Síntese de ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) e de ésteres benzílicos por reação química com catalisadores heterogêneos baseados em NbCl5 e SiO2-Nb

Abstract

O presente trabalho descreve o estudo de novas metodologias para obtenção de ésteres benzílicos e ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) utilizando o NbCl5 sólido e catalisadores heterogêneos ácidos. No estudo, o NbCl5 sólido foi utilizado como reagente, e nos outros métodos foi empregado um catalisador de nióbio enxertado em sílica e um catalisador de grupos sulfônicos imobilizado em sílica. Nos processos heterogêneos a SiO2 (507 m2g-1, área específica) utilizada como suporte dos catalisadores, foi produzida a partir de areia construção e carbonato. O NbCl5 e os grupos –SO3H foram imobilizados diretamente à temperatura ambiente na SiO2, formando respectivamente o SiO2-Nb, com 412 m2g-1 de área específica e o SiO2-SO3H, com 115 m2g-1 de área específica. Nas esterificações utilizando NbCl5 sólido foi determinado que para a obtenção de rendimentos razoáveis de ésteres de benzílicos (>85%) e ésteres metílicos (>70%) em reações a temperatura ambiente, a proporção mínima em moles de NbCl5:álcool benzílico deve ser 1,5:1,0 e para obtenção dos ésteres metílicos a proporção de 1,5:6,0. Nas metodologias aplicando os catalisadores heterogêneos foi utilizada uma quantidade de 7% (m/m) do catalisador SiO2-SO3H para catalisar a esterificação de diferentes ácidos carboxílicos com álcool benzílico. E para as mesmas reações com o catalisador SiO2-Nb foi utilizada uma razão de 10% (m/m) do catalisador. Ambos os processos foram realizados sob refluxo na ausência de um solvente; rendimentos muito semelhantes foram obtidos apesar do catalisador SiO2-SO3H possuir uma área superficial muito menor que o catalisador SiO2-Nb.