Síntese de peneiras moleculares mesoporosas ativas na reação de Knoevenagel entre benzaldeído e malonato de dietila

Abstract

As maiores aplicações de peneiras moleculares estão relacionadas à catálise ácida devido à inúmeras reações do meio petroquímico. Porém, a catálise básica é de suma importância nas demais indústrias, principalmente farmacêutica. Assim, torna-se imprescindível o estudo de catalisadores básico para a aplicação em catálise heterogênea. Dessa forma, foi escolhida a reação de Knoevenagel como modelo, pois assim é possível observar a funcionalização de um sítio básico além de ser uma reação importante para a indústria, gerando produtos como polímeros, bioativos, olefinas substituídas e intermediários sintéticos de variados compostos de importância biológica. Neste trabalho foi estudado o ancoramento de grupamentos amino em materiais mesoporosos do tipo MCM-41 e SBA-15, visando a sua funcionalização de forma a torná-los cataliticamente ativos para reações entre moléculas orgânicas promovidas por centros básicos. Para tal, amostras de MCM-41 e SBA-15 apresentando diferentes diâmetros de poros foram sintetizadas variando as condições de tempo e temperatura de síntese. Foram obtidas amostras de MCM-41 com diâmetro de poros entre 31-39 Å e amostras de SBA-15 com diâmetro de poros entre 63-72 Å. Estas amostras tiveram grupamentos amino ancorados sobre sua superfície através da reação com DAPTS (3-etilenodiaminopropiltrimetoxi- silano) que tiveram a concentração determinada pela disponibilidade de grupos silanóis. Assim, nas Si-MCM-41, a concentração de DAPTS diminuiu com aumento de temperatura e tempo de síntese devido a condensação dos grupos Si-OH. O inverso aconteceu a Si-SBA-15: com o aumento do tempo de síntese, maior foi a disponibilidade dos grupos silanóis, aumentando a concentração dos grupos aminos enxertados. As amostras foram caracterizadas por diversas técnicas: difração de raios X, adsorção de nitrogênio, análise termogravimétrica e titulação indireta. A atividade foi analisada em uma reação de Knoevenagel do benzaldeído com malonato de dietila por batelada, gerando produtos como o ácido cinâmico, etilcinamato e benzilideno-malonato de dietila em um período de 180 minutos. Tanto a concentração dos grupos aminos e o diâmetro dos poros influenciaram na seletividade e atividade da reação.