• Total de projetos de pesquisa (24)
  
  1. 2022-2024. Novos catalisadores multifuncionais de estruturas metal-orgânicas para oxidação leve de metano a metanol
     Descrição: A oxidação de metano para metanol catalisada por redes metalorgânicas (MOFs) e materiais derivados ainda permanece inexplorada, mas representa uma área de pesquisa altamente promissora. MOFs são compostos de coordenação cristalinos e porosos formados por redes infinitas, à base de unidades de construção secundárias inorgânicas (SBUs, íons de metal ou clusters) e ligantes orgânicos (por exemplo, policarboxilatos, polipiridinas). A flexibilidade com a qual a geometria, tamanho e funcionalidade dos constituintes podem ser variados já resultou em mais de 20.000 MOFs diferentes. Suas áreas superficiais podem chegar a 10.000 m2 g-1, o que excede significativamente as de outros materiais porosos e catalisadores, como zeólitas e carvões ativados. Além disso, a porosidade permanente, estabilidade química e térmica e capacidade de ajuste sintético exibida pelas MOFs as tornam atraentes para aplicações catalíticas. Em particular, algumas MOFs mostram alta estabilidade térmica variando de 250 a 500 C. Dados da literatura mostraram que o etano é seletivamente oxidado a etanol, em fase gasosa, em MOFs contendo Fe, indicando que esses materiais podem ser potencialmente seletivos para a produção de metanol por oxidação de metano, embora MOFs capazes de ativar o metano ainda sejam pouco descritos na literatura. Assim, neste projeto de pós-doutorado, propomos a síntese e investigação catalítica de novos MOFs multifuncionais à base de Cu e Fe para a oxidação seletiva de metano a metanol. O objetivo principal é obter um grupo de materiais com características físicas e químicas devidamente caracterizadas e ativos nas reações de oxidação. Aspectos como atividade específica, seletividade e mecanismos de reação serão objeto de estudo para cada material, a fim de se otimizar melhorar a atividade catalítica e definir as condições ideais. Um conjunto de novas MOFs baseados em Cu, Zr, Ce e Fe (explorando a natureza do centro metálico e diferentes tipos de ligantes orgânicos) será preparado por métodos hidrotérmicos e de automontagem, sendo caracterizados difração de raios X e análises topológicas além de estudos de estabilidade térmica, porosidade e sorção de gases. Os MOFs mais promissores serão selecionados como catalisadores heterogêneos para a oxidação do metano em condições brandas, com o objetivo de se efetuar um estudo sistemático sobre os efeitos das propriedades físicas e químicas, levando-se em consideração aspectos cinéticos e mecanísticos. Os catalisadores à base de MOF obtidos serão testados em reatores de fluxo e batelada. Estudos computacionais também serão realizados. Ar, O2 e /ou H2O2 serão estudados como oxidantes. Uma oxidação competitiva do metano na presença de etano, propano e/ou butano também será tentada, visando uma conversão das frações do gás natural bruto e estabelecendo uma influência da presença de outros alcanos leves na oxidação do metano. As características de porosidade e sorção seletiva potencial das MOFs selecionadas também serão exploradas para encontrar outras aplicações possíveis, como adsorventes seletivos para purificação de gás natural (por exemplo, de alcanos C2-C4 e CO2) ou captura seletiva de seus componentes. Uma ênfase especial será dada ao desenvolvimento de catalisadores MOF inteligentes ou multifuncionais, em que nós de metal com uma atividade reconhecida na catálise de oxidação (por exemplo, Cu, Fe - presente nos sítios ativos de metano-monooxigenases) serão acoplados a ligantes orgânicos (por exemplo, carboxilatos N-heteroaromáticos) que podem atuar como co-catalisadores em tais reações de oxidação, levando assim a um potencial efeito sinérgico.. Situação: Desativado; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / ANDRADE, LUANA S. - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de SP - Bolsa.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  2. 2022-Atual. Metátese de Produtos Naturais e Derivados: uma Abordagem de Otimização na Busca de Compostos com Ação Antiparasitária
     Descrição: Frente ao número reduzido de fármacos para a quimioterapia, o desenvolvimento de medicamentos contra doenças tropicais negligenciadas, especialmente a Doença de Chagas e a Leishmaniose, é de grande relevância, e o uso de produtos naturais e/ou derivados quimicamente modificados é uma alternativa interessante para o desenvolvimento protótipos bioativos. A doença de Chagas atinge principalmente países da América Latina e está ligada ao baixo desenvolvimento socioeconômico. Já a leishmaniose está distribuída nas regiões tropicais do planeta, estendendo-se desde o sul dos Estados Unidos até o norte da Argentina, além de países da África, Europa e Ásia. Recentemente, desenvolvemos novas metodologias baseadas na metátese cruzada entre produtos naturais (terpenóides e lignoides) com olefinas funcionalizadas, promovendo mudança estruturais nas moléculas que elevaram suas atividades antiparasitárias. Terpenoides, como por exemplo, ácidos masticadienóico e cóstico, bem como fenilpropanóides (eugenol) e neolignanas (licarina A) são compostos isolados de plantas oriundas da flora brasileira, que também apresentam atividade biológica frente a essas doenças tropicais. Considerando-se tal potencial, pretende-se nesse projeto realizar a metátese cruzada dessas moléculas com alquenos terminais de cadeia carbônica de tamanhos diferentes, e outros contendo grupos funcionais, como ácido acrílico, nitrilas, acrilatos. As reações serão conduzidas com complexos de rutênio como catalisadores, solventes verdes, com elevada economia atômica, minimizando-se a geração de resíduos. Por meio de planejamento de experimentos, pretende-se a avaliar o efeito da concentração de catalisador, substrato, solvente e da temperatura na conversão e seletividade. A proposta visa a otimização da atividade antiparasitária e/ou redução da toxicidade, comparando-se com os materiais de partida e com as drogas comerciais, levando a obtenção de protótipos moleculares com ação antiparasitária (lead compounds).. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Christian Bruneau - Integrante / Cédric Fischmeister - Integrante / João Henrique Ghilardi Lago - Integrante / Alexandre Damiani - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  3. 2022-Atual. Síntese Mediada por Estrutura Metalorgânica (MOFMS): Catalisadores para oxidação de metano em produtos oxigenados
     Descrição: O metano é o principal componente do gás natural. No entanto, é extremamente inerte, o que limita sua aplicação em sínteses. Hoje, esse composto é empregado principalmente como combustível fóssil ou convertido em olefinas, hidrocarbonetos aromáticos ou compostos oxigenados através de processos que exigem energia. Portanto, a implementação de tecnologias mais verdes para garantir que o metanol seja usado com eficiência será essencial no futuro. Nesse cenário, desenvolver novos catalisadores que possam converter metano em produtos como álcool, aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos é um desafio para a química moderna. Vários materiais têm sido desenvolvidos para este fim, mas ainda apresentam limitações e são caro. Apesar do pequeno número de estudos envolvendo Estruturas Metal-Orgânicas (MOFs) como catalisadores para a oxidação de alcanos leves, espera-se que os MOFs baseados em metais de transição sejam os futuro para essas reações. No entanto, sua baixa estabilidade térmica é um problema. Em vez de MOFs, aqui propomos o uso de carbonetos metálicos, que apresentam a versatilidade estrutural dos MOFs, mas são mais termicamente estável. Vamos realizar síntese mediada por estrutura metal-orgânica (MOFMS) para obter carbonetos metálicos e carbonetos metálicos mistos com resistência química e térmica bem dispersos metais, o que é desejável para um catalisador que será submetido a diferentes condições de temperatura e pressão. Mais especificamente, Cu, Fe e carbonetos de metais mistos serão sintetizados e empregados para catalisar a conversão de metano em produtos oxigenados. Para isso, os MOFs serão sintetizados por métodos solvotérmicos e submetidos a pirólise ou calcinação, para obtenção de nanopartículas em uma matriz de carbono porosa. Os materiais resultantes serão caracterizados e posteriormente testados em um reator de batelada e fluxo para estabelecer o catalisador mais eficiente.Projeto FAPESP-BEPE. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / ANDRADE, LUANA S. - Integrante / Omar K. Farha - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  4. 2021-Atual. Redes metalorgânicas (MOFs) como catalisadores heterogêneos para obtenção de produtos oxigenados a partir da oxidação direta do metano
