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Pesquisadores da Universidade de Mainz e da Evonik desenvolveram um método inovador para clivar e oxidar ligações duplas e triplas em hidrocarbonetos

Universidade Johannes Gutenberg de Mainz

As poliamidas estão presentes em diversos produtos, como cordas para montanhismo, pára-quedas de náilon e materiais para impressão 3D. Os ácidos dicarboxílicos são usados ​​como blocos de construção químicos para essas poliamidas. No entanto, a sua produção tem sido um desafio até à data porque os métodos actuais de geração de ácidos dicarboxílicos a partir de hidrocarbonetos saturados ou insaturados envolvem frequentemente múltiplos passos, bem como a utilização de metais pesados ​​e ácidos fortes, enquanto o consumo de energia e os custos relacionados são extensos. Além disso, o processo resulta frequentemente na libertação de óxidos de azoto (NOx), que estão entre os gases com efeito de estufa mais problemáticos no que diz respeito ao clima. Pesquisadores da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) e da Evonik desenvolveram recentemente uma forma ecologicamente correta de produzir ácidos (di)carboxílicos. Eles relatam isso em um artigo publicado recentemente na Nature Communications.

A eletroquímica oferece novas oportunidades

"Nossa técnica é o primeiro processo para fabricar os blocos de construção de poliamidas a partir de compostos petroquímicos e até mesmo de ácidos graxos insaturados usando uma abordagem bastante econômica", disse o professor Siegfried Waldvogel, palestrante do SusInnoScience – Química Sustentável como a Chave para a Inovação em Recursos Ciência eficiente no Antropoceno – foco de pesquisa na Universidade de Mainz. A nova técnica envolve um método eletroquímico no qual hidrocarbonetos com ligações duplas ou triplas são transferidos para uma célula de eletrólise preenchida com solvente. O oxigênio é então adicionado, sendo que quanto maior a concentração de oxigênio, mais eficiente será o processo.

“O que é realmente fascinante no nosso processo é que a intervenção eletroquímica é necessária tanto no ânodo quanto no cátodo”, explicou Waldvogel. Enquanto os radicais oxidativos são criados no ânodo, o oxigênio no eletrodo oposto é reduzido a ânions superóxido. Os radicais e os ânions superóxido se unem na solução e reagem para formar o produto desejado, o ácido carboxílico. Os pesquisadores repetiram o processo com sucesso em células eletrolíticas padrão e de fluxo.

O processo requer apenas oxigênio, eletricidade e compostos de hidrocarbonetos

Esta nova técnica tem muitas vantagens: Metais pesados ​​e ácidos fortes não são mais necessários enquanto não são gerados óxidos de nitrogênio. Os únicos materiais iniciais necessários são oxigênio, eletricidade e hidrocarbonetos com ligações duplas. Como nenhum subproduto é criado e o solvente pode ser recuperado e reciclado, o processo é muito econômico. “Este é um processo inovador e menos prejudicial para a produção de ácidos carboxílicos, proporcionando assim uma contribuição valiosa para os fabricantes que desejam substituir os processos prejudiciais ao clima por uma abordagem verde”, concluiu Waldvogel. A equipe de pesquisa está atualmente trabalhando na ampliação do processo de laboratório para torná-lo viável para uso comercial.

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