ésteres
Introdução
A reação de esterificação é interessante para a indústria química, dado que dentre seus produtos podemos destacar produtos fármacos, solventes, biodiesel, polímeros, alimentos, aromatizantes, pesticidas, essenciais, flavorizantes, ceras e outros (RONNBACK, 1997; URAGAMI, 2012). A esterificação é usada para síntese de ésteres por ser um método de baixo custo em comparação a produção natural de ésteres (SKORONSKI, 2006). A Figura 1 mostra a reação de esterificação com as interações da hidroxila (OH) do grupo carboxílico do ácido e do hidrogênio (H) do álcool na formação do éster (TVRZICKÁ et al., 2002). Os trabalhos científicos de esterificação giram em torno da síntese de ésteres etílicos ou metílicos de ácidos graxos (SOLOMONS et al., 2016). Surge assim a importância do estudo da síntese de ésteres a partir do ácido mandélico e do álcool alfa-bisabolol, ambos, são pouco usados na síntese de ésteres.
Material e métodos
Para a síntese dos ésteres por esterificação foi usado um sistema aberto, com um condensador de bolas, acoplado em suporte com garras, uma chapa aquecedora (QUIMIS, modelo Q216-22) em banho de areia, agitador mecânico, um balão de vidro com fundo redondo de 100 ml e um termômetro para controle da temperatura. Adicionado no balão de vidro 1g do ácido, 2,08 do álcool e 0,29 g de catalisador Al2O3 /CeO2, a mistura reacional foi mantida sob agitação constante, a uma temperatura 110ºC por 32h. Após essa etapa o produto reacional foi colocado em um tubo Falcon e centrifugado (FANEM, Modelo 206 BL) a 3600 rpm durante 15 minutos. Em seguida, foi separado o produto do catalisador e colocado em outro tubo Falcon, para posterior purificação. Para confirmar a formação dos ésteres foi realizada a cromatografia em camada delgada (CCD) em placas cromatográficas de alumínio, utilizando como eluentes a mistura hexano/éter/ácido acético (8:4:0,2, v/v) respectivamente, e vapor de iodo como revelador (BASTOS et al., 2020). Para a separação dos ésteres, foi realizado um fracionamento utilizando a cromatografia líquida em coluna (CLC), a coluna de vidro com 36 cm de altura e 1,8 cm de diâmetro foi empacotada com 10g sílica gel 60 (35-60 mesh), e para eluição foi utilizado um sistema de gradiente de polaridade com os solventes hexano, diclorometano e acetato de etila. Na caracterização dos principais compostos, obtidos no fracionamento foi utilizada a Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR).
Resultado e discussão
A reação de esterificação foi efetiva para a síntese dos ésteres. A Figura 2a
mostra o produto da reação de esterificação identificado na CCD, a 2b mostra a
fração pura do fracionamento realizado na CLC e a Figura 2c mostra o espectro do
infravermelho IV feito da amostra pura. Na análise feita pelo IV foi possível
identificar a presença das duas principais bandas de absorção do deslocamento
químico dos grupos de ésteres. A Figura 2c, mostra a presença dos modos
vibracionais faixas de 1716 cm-1, que correspondem aos estiramentos da ligação
(C=O) e (C-O) em 1267 cm-1, sendo regiões características dos ésteres
(SILVERSTEIN, R. M et al., 2000).
Conclusões
Diante do exposto, podemos afirmar que ocorre a esterificação do ácido mandélico com o alfa-bisabolol (álcool de cadeia longa) por catálise heterogênea. Isto abre uma nova fronteira para a aplicação de catalisadores heterogêneos em reações de esterificação usando-se álcoois de cadeias longas
Agradecimentos
Agradecimento a NCCA-UFMA, FAPEMA, CNPq e CAPES.
Referências
RÖNNBACK, ROBERT et al. Development of a kinetic model for the esterification of acetic acid with methanol in the presence of a homogeneous acid catalyst. Chemical Engineering Science, v. 52, n. 19, p. 3369-3381, 1997. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009250997001395. Acesso em 05/8/2023.
SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X.; KIEMLE, D. J. Identificação espectrométrica de compostos orgânicos. 7ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, p. 67-78, 2000.
SKORONSKI, EVERTON et al. Estudo cinético da obtenção de ésteres utilizando enzima lipozyme TL IM como catalisador. Food Science and Technology, v. 30, p. 897-902, 2010. 2006. Disponível em: https://www.redalyc.org/pdf/3959/395940102010.pdf. Acesso em: 02/08/2023.
SOLOMONS, T. W. GRAHAM. Organic chemistry. 12th edition, 2016.
TVRZICKÁ, E. et al. Analysis of fatty acids in plasma lipoproteins by gas chromatography–flame ionization detection: Quantitative aspects. Analytica Chimica Acta, v. 465, n. 1-2, p. 337-350, 2002. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003267002003963. Acesso em: 27/07/2023.
URAGAMI, TADASHI; KISHIMOTO, JUNJI; MIYATA, TAKASHI. Membrane reactor for acceleration of esterification using a special ionic liquid with reaction and separation and microwave heating. Catalysis today, v. 193, n. 1, p. 57-63, 2012. Disponível em: https://pdf.sciencedirectassets.com/271364/1-s2.0-S0920586112X00142/1-s2.0-S0920586112001782/main.pdf?X-Amz-Security-. Acesso em: 02/08/2023.