     Descrição: Sob a perspectiva climática atual, tem-se que o incentivo a políticas voltadas para o desenvolvimento sustentável e o cumprimento de acordos visando reduzir as emissões de gases do efeito estufa a determinados níveis, adquiriram um patamar muito importante no âmbito industrial. Nesse sentido, o gás natural, que é um combustível ambientalmente mais amigável que os combustíveis fósseis comumente utilizados, tem ganhado cada vez mais atenção e, com isso, o desenvolvimento de tecnologias para uma melhor exploração e beneficiamento desse recurso também. A extração, o processamento e a conversão do metano (CH4), constituinte principal do gás natural, recebe um destaque especial na área de catálise, visto que ainda existem muitos desafios relativos a catálise oxidativa direta do CH4 a metanol, que é uma matéria-prima essencial para diversas cadeias produtivas. A química moderna tem tentado diferentes meios para encontrar um processo efetivo, econômico e com menor impacto ambiental para a conversão direta do metano a metanol, associando diversos tipos de materiais como catalisadores. Dessa forma, relaciona-se a versatilidade de aplicação e características físico-químicas de materiais cristalinos conhecidos como redes metalorgânicas (MOFs), como potenciais compostos capazes de solucionar e gerar resultados positivos para a área de oxidação direta do metano. Portanto, esse projeto visa a síntese de novas MOFs, alterando seus centros metálicos (ferro, cobre, gálio e entre outros) e ligantes (aminoácidos, ácidos orgânicos, iminas e entre outros), a fim de favorecer propriedades que beneficiem a conversão do metano a produtos oxigenados de maior valor agregado. As técnicas de caracterização dos materiais envolvem a microscopia eletrônica de varredura acoplada ao detector de energia dispersiva de raios-X (MEV-EDS), difração de raios-X (XRD), espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), análise termogravimétrica (TGA), análise textural (isotermas de adsorção de N2) e entre diversas outras. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / GUSTAVO FELIX BITENCOURT - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  5. 2021-Atual. Catalisadores heterogêneos à base de MOF para obtenção de produtos oxigenados a partir de CO2
     Descrição: A atividade humana, crescimento industrial e desmatamento são alguns dos principais fatores que influenciam no aumento das emissões de CO2. Por isso, se faz necessário pensar em alternativas viáveis para diminuição destas emissões como, por exemplo, a conversão de CO2 em produtos e intermediários químicos. Neste sentido, este projeto visa propor uma rota de conversão de CO2 em produtos oxigenados como álcoois e aldeídos, rota esta já explorada sob o uso de catalisadores de óxidos metálicos. No entanto, apesar de promissora, esta rota ainda possui alguns desafios como, a baixa conversão de CO2 e a formação de alcanos, o que diminui a seletividade para os oxigenados de interesse. Neste sentido, Metal Organic Frameworks (MOF) se apresentam como uma alternativa viável como catalisadores uma vez que apresentam, dentre outras vantagens, alta porosidade e área superficial. Inicialmente a MOF selecionada será a UiO-66, uma MOF baseada em Zr que, frente a outras oferece melhor maior atividade na conversão de CO2, além de resistência a água, ação de ácidos e bases e resistência térmica acima de 500 C. Como estratégia de resolução dos problemas supracitados em relação a conversão e seletividade, a MOF será modificada em pós-síntese com nanopartículas de Au e Rh, como catalisadores metálicos de redução e hidroformilação. Além disso, serão exploradas inicialmente, duas arquiteturas de catalisadores à saber, convencionais (suportados) e core-shell a fim de estudar sua influência sobre a estabilidade e atividade dos catalisadores durante a conversão de CO2 em oxigenados como propanol e propanal.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Paola Caroline de Oliveira - Integrante / Marco André Fraga - Integrante. Financiador(es): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Bolsa.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  6. 2020-2023. Transformações catalíticas de compostos orgânicos (incluindo metano) e produtos naturais
     Descrição: A transformação química de compostos orgânicos, seja de origem fóssil ou vegetal, é de grande importância econômica e acadêmica, principalmente quando se faz uso de processos ambientalmente amigáveis. O Brasil pode ser considerado como privilegiado, já que possui grandes reservas de vegetais e de derivados fósseis. Desta forma pretende-se neste projeto enfatizar transformações químicas nos dois tipos de matéria-prima. Pretende-se aqui agregar valor aos derivados da laranja (terpenos e terpenóides), por meio da epoxidação catalítica na presença de sais e óxidos de Al e Ga. Também será estudada a metátese cruzada entre estas moléculas e olefinas funcionalizadas, utilizando complexos de rutênio como catalisadores. Metátese de derivados de eugenol e pseudoionona também serão avaliadas. Os produtos obtidos tem aplicação em síntese orgânica, além de possuírem potencial atividade biológica contra melanoma e doenças negligenciadas. Objetiva-se ainda estudar a oxidação do acetol, derivado do glicerol (um subproduto da indústria do biodiesel) em um sistema verde, usando água como solvente, H2O2 como oxidante e sais (ou complexos) de Mn, Fe, Cu e outros metais, testando-se o efeito de ligantes cooperadores ácidos ou básicos. A oxidação de bioetanol, oriundo da cana-de-açúcar, será igualmente estudada, usando sistemas catalíticos similares. Na área de petróleo, dados divulgados recentemente projetam reservas imensas de óleo e gás no Brasil. Adicionalmente, biometano está sendo produzido de forma cada vez mais intensa como subproduto da degradação anaeróbica de matéria orgânica, como resíduo da indústria animal e vegetal, além dos esgotos. Neste projeto pretende-se estudar reações de oxidação de alcanos (incluindo metano), utilizando H2O2 como oxidante verde e diferentes sistemas catalíticos à base de metais de transição (Fe, Cu, Mn, Os) avaliando-se o efeito da adição de ligantes cooperadores (ácidos ou básicos). Um caráter inovador será dado ao projeto, por meio da síntese, caracterização e aplicação de redes metalorgânicas inteligentes (MOFs) na oxidação de alcanos. Assim, uma série de MOFs à base de Cobre, Ferro, Níquel, Zircônio (e outros metais), recém-planejados, com ligantes cooperadores à base de nitrogênio e ácidos carboxílicos como blocos estruturais, serão usados como catalisadores inteligentes para a oxidação seletiva (com H2O2, e/ou O2) de alcanos (incluindo metano e alcanos leves) em produtos de oxidação industrialmente importantes. As MOFs também serão testadas na separação de misturas de gás natural contendo CO2 e água.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  7. 2018-Atual. Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos
