Desidratação da Frutose para 5-hidroximetilfurfural : Catalisadores e Desafios

Abstract

Nos últimos anos, a dependência energética e química da sociedade de fontes não renováveis, especialmente o petróleo, tem crescido cada vez mais. Isto gera uma infinidade de consequências negativas em nossa vida e no mundo, como a poluição e mudanças climáticas, além do inevitável esgotamento futuro das reservas de tais recursos. Diante deste cenário, é essencial a busca e manutenção de fontes de energia sustentáveis e amigáveis com o meio ambiente. No presente trabalho, foi desenvolvido um sistema capaz de gerar 5- hidroximetilfurfural (HMF), ou seja, uma molécula que serve de intermediário para combustíveis e diversos outros produtos interessantes, partindo-se de um açúcar natural encontrado em abundância na natureza e biomassa, a frutose. O foco deste estudo está na catálise da reação, sendo apresentada uma varredura de vários catalisadores (aluminossilicatos, ácido nióbico, ácido fosfotúngstico - HPW, além de óxido de Cobre e HPW suportados em ácido nióbico) ativos na produção de HMF em meio aquoso, o que representa um protocolo verde e sustentável. Os catalisadores foram caracterizados por difratometria de raios X, espectroscopia no infravermelho, adsorção de N2 a -196 °C e adsorção de piridina, enquanto as reações foram realizadas a 120 °C durante duas horas em sistema fechado e analisadas via Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Os resultados mostraram-se promissores, e os catalisadores melhoraram consideravelmente os rendimentos quando comparados com a reação feita sem catalisador, com destaque para o ácido nióbico, que produziu em torno de 15 vezes mais HMF do que o teste reacional sem emprego de nenhum material catalítico. Diante do conteúdo relatado, a dissertação aqui apresentada qualifica-se como um estudo sistemático de uma importante reação com altas aplicabilidades energéticas e industriais.