Síntese e modificação química de biodiesel para formação de epóxidos e carbonatos cíclicos com potencial biodegradabildade

Abstract

The chemical modification of biodiesel has been an interesting proposal for obtaining various oleochemical compounds with similar porperties and aplications to petroleum derivates, with the difference of being obtained through clean and environmentally benign routes, using natural feedstock as vegetables oil and carbon dioxide, according to several principles of Green Chemistry. This work proposes to conduct a series of chemical modifications of flaxseed biodiesel, from its synthesis, epoxidation and cycloaddtion of CO2 to obtain biodegradable epoxides and cyclic carbonates. The flaxseed biodiesel was produced through Lewis acid catalysis (NbCl5) and had its unsaturation content concentrated by urea purification. The epoxidation of the concentrated biodiesel had its kinetics monitored by the evolution of oxygen oxirane value and studied by GC-FID and GC-MS. The cyclic carbonates were obtained from the solventless cycloaddition of supercritical CO2 in the opoxides catalyzed by TEAB, and have shown good reactants for a wide range of amines to from its respective carbamates (urethanes). FT-IR and NMR (1H and 13C) spectra identified the transformatios of all maior functional groups proving successful in the proposed chemical modifications

A modificação química do biodiesel tem sido uma proposta interessante para obtenção de diversos compostos oleoquímicos com propriedades e aplicações semelhantes aos derivados do petróleo, com o diferencial de serem obtidos através de rotas limpas e ambientalmente benigmas, utilizando insumos naturais como óleo vegetal e dióxido de carbono, atendendo diversos princípios da Química Verde. Este trabalho têm como proposta realizar uma série de modificações químicas do biodiesel de linhaça, partindo de sua síntese, epoxidação e cicloadição de CO2 para obtenção de epóxidos e carbonatos cíclicos biodegradáveis. O biodiesel de linhaça foi produzido através de catálise com ácido de Lewis (NbCl5) e teve seu teor de insaturação concentrado via purificação com uréia. A epoxidação do biodiesel concentrado teve sua cinética acompanhada pelo progresso do valor de oxigênio oxirano além de ser estudada via GC-FID e GC-MS. Os carbonatos cíclicos foram obtidos pela cicloadiação de CO2 supercrítico nos epóxidos catalisada por TEAB sem solvente e mostraram-se bons reagentes frente a diversas aminas para formação de carbamatos (uretanos). Espectros de FT-IR e RMN (1H e 13C) identificaram as transformações de todos os principais grupos funcionais comprovando êxito nas modificacões químicas propostas