     Descrição: Em 20 anos, espera-se atingir a Era de Ouro do Gás Natural, onde o metano desempenhará um papel de liderança como matéria-prima industrial primária. Assim, esta proposta visa desenvolver conhecimentos fundamentais e aplicados para a conversão catalítica de metano por rotas oxidativas bem como a utilização de CO2, um gás do efeito de estufa presente no gás natural (também proveniente da reforma do metano). Propõe-se uma equipe de coordenação e integração entre grupos que atuam em cinco linhas de pesquisa (RL) como: grupo de catálise química (RL-1) e fotocatálise (RL-2), com o objetivo de abordar os desafios significativos na oxidação parcial de CH4 em metanol. RL-1 envolve design, preparação e caracterização de catalisadores heterogêneos estruturados à base de Cu e Fe como SAPOs, ALPOs, MALPOs e MOFs, construção de reatores e testes catalíticos. Na RL-1, os catalisadores mais promissores serão descritos com cálculos DFT para modelagem de sítios ativos de catalisadores e da interação destes com seus reagentes. RL-2 desenvolverá fotocatalisadores baseados em TiO2, g-C3N4, ZnO, BiVO4 e BiWO3. Estes semicondutores serão preparados e modificados buscando uma superfície com propriedades ideais para oxidação parcial do metano e sem mineralização. A atividade catalítica será avaliada que buscando o desenvolvimento de setups experimentais para analisar a capacidade de controle das reações de oxidação em escalas laboratoriais e piloto. Alternativamente, ao metanol, em RL-3, o metano será utilizado como matéria-prima para a produção de materiais à base de carbono. Estes materiais serão preparados por decomposição catalítica do metano usando metais (Fe, Co, Ni) suportados, usando-se reatores de leito fixo e fluizados. Estes materiais serão modificados visando alcançar propriedades adequadas para aplicações em eletroquímica e como sensores de gases. No que se refere à utilização de CO2, RL-4 estudará a bi-reforma do metano, onde uma mistura de CH4 , H2O e CO2 é transformada em gás de síntese (CO + H2). O grande interesse é o desenvolvimento de novos catalisadores a base de Ni, os quais deverão ser altamente resistentes ao acumulo de carbono e a altas temperaturas para o processamento de gás natural com baixa purificação em relação ao CO2 e H2O. As propriedades dos catalisadores a base de Ni serão modificadas através das propriedades eletrônicas, buscando catalisadores capazes da oxidação de espécies C-por OH em baixa temperaturas abaixo da decomposição de C-H em carbono e também desenvolvimento de catalisadores a base de Ni oxido de ferro para oxidação do carbono formado. No que se refere à utilização de CO2, RL-5 terá como foco o processo de hidrogenação de CO2 em metanol. Pretende-se através da síntese de nanoparticulas de Cu decorados com Cu-O-Cu com diferentes tamanhos, composição e grau de cobrimento de oxido, buscar o entendimento estrutural dos catalisadores a base de Cu para se obter alta seletividade para hidrogenação de CO2 a metanol. Análise técnico-econômica e avaliação ambiental também serão aplicadas nos estudos de RL-1, RL-4 e RL-5.Projeto temático FAPESP (2018/01258-5) do qual sou um dos pesquisadores principais. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (5) / Doutorado: (7) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Integrante / Leandro Martins - Integrante / Caue Ribeiro de Oliveira - Integrante / Daniela Zanchet - Integrante / José Maria Correa Bueno - Coordenador. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de SP - Auxílio financeiro.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  8. 2017-2020. Valorização de derivados de petróleo e de produtos naturais por meio de processos catalíticos
     Descrição: Estimativas recentes da quantidade de óleo no pré-sal colocam o Brasil entre as três maiores reservas no mundo. Os alcanos, presentes em grandes quantidades no petróleo, são utilizados principalmente como combustíveis fósseis ou solventes. Uma maneira de aumentar seu valor agregado é transformá-los em moléculas mais reativas, como alquenos, álcoois, cetonas e ácidos carboxílicos. Por exemplo, os alquenos podem sofrer metátese e/ou serem convertidos a epóxidos, matérias-primas chave na química orgânica para a obtenção de uma grande variedade de produtos químicos, tais como álcoois, compostos carbonílicos, éteres, amino-álcoois, entre outros. A oxidação de álcoois, catalisada por sistemas similares aos utilizados na oxidação de alcanos, é outra reação interessante de ser estudada agregando-se valor aos hidrocarbonetos. Desta forma, o desenvolvimento de novos processos para a funcionalização de alcanos, alquenos e álcoois, para a síntese direta e seletiva de produtos de maior valor agregado, constitui um desafio para a química moderna. Neste projeto pretende-se estudar reações de oxidação de hidrocarbonetos e álcoois, utilizando H2O2 como oxidante verde e diferentes sistemas catalíticos à base de Mn, Fe, Cu, Re, Al e outros metais e na presença (opcional) de co-catalisadores ácidos ou básicos. Também serão preparadas e aplicadas redes metalorgânicas inteligentes (MOFs), atualmente pouco utilizadas na oxidação de alcanos, mas que apresentam um potencial considerável devido às suas características. Assim, uma série de compostos MOFs de cobre(II), recém-planejados com aminoálcoois e ácidos poli carboxílicos como blocos estruturais, serão usados como catalisadores inteligentes para a oxidação seletiva e direta de alcanos em produtos de oxidação industrialmente importantes. Pretende-se ainda aplicar parte dos sistemas catalíticos acima mencionados na oxidação de produtos naturais. O Brasil é responsável por 1/3 da produção mundial de laranja (16 milhões de toneladas), sendo que o óleo de sua casca contém cerca de 90 limoneno. O uso deste produto natural renovável é uma opção interessante, em termos de sustentabilidade, como alternativa à utilização dos derivados de petróleo para a manufatura de produtos de alto valor agregado, com aplicação na indústria farmacêutica, de cosméticos, perfumes e aromas. A reação de metátese de olefinas, em particular a abertura de anéis insaturados por etenólise, é uma reação eficiente em termos de economia atômica, não havendo formação intrínseca de subprodutos. Quando aplicada a derivados de terpenos cíclicos insaturados como, por exemplo, o limoneno, leva à formação de trienos não conjugados. Neste projeto também será realizada a etenólise de limoneno via catálise homogênea (catalisadores do tipo rutênio-ilideno) e heterogênea (óxido de rênio suportado em alumina mesoporosa) para a obtenção de trienos, que serão posteriormente epoxidados utilizando sistemas verdes à base dos catalisadores mencionados acima. Os produtos obtidos possuem aplicação em síntese orgânica e organometálica, enfatizando-se a importância do desenvolvimento de novas rotas para a valorização de matérias-primas renováveis. Finalmente a pseudoionona, outro produto natural, será transformada, por meio de ciclização e catálise ácida, em seus isômeros #61537;, #61538;, e #61543;-ionona, que são compostos largamente utilizados como fragrâncias, além de também serem materiais de partida para a indústria farmacêutica. Portanto a execução deste projeto deve levar ao desenvolvimento de novos sistemas catalíticos e as novas rotas tecnológicas que permitirão agregar valor a produtos derivados de petróleo e produtos naturais que são abundantes no Brasil.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
     Membro: Dalmo Mandelli.
