Síntese de peneiras moleculares MCM-41 ativas em catálise básica para a produção de chalconas

Abstract

Neste trabalho, amostras de peneiras moleculares mesoporosas tipo MCM-41 foram sintetizadas a partir de um gel de síntese apresentando a seguinte composição molar: 1,0 SiO2: 0,12 CTABr: 0,28 TMAOH: 100 H2O. Este gel foi tratado hidrotermicamente ou 100°C por 24 horas ou 150°C por 5 dias para formar as amostras de Si-MCM-41. Após a calcinação a 540°C, para a remoção do tensoativo e liberação dos poros, estas amostras foram funcionalizadas através de reação com duas fontes de amina: 3-aminopropil(trimetoxi)silano e 3-etilenodiaminopropil(trimetoxi)silano. O processo de ancoramento se mostrou eficiente com a incorporação de grupamentos aminopropila e etilenodiaminopropila em quantidades próximas da teórica. Essas amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), titulação potenciométrica, análise termogravimétrica (ATG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Através dessas, pode-se observar que os catalisadores apresentavam estruturas bem ordenadas da peneira molecular MCM-41 possuindo diferentes tamanhos de poros. A amostra sintetizada a 150°C por 5 dias era formada por partículas de 2 μm, enquanto que aquelas sintetizadas a 100°C por 24 horas era formada por partículas menores que 1 μm. As amostras foram avaliadas cataliticamente utilizando-se a reação de Claisen-Schmidt, em diferentes temperaturas (105, 140 e 165°C), para a formação de chalconas simples e substituídas. Foi observado que todas as amostras eram ativas para a produção de chalconas. Para as amostras contendo grupamentos aminopropila, ancorados em sua superfície, foi observado um aumento de atividade com o aumento da temperatura. No entanto, as amostras com grupamentos etilenodiaminopropila apresentaram um máximo de atividade a 140°C. Esta redução de atividade para a temperatura mais alta pode ser explicada considerando que estas amostras apresentavam dois sítios básicos próximos podendo promover reações bimoleculares de degradação, formando depósitos de coque na superfície do catalisador, desativando-o. Uma coloração escura no meio reacional indicou a formação de compostos secundários. Observou-se, também, que as amostras apresentando diâmetros de poros maiores eram mais ativas e que esta diferença de atividade era mais evidente para temperaturas mais altas.