Dissertações

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Alexandre Augusto Salvador Barbosa

Elena Vitalievna Goussevskaia

Rota Sustentável para Geração sob Demanda de CO e H2O a partir de Ácido Fórmico para a Síntese Direta de Ácidos Carboxílicos

A Sustainable Route For The On-demand Generation Of Co And H2o From Formic Acid For The Direct Synthesis Of Carboxylic Acids

Química

Química Verde e Biotecnologia

 

09/07/2026

Auditório I - Sala 120

14:00

Profa. Elena Vitalievna Goussevskaia - Orientadora (Dr. (UFMG))
Prof. Eduardo Nicolau dos Santos - Coorientador (Dr. (UFMG))
Profa. Maria Helena de Araujo (Dr. (UFMG))
Profa. Flávia Cristina Camilo Moura Mattioli (Dr. (UFMG))

Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma metodologia de hidroxicarbonilação de alcenos catalisada por paládio, utilizando ácido fórmico como fonte in situ de monóxido de carbono e água, sob condições livres de aditivos, sem a necessidade de co-catalisadores, ácidos externos ou agentes ativantes. Nas condições reacionais empregadas, o ácido fórmico sofre decomposição seletiva e controlada, gerando CO e H2O de forma eficiente, os quais são utilizados no processo de hidroxicarbonilação. A metodologia apresentou ampla aplicabilidade, permitindo a conversão de diversos alcenos (incluindo substratos lineares, cíclicos, derivados de petróleo de relevância industrial e matérias-primas renováveis) nos ácidos carboxílicos correspondentes, com rendimentos moderados a elevados (22-99%). O desempenho do sistema catalítico está associado ao uso de catalisadores de paládio contendo ligantes com funcionalidades básicas incorporadas, como o ligante HeMaRaPhos (L12), os quais contribuem para a estabilização do catalisador e promovem aumento da atividade e da seletividade da reação. Experimentos de controle demonstraram que o catalisador ativo é responsável não apenas pela hidroxicarbonilação dos alcenos, mas também pela decomposição seletiva do ácido fórmico em CO e H2O sob condições brandas, eliminando a necessidade de agentes ativadores adicionais. Além disso, seguindo essa metodologia, foi possível empregar ácido fórmico proveniente de fontes biorrenováveis, obtendo-se bons rendimentos nos produtos desejados. Adicionalmente, o sistema catalítico apresentou desempenho satisfatório em reações conduzidas em escala ampliada, fornecendo rendimento moderado em experimento realizado com mais de 1 g de substrato.

Ácido fórmico biorrenovável, Catálise por paládio, Geração sob demanda, Ligantes multifuncionais, Substratos renováveis

This work describes the development of a palladium-catalyzed hydroxycarbonylation methodology for alkenes using formic acid as an in situ source of carbon monoxide and water under additive-free conditions, without the need for co-catalysts, external acids, or activating agents. Under the employed reaction conditions, formic acid undergoes selective and controlled decomposition, efficiently generating CO and H2O, which are subsequently utilized in the hydroxycarbonylation process. The methodology showed broad applicability, enabling the conversion of a wide range of alkenes, including linear and cyclic substrates, industrially relevant petroleum-derived compounds, and renewable feedstocks, into the corresponding carboxylic acids in moderate to excellent yields (22-99%). The performance of the catalytic system is associated with the use of palladium catalysts bearing ligands with built-in basic functionalities, such as the HeMaRaPhos ligand (L12), which contribute to catalyst stabilization and promote enhanced catalytic activity and reaction selectivity. Control experiments demonstrated that the active catalyst is responsible not only for the hydroxycarbonylation of alkenes, but also for the selective decomposition of formic acid into CO and H2O under mild conditions, eliminating the need for additional activating agents. Furthermore, following this methodology, it was possible to employ formic acid derived from biorenewable sources, affording good yields of the desired products. Additionally, the catalytic system showed satisfactory performance in scale-up reactions, providing moderate yield in an experiment conducted with more than 1 g of substrate.

Biorenewable formic acid, Multifunctional ligands, On-demand generation, Palladium catalysis, Renewable substrates