  9. 2016-2021. Valorização de Produtos Naturais Via Catálise
     Descrição: A metátese de olefinas é uma linha de pesquisa forte e reconhecida internacionalmente na equipe de Rennes. A reação de metátese de olefinas na presença de catalisadores de rutênio, em particular a abertura de anéis insaturados por etenólise, é uma reação perfeitamente eficaz em termos de economia atômica e não há a formação intrínseca de subprodutos. Quando aplicada a derivados de terpenos cíclicos insaturados tais como alfa-pineno ou limoneno, levam à formação de dienos não conjugados alfa,ômega-insaturados. Para expandir a gama de substratos disponíveis para reações de metátese, será também realizada a isomerização dos terpenos anteriormente citados pela catálise ácida, dando origem a novas estruturas insaturadas. Para gerar novas famílias de dienos, será explorada a reação em cascata metátese/dehidroclorinação catalítica. Essas novas moléculas obtidas a partir da metátese serão então sequencialmente utilizadas em outras reações catalisadas por complexos de metais de transição tais como a epoxidação, a hidroformilação e a hidroaminometilação.As epoxidações serão conduzidas no laboratório de Santo André na presença de catalisadores homogêneos e heterogêneos e utilizando oxidantes suaves tais como peróxido de hidrogênio..A reação de hidroformilação, catalisada por complexos de metais de transição tais como ródio, usa como reagentes olefinas, monóxido de carbono e hidrogênio. A sua aplicação aos novos derivados de terpenos permitirá o acesso eficiente e com elevada economia atômica a novos aldeídos, cujas propriedades olfativas são promissoras para a indústria de fragrâncias. A reação de hidroaminometilação, uma reação em cascata feita em condições de hidroformilação, fornecerá aminas derivadas de terpenos com elevado potencial bioativo. O laboratório de Belo Horizonte tem um bom domínio destas reações e de suas aplicações a substâncias renováveis.Embora as reações mencionadas possam ser consideradas clássicas, sua aplicação a produtos naturais requer mais estudos para conceber novos e melhores catalisadores, o que implica na síntese de novos ligantes e novos complexos organometálicos. Em conclusão, o escopo do projeto está baseado na complementariedade temática de três grupos de pesquisa em catálise, dois brasileiros e um francês, com líderes bem reconhecidos em seus respectivos campos de pesquisa. Sua execução deve levar ao desenvolvimento de novos sistemas catalíticos e a novas rotas tecnológicas que permitirão a agregação de valor a produtos naturais da família de terpenos que são abundantes no Brasil. Além das repercussões científicas e tecnológicas, o projeto contribuirá para a formação de jovens estudantes de doutorado, assim como na especialização através de estágios pós-doutorais em uma área deficiente em recursos humanos no Brasil, que é a catálise organometálica.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Integrante / Wagner A. Carvalho - Integrante / Eduardo Nicolau dos Santos - Coordenador / Elena Vitalievna Gusevskaya - Integrante / Christian Bruneau - Integrante / Pierre Dixneuf - Integrante / Cédric Fischmeister - Integrante. Financiador(es): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Cooperação. Número de produções C, T & A: 1
     Membro: Dalmo Mandelli.
  10. 2016-2020. Transformações catalíticas sustentáveis de compostos orgânicos incluindo produtos naturais
      Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Georgiy B. Shul'pin - Integrante / Wagner A. Carvalho - Integrante / Marina V. Kirillova - Integrante / Alexander M. Kirillov - Integrante / Polyana Tomé de Paiva - Integrante / Christian Bruneau - Integrante / Pierre Dixneuf - Integrante / Luciana Sarmento Fernandes - Integrante / Renata Borges do Nascimento - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro. Número de produções C, T & A: 4
      Membro: Dalmo Mandelli.
