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Tipo do documento: Dissertação
Título: Esterificação de álcool bisabolol com ácido mandélico via catálise heterogênea
Título(s) alternativo(s): Esterification of bisabolol alcohol with mandelic acid via heterogeneous catalysis
Autor: NOGUEIRA, Poliana Carvalho 
Primeiro orientador: MACIEL, Adeilton Pereira
Primeiro membro da banca: CARNEIRO, Fernando José Costa
Segundo membro da banca: ROCHA, Cláudia Quintino da
Terceiro membro da banca: MACIEL, Adeilton Pereira
Resumo: As reações de esterificação desempenham um papel importante na química orgânica devido seu potencial para obtenção de diversos produtos, porém, algumas dessas reações apresentam limitações como para os álcoois terciários devido menor reatividade, menor solubilidade em água, maior impedimentos estéricos e maior estabilidade térmica. Neste trabalho, a reação de esterificação do alfa-bisabolol, um álcool terciário, com o ácido mandélico, foi estudada aplicando um catalisador à base de óxido de alumina e óxido de cério (Al2O3/CeO2). A reação ocorreu empregando quantidades equimolares dos reagentes em um reator de vidro à 125 º C por 4 h. Os cálculos de química computacional foram realizados no Gaussian 09. Os cálculos foram realizados para a reação não catalisada pelo método de DFT (B3LYP). As estruturas das moléculas dos reagentes e produtos formas desenhadas e otimizadas no Gaussview 5.0, no método semiempírico Método Paramétrico 6 (PM6). O monitoramento e análise dos produtos foram feitos por cromatografia em camada delgada para acompanhamento da formação dos produtos. A separação e isolamento dos produtos foi por cromatografia líquida clássica analisando os componentes: produto 1, produto 2 e amostra do alfa bisabolol purificado. A caracterização dos produtos foi realizada por espectrometria de massas, ressonância magnética nuclear e por infravermelho. O estudo teórico mostrou que em condições fora do padrão, ∆G= -1993,76J a 383,15 k (110 ºC), a reação é espontânea. Os resultados cromatográficos e espectroscópicos apresentaram correspondência entre picos experimentais, os teóricos reportados pela literatura e resultados simulados. Em paralelo a reação de esterificação foi evidenciado um óxido de alfa-bisabolol como produto secundário. Foi proposto um mecanismo para a reação de esterificação do ácido mandélico com o alfa bisabolol. Apesar do baixo rendimento, o alfa bisabolol (álcool terciário) mostrou-se promissor para a esterificação com o ácido mandélico. Os resultados positivos abrem novas perspectivas para estudos de esterificação com álcoois terciários e de cadeia longa. Este trabalho é significativo por explorar as reações de esterificação envolvendo álcoois terciários, oferecendo uma compreensão mais profunda das limitações e potencialidades destes compostos em síntese orgânica.
Abstract: Esterification reactions play an important role in organic chemistry due to their potential for obtaining various products. However, some of these reactions have limitations, such as for tertiary alcohols due to their lower reactivity, lower solubility in water, greater steric hindrance and greater thermal stability. In this work, the esterification reaction of alpha-bisabolol, a tertiary alcohol, with mandelic acid was studied using a catalyst based on alumina oxide and cerium oxide (Al2O3/CeO2). The reaction took place using equimolar quantities of the reactants in a glass reactor at 125ºC for 4 hours. The computational chemistry calculations were carried out in Gaussian 09. Calculations were carried out for the uncatalyzed reaction using the DFT method (B3LYP). The structures of the reactant and product molecules were designed and optimized in Gaussview 5.0, using the semi-empirical method Parametric Method 6 (PM6). The products were monitored and analyzed using thin layer chromatography to follow the formation of the products. The products were separated and isolated by classical liquid chromatography, analyzing the components: product 1, product 2 and the pure alpha bisabolol sample. The products were characterized by mass spectrometry, nuclear magnetic resonance and infrared. The theoretical study showed that under non-standard conditions, ∆G= -1993.76J at 383.15 k (110 ºC), the reaction is spontaneous. The chromatographic and spectroscopic results matched the experimental peaks, the theoretical peaks reported in the literature and the simulated results. In parallel with the esterification reaction, alpha-bisabolol oxide was found as a secondary product. A mechanism was proposed for the esterification reaction of mandelic acid with alpha-bisabolol. Despite the low yield, alpha bisabolol (tertiary alcohol) proved promising for esterification with mandelic acid. The positive results open up new perspectives for esterification studies with tertiary and long-chain alcohols. This work is significant in that it explores esterification reactions involving tertiary alcohols, offering a deeper understanding of the limitations and potential of these compounds in organic synthesis.
Palavras-chave: síntese orgânica;
esterificação;
ésteres;
alfa-bisabolol;
ácido mandélico;
organic synthesis;
esterification;
esters;
alpha-bisabolol;
mandelic acid.
Área(s) do CNPq: Química
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: NOGUEIRA, Poliana Carvalho. Esterificação de álcool bisabolol com ácido mandélico via catálise heterogênea. 2024. 86 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5491
Data de defesa: 19-Jul-2024
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUIMICA

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