Novas metodologias em química sustentável

Abstract

O conceito de desenvolvimento sustentável, introduzido no final da década de 80, inclui a capacidade de reduzir as consequências das substâncias que produzimos e usamos. Assim, a química é essencial para garantir que a próxima geração de produtos, materiais e energia é mais sustentável do que a atual. Surge assim a “Química Verde” (QV) de um modo simples, a química verde é o uso das técnicas e metodologias da química que reduzem ou eliminam o uso ou a geração de materiais de partida, produtos, produtos secundários, solventes, reagentes, entre outros, que são perigosos para a saúde humana e para o ambiente. Neste trabalho, procura-se desenvolver metodologias de síntese de chalconas, di-hidropirimidino-2(1H)-tionas e complexos de cobre de di-hidropirimidino-2(1H)-tionas mais sustentáveis. De entre os diferentes aspetos envolvidos numa reação ou processo químico que podem ser modificados de modo a aumentar a sustentabilidade do processo, neste trabalho centramo-nos na diminuição ou eliminação do solvente da reação. A realização de reações sem solventes é um aspeto importante da sustentabilidade e, como tal, foi identificado como o quinto princípio da química verde. Conduziu também ao desenvolvimento de novas tecnologias alternativas ao aquecimento convencional para promover a reação, tal como a utilização de micro-ondas ou os sistemas de ação mecânica. Estas novas tecnologias são utilizadas para a síntese de chalconas, di-hidropirimidino-2(1H)-tionas e complexos de cobre de di-hidropirimidino-2(1H)-tionas. No caso das chalconas, a utilização de sistemas de ação mecânica automática permitiu a obtenção destes compostos com rendimentos ligeiramente superiores aos obtidos utilizando a metodologia convencional, mas com um aumento significativo da sustentabilidade do processo, o que é bem visível pelo aumento do valor da EcoScale de 53 para 70. As di-hidropirimidino-2(1H)-tionas foram sintetizadas utilizando duas estratégias: reação multicomponente a partir do aldeído, acetofenona e tioureia, ou reação em dois passos, sintetizando primeiro a chalcona correspondente e procedendo, no segundo passo, à ciclização. RESUMO xxii Nos dois casos, a utilização de ação mecânica automática permitiu a obtenção de rendimentos de reação mais elevados, sendo o processo mais sustentável a reação em dois passos com ação mecânica, refletindo um valor de EcoScale de 72. Os complexos de cobre das di-hidropirimidino-2(1H)-tionas foram sintetizados sob irradiação de micro-ondas. Em comparação com a metodologia convencional, a utilização de micro-ondas permitiu diminuir a quantidade de solvente utilizado, diminuir o tempo de reação de 24 horas para 5 minutos e, por otimização do processo utilizando um planeamento fatorial 22, aumentar o rendimento da reação de 30 para 60%.