  11. 2016-2017. Redes Metalorgânicas Inteligentes: Novos Catalisadores para Oxidação Seletiva de Alcanos em Condições Brandas
      Descrição: Como principais componentes do gás natural e do petróleo, os alcanos são compostos bastante inertes para um amplo uso sintético. Assim, eles são utilizados principalmente como combustíveis fósseis ou convertidos, por meio de diferentes processos que consumam energia, em olefinas que são espécies comuns e mais reativas em síntese orgânica de grande escala. Consequentemente, o desenvolvimento de novos protocolos brandos e eficientes para a funcionalização de alcanos, para a síntese directa e seletiva de produtos de oxidação de valor acrescentado, constitui um desafio para a química moderna. Este desafio pode, potencialmente, ser superado através da concepção e aplicação de catalisadores MOFs (metal-organic frameworks ou redes metalorgânicas) inteligentes, concebidos à medida, que ainda são raramente utilizados na oxidação de alcanos mas apresentam um potencial considerável devido às suas características intrínsecas. Assim, a presente proposta visa aplicar uma série de compostos MOFs de cobre(II), recém-projetados com aminoálcoois e ácidos policarboxílicos como blocos estruturais, como catalisadores inteligentes para a oxidação seletiva e direta de alcanos em produtos de oxidação industrialmente desejáveis e importantes. Os principais objetivos são: (1) a aplicação dos MOFs como catalisadores para a oxidação seletiva e direta de diferentes alcanos C5?C9 (incluindo hidrocarbonetos lineares, ramificados e cíclicos) nos álcoois e cetonas correspondentes, com ênfase no desenvolvimento de processos com a seletividade de ligação, regiosseletividade e estereosseletividade, (2) a otimização dos sistemas mais eficientes e (3) investigação do mecanismo. O caráter inovativo desta proposta em relação ao estado da arte anterior consiste na implementação paralela de vários conceitos para um catalisador MOF inteligente. Isso inclui: (A) a incorporação de co-catalisadores muito ativos (ácidos carboxílicos N-heteroaromáticos) como blocos de construção dentro da estrutura dos MOFs que também compreende os centros de cobre(II) com um potencial reconhecido na catálise oxidativa, (B) a transformação catalítica seletiva nos poros dos MOFs após absorção de substratos ou moléculas oxidantes, e (C) o potencial de ajustar o catalisador por estímulo externo ou modificação pós-síntese.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Alexander M. Kirillov - Integrante / Wagner Alves Carvalho - Integrante / Polyana Tomé de Paiva - Integrante / Marina V. Kirillova - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa. Número de produções C, T & A: 4
      Membro: Dalmo Mandelli.
  12. 2014-2017. Oxidação catalítica de produtos naturais, biodiesel e derivados
      Descrição: A oxidação de compostos orgânicos tem sido muito estudada nas últimas décadas e é uma das áreas de estudo mais atrativas da química moderna. Este tipo de reação leva à obtenção de produtos de grande aplicação na indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias, como alcoóis, cetonas, epóxidos e dióis. Com o objetivo de se obter rotas sustentáveis é fundamental desenvolver catalisadores que sejam capazes de promover a síntese dos produtos desejados de forma eficiente, minimizando-se a geração de substâncias tóxicas, dentro do contexto da química-verde. Assim, os oxidantes preferenciais para esses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. Durante os últimos anos obtivemos excelentes atividades na oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis usando sistemas catalíticos baseados em diferentes metais e H2O2 como oxidante. Os resultados sugeriram uma potencial aplicação na oxidação de produtos naturais existentes em grandes quantidades no Brasil, como terpenos (limoneno e carvona), acetol (derivado do glicerol e um dos principais subprodutos na cadeia do biodiesel) e do próprio biodiesel. Neste trabalho pretende-se preparar e caracterizar os seguintes catalisadores: a) complexos metalasilsesquioxanos do tipo gaiola de cobre e de outros metais de transição (Co, Fe, Mn, V etc); b) catalisadores nanoestruturados heterogêneos à base de metais representativos como Al2O3 e Ga2O3; c) catalisadores heterogêneos à base de metais suportados em Al2O3, Ga2O3 e em argilas como montmorilonita K-10 e outra natural de origem brasileira; d) sais ou complexos solúveis (sistemas homogêneos) de Al, Ga, Co, Cu, Fe, Mn, V ou Re que favoreçam estudos sobre o mecanismo da reação.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa. Número de produções C, T & A: 11
      Membro: Dalmo Mandelli.
  13. 2013-2016. Síntese de óxidos nanoestruturados e aplicação como catalisadores em oxidação parcial de produtos naturais, biodiesel e seus derivadosutilizando-se peróxido de hidrogênio como oxidante
      Descrição: Reações envolvendo a oxidação parcial de compostos orgânicos são importantes para um grande número de processos industriais, que vão desde a síntese de fármacos a produtos de química fina. Com o objetivo de se obter rotas sustentáveis é fundamental o desenvolvimento de catalisadores que sejam capazes de promover a síntese dos produtos desejados de forma eficiente, minimizando-se a geração de substâncias tóxicas. Recentemente obtivemos excelentes atividades na oxidação de alcanos e alquenos usando sistemas catalíticos baseados em alumínio e gálio e H2O2 como oxidante, culminando em uma parceria com a Katholieke Universiteit Leuven (Bélgica) apoiada pelo CNPq (Processo 490298/2009-5 - Edital CNPq Nº 015/2009 Convênios Bilaterais de Cooperação Internacional) e pelo FWO (NationalFund for Scientific Research ? Bélgica).Dois pesquisadores da UFABC ficaram por quatro meses naquele país em 2011 e prepararam vários catalisadores à base de Al, Ga e Fe, testando-os na epoxidação de cicloocteno.Naquela época os melhores resultados foram obtidos para Ga2O3 puro utilizando-se GaCl3 como precursor, com rendimentos da ordem de 20 % para o respectivo epóxido. O GaCl3é normalmente adicionado na forma de uma solução de etilenoglicol:água 2:3. Desde então catalisadores à base de Al2O3 e Ga2O3continuaram sendo sintetizados em nossos gruposde pesquisa e testados na epoxidação do cicloocteno. Com as mudanças introduzidas ao longo destes últimos meses foram obtidos rendimentos próximos de 100%. Resultados similares foram alcançados utilizando-se glicerol, um subproduto da indústria do biodiesel (atualmente um problema ambiental) como solvente no preparo do catalisador, em substituição ao etilenoglicol. Estes dados mostram que estes novos sistemas são muito promissores, sugerindo que devem ser estudados em maior detalhedando-se ênfase à caracterização dos materiais obtidos e a aplicação em outras reações de oxidação. Assim, neste projeto pretende-se preparar e caracterizar catalisadores à base de alumínio e gálio. Serão estudados diferentes parâmetros de síntese dos óxidos, visando a obtenção de nanopartículas ou materiais com porosidade na escala nanométrica e maximização de suas áreas superficiais. Também será avaliado o efeito da adição de pequenas quantidades Fe2O3 a estes catalisadores. Os catalisadores serão testados na oxidação de hidrocarbonetos, alcoóise cetonas (Baeyer-Villiger) com peróxido de hidrogênio (de diferentes fabricantes e concentrações). Serão tipicamente estudadas a epoxidação de terpenos como limoneno e carvona, existentes em grandes quantidades no Brasil,epoxidação de biodiesel, usando-se oleato de metila como molécula modelo, oxidação de alcanos (cicloexano e ciclooctano) e alcoóis (cicloexanol, acetol e glicerol, um dos principais subprodutos na cadeia do biodiesel) e a oxidação Baeyer-Villiger de cicloexanona para -caprolactona (matéria-prima para produção de poliésteres).Quando se trabalha com estes materiais nanométricos aplicados à catálise, um problema crucial é o de impedir a sua agregação. Para este fim, o projeto também pretende investigar a incorporação e estabilização de nanoestruturas de óxido de gálio e alumínio preparados em uma matriz de sílica mesoporosa com diâmetro de poros definidos e elevada área superficial (embedding catalysts).. