UFRJ/EQ/EPQB: Produção de Sorbitol e Ésteres de Sorbitan
Produção Catalítica de Sorbitol e Ésteres de Sorbitan.
Autora: Márcia Cibele Martins Castoldi.
O uso da sacarose na obtenção de produtos com grande aplicação industrial como polióis tem sido largamente reportado na literatura. A sacarose é um dissacarídeo que por hidrólise se converte em glicose e frutose. A hidrogenação de glicose leva à produção de sorbitol, enquanto a hidrogenação de frutose à produção tanto de sorbitol quanto de manitol. A sacarose também pode ser utilizada como matéria-prima na produção de surfactantes não-iônicos (ésteres de sacarose ou sucroésteres).
Neste contexto, esta Tese de Doutorado tem por objetivo a produção de intermediários da indústria de química fina de derivados da sacarose utilizando catalisadores heterogêneos.
Neste trabalho foi realizado um estudo experimental e teórico da cinética da reação de hidrogenação de glicose e frutose para produção de sorbitol e manitol em catalisadores heterogêneos à base de rutênio e níquel.
Os dados experimentais obtidos para o catalisador de rutênio apresentaram melhor adequação ao modelo proposto que os dados obtidos para o catalisador de níquel. Cálculos quânticos também foram realizados para a obtenção de informações sobre propriedades moleculares dos compostos envolvidos na reação de hidrogenação.
Nos estudos de adsorção as moléculas de glicose e frutose adsorvem mais fortemente sobre o cluster de Ni, porém as mudanças observadas na geometria da molécula durante a interação com Ru foram mais significativas.
Para a produção de sucroésteres foi feito um estudo comparativo entre a catálise homogênea e a catálise heterogênea. Também foram comparados os resultados obtidos em sistema convencional e sistema de microondas Com base nos ensaios realizados, verificou-se que a produção de ésteres de sorbitan através de catálise homogênea obteve mais sucesso comparada à catálise heterogênea.
No estudo quântico da etapa de esterificação foi simulada reação entre a molécula de sorbitan e a molécula de ácido oleico, gerando um intermediário tetraédrico, conforme mecanismo proposto na literatura. Porém a formação do referido intermediário não ocorreu, o que sugere que o mecanismo atualmente proposto para a esterificação de ácidos carboxílicos com álcool é falho.