Muito do que a indústria química produz, exceto metais, é derivado de recursos fósseis. O uso de biomassa renovável e até mesmo fontes de um carbono – como o formaldeído – é necessário para aumentar a sustentabilidade da indústria química.
Em um estudo recentemente publicado na RSC Adiantamentospesquisadores da Universidade de Osaka usaram irradiação de micro-ondas para aumentar a adequação da reação formosa como fonte de precursores para a produção de produtos químicos industriais.
Uma síntese química clássica do formaldeído é a reação formosa, que produz uma mistura complexa de açúcares e álcoois de açúcar. As misturas de produtos complexos não são necessariamente úteis para os químicos, que muitas vezes precisam de uma substância pura, por exemplo, um único açúcar, para reações químicas subsequentes. Existem poucos relatos de uso da reação formosa para produzir açúcares puros ou álcoois de açúcar que contêm um grande número – por exemplo, seis ou mais – de átomos de carbono. Não há relatos que descrevam claramente como fazê-lo usando irradiação de micro-ondas, um meio comum e ecologicamente correto de acelerar e aumentar a seletividade das reações químicas. Usar a irradiação de micro-ondas para aumentar a utilidade da reação formosa na indústria química é o objetivo que os pesquisadores buscaram alcançar.
“A indústria química tem um problema de sustentabilidade e o uso do formaldeído como precursor de síntese química pode ajudar a resolver esse problema”, explica Akihito Hashidzume, principal autor do estudo. “Nossas atualizações da reação formosa agregam valor substancial à sua utilidade em sínteses químicas subsequentes”.
Os pesquisadores são os primeiros a relatar o resultado de quando um reagente de solução de formaldeído e um catalisador de hidróxido de cálcio são expostos a 1 minuto de irradiação de micro-ondas a 150°C. Cinco mililitros de reagente foram convertidos em uma mistura composta por dois açúcares: um contendo seis carbonos (hexose) e outro contendo sete átomos de carbono (heptose). Sem decomposição em produtos menores, o rendimento da reação foi de quase 100%.
“Nós hipotetizamos que a reação formosa em nosso sistema ocorre substancialmente na superfície de cristalitos de hidróxido de cálcio na mistura de reação”, disse Hashidzume. “Dado que a reação formosa também pode ocorrer em superfícies de minerais ou meteoritos, nosso trabalho também tem implicações intrigantes possíveis para a compreensão da síntese prebiótica de açúcares”.
Este trabalho conseguiu ampliar a utilidade da reação formosa para a indústria química, acelerando a reação e produzindo uma mistura de apenas dois produtos que podem ser facilmente purificados. O design direto da reação relatado aqui ajudará os pesquisadores a melhorar a sustentabilidade da produção de matéria-prima química, o que será inestimável se a expansão para volumes maiores de reação puder ser alcançada.
Com informações de Science Daily.