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Wagner A Carvalho - Integrante / Paolo Prospero Pescarmona - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Cooperação.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  14. 2013-2016. Catálise verde na oxidação de produtos naturais ? produção de matéria-prima renovável para a indústria química
      Descrição: Reações envolvendo a oxidação parcial de compostos orgânicos são importantes para um grande número de processos industriais, que vão desde a síntese de fármacos a produtos de química fina. Com o objetivo de se obter rotas sustentáveis é fundamental desenvolver catalisadores que sejam capazes de promover a síntese dos produtos desejados de forma eficiente, minimizando-se a geração de substâncias tóxicas. Recentemente obtivemos excelentes atividades na oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis usando sistemas catalíticos baseados em diferentes metais e H2O2 como oxidante. Os resultados sugeriram uma potencial aplicação na oxidação de produtos naturais existentes em grandes quantidades no Brasil, como terpenos (limoneno e carvona), acetol (derivado do glicerol e um dos principais subprodutos na cadeia do biodiesel) e do próprio biodiesel. Neste trabalho pretende-se estudar a oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis (incluindo produtos naturais) com H2O2 e t-butil-hidroperóxido, sob condições brandas, utilizando-se catalisadores baseados em metais de transição. Pretende-se utilizar como catalisadores: a) complexos metalasilsesquioxanos do tipo gaiola de cobre e outros metais de transição (Co, Fe, Mn, V etc); b) nanocatalisadores heterogêneos à base de metais suportados em Al2O3 e argilas como montmorilonita K-10 e outra natural de origem brasileira; c) sais ou complexos solúveis (sistemas homogêneos) de Co, Cu, Fe, Mn e V que favoreçam estudos sobre o mecanismo da reação. Será avaliado o efeito da adição de co-catalisadores ácidos (orgânicos e inorgânicos) na atividade e seletividade. Os catalisadores serão inicialmente testados em substratos modelos como, por exemplo, ciclooctano, cicloocteno e cicloexanol. Os sistemas mais ativos serão estudados em maior detalhe e empregados na oxidação dos produtos naturais. Serão avaliados parâmetros cinéticos, dando-se ênfase aos aspectos mecanísticos envolvidos.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Georgiy B. Shul'pin - Integrante / Raquel Vieira Busto - Integrante / Cezar Augusto Ramos da Silva - Integrante / FIGUEIREDO, FLÁVIA C. A. - Integrante / Wagner Alves Carvalho - Integrante / Marcos Lopes de Araújo - Integrante / Thais Mencia Mendes da Silva - Integrante / Daniele de Araujo Cella - Integrante / Polyana Tomé de Paiva - Integrante. Financiador(es): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Auxílio financeiro. Número de produções C, T & A: 8
      Membro: Dalmo Mandelli.
  15. 2013-2016. Oxidação de Hidrocarbonetos com H2O2 Utilizando Nanocatalisadores à Base de Al2O3 e Ga2O3
      Descrição: A oxidação de compostos orgânicos tem sido muito estudada nas últimas décadas e é uma das áreas de estudo mais atrativas da química moderna. Este tipo de reação leva à obtenção de produtos de grande aplicação na indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias, como alcoóis, cetonas e epóxidos. Portanto, vários trabalhos têm sido realizados no sentido de se desenvolver novos catalisadores ativos e seletivos, que também possuam custo e toxicidade relativamente baixos, com a finalidade de se obter processos que levem a quantidade cada vez menor de subprodutos e resíduos de reação, dentro do contexto da química-verde. Assim, os oxidantes preferenciais para esses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio, pois não geram subprodutos tóxicos. Neste trabalho pretende-se estudar a oxidação de hidrocarbonetos com peróxido de hidrogênio e catalisadores à base de Alumínio e Gálio. Estes serão utilizados sob a forma de nanopartículas ou materiais com porosidade na escala nanométrica com o objetivo de maximizar suas áreas superficiais.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Raquel Vieira Busto - Integrante / Paolo Prospero Pescarmona - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa. Número de produções C, T & A: 2
      Membro: Dalmo Mandelli.
  16. 2013-2016. Epoxidação de alquenos (incluindo terpenos) catalisada por Al(NO3)3 e Ga(NO3)3
      Descrição: Nas últimas décadas, a oxidação de compostos orgânicos tem atraído muitos estudos, sendo esta uma das áreas mais atrativas da química moderna. Este tipo de reação leva à obtenção de produtos de grande aplicação na indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias, como álcoois, cetonas e epóxidos. Portanto, vários trabalhos têm sido realizados no sentido de desenvolver novos catalisadores ativos e seletivos, que também possuam custo e toxicidade relativamente baixos, com a finalidade de se obter processos que levem a quantidade cada vez menor de subprodutos e resíduos de reação, dentro do contexto da Química-verde, e fornecendo um maior rendimento reacional. Assim, os oxidantes preferenciais para esses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. Uma área que tem ganhado mais importância na literatura moderna é a utilização de catalisadores que não possuem metais de transição na oxidação de compostos orgânicos. Recentemente foi mostrado que catalisadores à base de Al2O3 e Ga2O3 são ativos na epoxidação de alquenos. Neste trabalho será estudada a oxidação de alquenos (incluindo terpenos) com H2O2, utilizando-se como catalisadores Al(NO3)3 e Ga(NO3)3, sistemas homogêneos que favorecem estudos sobre o mecanismo da reação. Também será avaliado o efeito da adição de compostos nitrogenados e ácidos como co-catalisadores. A atividade dos catalisadores na epoxidação de olefinas deficientes em elétrons será avaliada utilizando citral e 1-octeno como substratos.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Paolo Prospero Pescarmona - Integrante. Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa. Número de produções C, T & A: 5
      Membro: Dalmo Mandelli.
