Síntese de salicilato de fenila (SALOL) e outros ésteres fenílicos empregando o catalisador SiO2-SO3H

Abstract

Neste trabalho descrevemos a síntese e o emprego do catalisador SiO2-SO3H em reações de esterificação direta do fenol com diferentes ácidos carboxílcos (ácidos fórmico, acético, salicílico, nicotínico, benzoico e oxálico). O catalisador amorfo SiO2-SO3H contém uma pequena área de superfície de 115,0 m2g-1 e 1,32 mmol H+/g, o qual foi preparado a partir da sulfonação com acido sulfúrico concentrado (H2SO4) da silica gel (SiO2). A silica gel, contendo área superficial de 507 m2g-1, foi sintetizada empregando areia fina de construção e carbonato de sódio, em proporções de 1:2 massa/massa. As áreas superficiais da silica gel e do catalisador foram determinadas pela técnica de Adsorção e dessorção de Nitrogênio, empregando o método de BET, desenvolvido por Stephen Brunauer, Paul Hugh Emmett e Edward Teller - B.E.T. (Brunauer, Emmett, Teller) e o índice de H+ de 1,32 mmol de H+/g de catalisador foi obtido a partir do emprego da técnica de titulação potenciométrica. O grande número de pesquisas envolvendo a síntese de ésteres fenílicos se dá em razão da baixa reatividade do fenol para o seu emprego direto na reação de ésterificação. Observa-se que umas das principais rotas de obtenção dos ésteres fenílicos ocorre através da reação na presença de cloreto de acila que aumenta significativamente a reatividade do meio. Outrossim, também podem ser obtidos sob uma fase líquida, refluxando os reagentes (ácido carboxílico e fenol) na presença de uma pequena quantidade de H2SO4, HCl, POCl3 concentrados ou ácido sulfônico como catalisador. Durante as reações de esterificação empregando o catalisador SiO2-SO3H form utilizados dois sistemas de aquecimento, irradiação por micro-ondas e manta de aquecimento. As misturas reacionais se deram em 1 mmol de fenol para 1 mmol de ácidos carboxílicos, exceto o ácido oxálico, que por ser um diácido foi necessária a proporção de 2 mmol de fenol para 1 mmol de ácido oxálico. Nas reações empregando manta de aquecimento foram utilizados 10% (m/m em função do fenol) de catalisador SiO2-SO3H para as reações com os ácidos fórmico, acético, salicílico, nicotínico e benzoico, sendo que, para o ácido oxálico foi fixada a proporção de 20% (m/m em função do fenol) de catalisador SiO2-SO3H. Para as reações empregando irradiação por micro-ondas foram utilizados 14% (m/m em função do fenol) de catalisador SiO2-SO3H para as reações com os ácidos fórmico, acético, salicílico, nicotínico e benzoico. Assim como no aquecimento convecional, foi fixada a proporção de 20% (m/m em função do fenol) de catalisador SiO2-SO3H para a reação de esterificação do fenol com ácido oxálico. Os rendimentos obtidos nas reações de esterificação com aquecimento convencional foi da ordem de 60,34% a 94,23%. Quando empregado a irradiação de micro-ondas os rendimentos foram na ordem de 63,46% a 96,45%, no entanto, os ácidos fórmico e acético não reagiram com o fenol nessa fonte de aquecimento. Os melhores resultados foram observados por aquecimento através de irradiação de micro-ondas, devido a maior interação reagentes/sítios ativos do catalisador promovida pelas mudanças de orientação das moléculas polares e/ou formação de espécies carregadas no estado de transição favorecidas pela irradiação de micro-ondas.