  17. 2012-2015. Obtenção de produtos para indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias por meio da oxidação de hidrocarbonetos e alcoóis incluindo produtos naturais, biodiesel, glicerol e acetol
      Descrição: A oxidação de compostos orgânicos tem sido muito estudada nas últimas décadas e é uma das áreas de estudo mais atrativas da química moderna. Este tipo de reação leva à obtenção de produtos de grande aplicação na indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias, como alcoóis, cetonas, epóxidos e dióis. Portanto, vários trabalhos têm sido realizados no sentido de se desenvolver novos catalisadores ativos, seletivos, que também possuam custo e toxicidade relativamente baixos, com a finalidade de se obter processos que levem a quantidade cada vez menor de subprodutos e resíduos de reação, dentro do contexto da química-verde. Assim, os oxidantes preferenciais para esses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. Neste trabalho será estudada a oxidação de alcanos, alquenos e álcoois com H2O2 sob condições brandas, utilizando-se catalisadores baseados em ferro, alumínio e nióbio. Pretende-se utilizar sistemas heterogêneos como Nb2O5, Al2O3 e argilas como montmorilonita K-10 e outra natural de origem brasileira, Será avaliado o efeito da adição de ácidos orgânicos e inorgânicos na atividade e seletividade. Recentemente verificamos um efeito sinérgico com catalisadores à base de Al, quando o Fe é adicionado em pequenas quantidades. Assim pretende-se estudar este comportamento utilizando um sistema homogêneo como modelo ? Al(NO3)3/FeCl3 (ou outros metais como Cu). Os catalisadores mais ativos serão testados na oxidação de hidrocarbonetos, bem como na oxidação de terpenos como limoneno e carvona, existentes em grandes quantidades no Brasil, na oxidação de oleato de metila (modelo para biodiesel), de glicerol, um dos principais subprodutos na cadeia do biodiesel, e de acetol, facilmente obtido a partir do glicerol. Serão estudados parâmetros cinéticos, dando-se ênfase aos aspectos mecanísticos envolvidos.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Geogiy B. Shul'pin - Integrante / Wagner A Carvalho - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  18. 2012-2014. Transformação do glicerol em produtos com maior valor agregado: eterificação com catalisadores ácidos como argila sulfonada e heteropoliácidos
      Descrição: O principal objetivo deste projeto é a formação de recursos humanos através do intercambio de conhecimentos aplicado ao estudo de transformação do glicerol em produtos com maior valor agregado por meio de reações de eterificação utilizando catalisadores ácidos. Os objetivos específicos são: obter um material sulfonado, a argila, com propriedades ácidas e atividade catalítica na eterificação do glicerol. Obter de heteropoliácidos menos solúveis em compostos polares e impregnação destes em uma matriz sólida, como a nióbia ou argila. Eterificar glicerol com isobuteno e ou terc-butanol utilizando catalisadores ácidos à base de heteropoliácidos e materiais sulfonados como argila. Formar recursos humanos através do intercambio de conhecimentos entre os grupos envolvidos.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Doutorado: (2) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Integrante / Wagner A Carvalho - Integrante / Jorge Humberto Sepúlveda Flores - Coordenador / Maraisa Gonçalves - Integrante. Financiador(es): CAPES - Centro Anhanguera de Promoção e Educação Social - Cooperação.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  19. 2011-2015. Oxidação verde de compostos orgânicos com catalisadores à base de metais de transição e não-transição
      Descrição: Reações envolvendo a oxidação parcial de compostos orgânicos são importantes para um grande número de processos industriais, que vão desde a síntese fármacos a produtos de química fina. Com o objetivo de se obter rotas sustentáveis é fundamental desenvolver catalisadores que sejam capazes de promover a síntese dos produtos desejados de forma eficiente, minimizando-se a geração de substâncias tóxicas. Assim, os oxidantes preferenciais nesses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. Recentemente obtivemos excelentes atividades na oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis usando sistemas catalíticos baseados em diferentes metais e H2O2 como oxidante. Os resultados sugeriram uma potencial aplicação na oxidação de produtos naturais existentes em grandes quantidades no Brasil, como terpenos (limoneno e carvona), glicerol (um dos principais subprodutos na cadeia do biodiesel) e do próprio biodiesel. Neste trabalho pretende-se estudar a oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis (incluindo produtos naturais) com H2O2, sob condições brandas, utilizando-se catalisadores baseados em metais de transição e de não transição. Pretende-se utilizar sistemas heterogêneos à base de Al2O3 e de argilas como montmorilonita K-10 e outra natural de origem brasileira. Será avaliado o efeito da modificação dos sólidos pela adição de Nb2O5, muito abundante no Brasil. Também serão testados sais ou complexos solúveis (sistemas homogêneos) de diferentes metais (Al, Cu, Fe, Ga, Mn, Os, V, Re etc.) que favorecem estudos sobre o mecanismo da reação. Será avaliado o efeito da adição de ácidos orgânicos e inorgânicos na atividade e seletividade. Os catalisadores serão inicialmente testados em substratos modelos como, por exemplo, ciclooctano, cicloocteno e cicloexanol. Os sistemas mais ativos serão estudados em maior detalhe e empregados na oxidação dos produtos naturais. Serão avaliados parâmetros cinéticos, dando-se ênfase aos aspectos mecanísticos envolvidos. Eventualmente serão testa. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  20. 2011-2015. Oxidação e foto-oxidação de alcoóis utilizando catalisadores à base de ferro e ósmio
      Descrição: Devido ao aquecimento global, várias propostas têm surgido no intuito de se utilizar outras formas de energia em diferentes processos. Dentro desta linha, a oxidação de compostos orgânicos com oxigênio molecular catalisada por complexos metálicos e ativadas por luz é um processo relativamente novo e tem sido muito estudado. Este tipo de reação leva à obtenção de produtos de grande aplicação na indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias.. Visto que se utiliza oxigênio molecular como oxidante, esses processos levam a uma pequena quantidade de subprodutos e resíduos de reação, inserindo-se no contexto da química-verde. A oxidação de alcoóis para obtenção de aldeídos, cetonas ou ácidos carboxílicos é de grande importância em síntese orgânica. A foto-oxidação de alcoóis utilizando-se oxigênio molecular é um método útil e interessante visto que os processos normalmente ocorrem à temperatura ambiente e pressão atmosférica. A oxidação de compostos orgânicos com oxigênio molecular catalisada por complexos metálicos e ativadas por luz é um processo ambientalmente correto e tem sido muito estudado, pois abre a possibilidade de uso de energia solar na ativação destes sistemas. Neste trabalho pretende-se estudar a oxidação de diferentes alcoóis com O2 e H2O2 induzida por luz utilizando-se catalisadores à base de ferro e ósmio na presença de cetonas e quinonas como sensibilizadores.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador. Número de produções C, T & A: 2
      Membro: Dalmo Mandelli.
  21. 2011-2014. Oxidação verde de compostos orgânicos com catalisadores à base de metais de transição e não-transição
      Descrição: Reações envolvendo a oxidação parcial de compostos orgânicos são importantes para um grande número de processos industriais, que vão desde a síntese fármacos a produtos de química fina. Com o objetivo de se obter rotas sustentáveis é fundamental desenvolver catalisadores que sejam capazes de promover a síntese dos produtos desejados de forma eficiente, minimizando-se a geração de substâncias tóxicas. Assim, os oxidantes preferenciais nesses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. Recentemente obtivemos excelentes atividades na oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis usando sistemas catalíticos baseados em diferentes metais e H2O2 como oxidante. Os resultados sugeriram uma potencial aplicação na oxidação de produtos naturais existentes em grandes quantidades no Brasil, como terpenos (limoneno e carvona), glicerol (um dos principais subprodutos na cadeia do biodiesel) e do próprio biodiesel. Neste trabalho pretende-se estudar a oxidação de alcanos, alquenos e alcoóis (incluindo produtos naturais) com H2O2, sob condições brandas, utilizando-se catalisadores baseados em metais de transição e de não transição. Pretende-se utilizar sistemas heterogêneos à base de Al2O3 e de argilas como montmorilonita K-10 e outra natural de origem brasileira. Será avaliado o efeito da modificação dos sólidos pela adição de Nb2O5, muito abundante no Brasil. Também serão testados sais ou complexos solúveis (sistemas homogêneos) de diferentes metais (Al, Cu, Fe, Ga, Mn, Os, V, Re etc.) que favorecem estudos sobre o mecanismo da reação. Será avaliado o efeito da adição de ácidos orgânicos e inorgânicos na atividade e seletividade. Os catalisadores serão inicialmente testados em substratos modelos como, por exemplo, ciclooctano, cicloocteno e cicloexanol. Os sistemas mais ativos serão estudados em maior detalhe e empregados na oxidação dos produtos naturais. Serão avaliados parâmetros cinéticos, dando-se ênfase aos aspectos mecanísticos envolvidos. Eventualmente serão testados, também para fins mecanísticos, outros oxidantes como hidroperóxido de terc-butila, ácido peracético, peroximonopersulfato e peroxidissulfato de potássio.. Situação: Desativado; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  22. 2010-2015. Epoxidação de olefinas naturais com peróxido de hidrogênio catalisada por metiltrioxorênio
      Descrição: Uma das olefinas de fontes renováveis de maior importância no Brasil é o Limoneno. Seus epóxidos podem ser utilizados com precursores para uma vasta variedade de fármacos, fragrâncias, produtos alimentícios e para a fabricação de biopolímeros e resinas. Portanto, vários trabalhos têm sido realizados no sentido de desenvolver novos catalisadores ativos e seletivos, com a finalidade de se obter processos que levem a quantidades cada vez menores de subprodutos, ou seja aumentar a seletividade, dentro do contexto da química-verde. Assim, os oxidantes preferenciais para esses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. Neste trabalho será estudada a epoxidação de limoneno com H2O2 sob condições brandas, utilizando-se como catalisador metiltrioxorênio (MTO, CH3ReO3). Serão avaliados parâmetros cinéticos, a influência das concentrações iniciais dos reagentes, dando-se ênfase aos aspectos mecanísticos envolvidos, através da determinação dos parâmetros de seletividade em um sistema bifásico na presença e não ausência de adutos e a atividade de catalase e em diferentes solventes. O sistema também será estudado na oxidação olefinas terminais, alcenos pobre em elétrons e alcanos.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Integrante / Rubens Maciel Filho - Coordenador.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  23. 2010-2013. Catálise ácida na transformação de glicerol em compostos de maior valor agregado
      Descrição: O aumento constante na demanda por fontes renováveis de energia devido às mudanças climáticas causadas pelo aquecimento global e ao esgotamento das reservas de petróleo, tem incentivado a utilização de produtos renováveis para substituir, mesmo que parcialmente, os combustíveis de origem fóssil como o petróleo, carvão e gás natural. Nesse contexto, o biodiesel representa uma alternativa renovável e ambientalmente segura aos combustíveis fósseis e, assim, sua produção encontra-se em crescimento acelerado. No entanto, isso está resultando no aumento da produção do glicerol, principal subproduto da produção do biodiesel levando a uma queda de seu preço de mercado. Dessa forma, torna-se necessário buscar alternativas para o uso do glicerol, que vem se tornando uma matéria-prima chave na indústria química. Nesse trabalho estuda-se a reação de eterificação e esterificação do glicerol com alquenos, ácidos e ésteres visando a produção insumos para a indústria de combustíveis, de alimentos e cosméticos. Para isso, serão utilizados diversos catalisadores ácidos avaliando as melhores condições de reação.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Wagner A Carvalho - Integrante / Elizabete Jordão - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  24. 2010-2012. Oxidação de hidrocarbonetos e alcoóis (incluindo produtos naturais) catalisada nanopartículas de óxidos de Al-Ga-Fe
      Descrição: A oxidação de compostos orgânicos tem sido muito estudada nas últimas décadas e é uma das áreas de estudo mais atrativas da química moderna. Este tipo de reação leva à obtenção de produtos de grande aplicação na indústria farmacêutica, de plásticos e fragrâncias, como alcoóis, cetonas e epóxidos. Portanto, vários trabalhos têm sido realizados no sentido de se desenvolver novos catalisadores ativos e seletivos, que também possuam custo e toxicidade relativamente baixos, com a finalidade de se obter processos que levem a quantidade cada vez menor de subprodutos e resíduos de reação, dentro do contexto da química-verde. Assim, os oxidantes preferenciais para esses processos são oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio, pois não geram subprodutos tóxicos. Uma área que tem ganhado mais importância na literatura moderna é aplicação de catalisadores que não possuem metais de transição na oxidação de compostos orgânicos. Recentemente mostramos que catalisadores de alumínio são ativos na oxidação de alcanos e na epoxidação de alquenos. Posteriormente foi mostrado que sistemas à base de gálio também catalisam algumas destas reações. Quando argilas à base de Al são usadas como catalisadores nestes processos, a atividade é apenas atribuída ao metal de transição, normalmente ferro, usado na síntese e/ou modificação do material. Verificamos, em testes preliminares, que na verdade ocorre um feito sinérgico entre os sítios de Al e de Fe presentes no material. Como em nenhum dos trabalhos atualmente publicados há referências sobre este possível efeito sinérgico entre Fe e Al (e Ga) estamos propondo um estudo mais detalhado deste fenômeno. Neste projeto, os catalisadores serão preparados sob a forma de nanopartículas ou materiais com porosidade na escala nanométrica com o objetivo de maximizar suas áreas superficiais. Além dos óxidos citados acima, pretende-se utilizar sais solúveis (sistemas homogêneos) como Al(NO3)3, Ga(NO3)3 e Fe(NO3)3 (ou os respectivos cloretos) que favorece. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (5) . Integrantes: Dalmo Mandelli - Coordenador / Wagner A Carvalho - Integrante / Elizabeth Fátima de Souza - Integrante / Paolo P. Pescarmona - Integrante. Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Cooperação.
      Membro: Dalmo Mandelli.
  
  

Prêmios e títulos