introdução - ufjf.br · • a síntese do metil-metacrilato realizada através da técnica...

Introdução

Química verde teve seu conceito proposto

no ano de 1987

63ª ASSEMBLÉIA DAS NAÇÕES UNIDAS (ONU) 2011;

Discussão de como as pessoas veem a química;

Como fazer química de um modo mais sustentável;

Química relacionada a problemas oriundos de atividades industriais desde o início século XX;

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Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.Oka, T.N.; Neiverth, A.V.; Machado, G.S. Contribuições da Química Verde e Sustentabilidade Para a Educação Ambiental na Região de Pontal do Paraná. XVI Encontro Paranaense de Educação Ambiental.

Introdução

Reduzir ou eliminar o uso ou geração de substâncias

perigosas durante :

Planejamento

Manufatura

Aplicação

Produtos químicos

3Ferreira, V.F; da Rocha, D.R.; da Silva, F.C. Quimica Verde, Economia Sustentável e Qualidade de Vida. Revista Virtual da Química.,2014, 6. 85-111.

Introdução

Produção mais limpa;

Produtos biodegradáveis;

Produtos resistentes a biodegradação permanecem no ambiente, causando efeitos tóxicos;

Produtos podem ser bioacumuláveis, ou seja, tendem a se acumular nos tecidos de animais e plantas.


5Figura 1: Bioacumulação de DDT na cadeia alimentar

Os 12 Princípios da Química Verde

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Reações em ausência de solvente

• Durante a 2ª Guerra Mundial foi desenvolvido um dispositivo que gerava micro-ondaschamado magnétron e fundamental para o funcionamento do RADAR (do inglês, RadioDetection And Ranging);

• O uso do micro-ondas em procedimentos químicos é conhecido desde a década de 70;

• É uma radiação eletromagnética não ionizante, frequência variando de 300 a 300000MHz;

• Aquecimento dielétrico: Rotação de dipolo e condução iônica.

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Aq. convencional: 30% , 15h, 100ºC.

SANSEVERINO, A. M.; Microondas em síntese orgânica ,Quim. Nova, Vol. 25, No. 4, 660-667, 2002

Esquema 1: Reação em ausência de solvente com aquecimento dielétrico.


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Aq. convencional: sem reação.

SANSEVERINO, A. M.; Microondas em síntese orgânica ,Quim. Nova, Vol. 25, No. 4, 660-667, 2002

Esquema 2: Reação tipo Wittig em forno de microondas de cozinha.


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Figura 1 : Reator micro-ondas para síntese.

http://www.superlab.com.br/produtos/micro-ondas-reator-para-sintese--reacoes-discover-sp-cem/https://www.anton-paar.com/br-pt/produtos/grupo/sintese-por-micro-ondas-e-quimica-sintetica/


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O regime de fluxo contínuo pode ser caracterizado por uma gama de diferentes reatorestubulares, com volumes de trabalho que podem variar de 15 nL a 1 L.

Figura 2: Reator contínuo e seu esquema geral.

Souza, R. O. M. A.; Miranda, L. S. M.; Reações Sob Fluxo Contínuo: da Química Verde a um Processo Verde, Rev. Virtual Quim., 2014, 6 (1), 34-43, 2013.

Reações em fluxo contínuo

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• Maior eficiência no controle de parâmetros de reação e na mistura dos reagentes;

• Menor custo na otimização das condições de reação;

• Menor número de etapas para o escalonamento;

• Maior eficiência energética;

• Menor número de operações no isolamento do produto.


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Souza, R. O. M. A.; Miranda, L. S. M.; Reações Sob Fluxo Contínuo: da Química Verde a um Processo Verde, Rev. Virtual Quim., 2014, 6 (1), 34-43, 2013.

Esquema 3: Catálise heterogênea sob regime de fluxo contínuo no estudo da síntese de intermediário par obtenção de inibidores de Antiotensina II.


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Sheldon, R. A.; C. R. Acad. Sci. Paris, Chimie/Chemistry 2000, 3, 541.

Síntese “marrom”: 47%Síntese “verde”: 75%

Esquema 4: Síntese “verde” da Vanilina.

Reações Átomo-econômicas

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• A Vanilina (4-hidroxi-3-metoxibenzaldeído) é a principal responsável pelo sabor e aromacaracterísticos da baunilha;

• Pode atuar como, antimutagênico, antioxidante, conservante e antimicrobiano;

• Apesar de tantas aplicações, sua obtenção ocorre através de processos extremamentecaros.


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Cann, M. C.; Connelly, M. E.; Real World Cases in Green Chemistry, American Chemical Society. Washington, DC, 2000.

Síntese “marrom”: 40 %Síntese “verde”: 77 %

Esquema 5: Síntese “verde” do ibuprofeno.


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• É um fármaco do grupo dos anti-inflamatórios não esteróides (AINE) utilizado para otratamento da dor, febre e inflamação;

• A síntese “verde” para produção do ibuprofeno vem sendo utilizada pela CompanhiaBHC (junção das Empresas BASF e Hoeschst Celanese) desde 1991, apresentando avantagem de produzir aproximadamente 25% a mais de produto com relação à sínteseantiga;


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Cann, M. C.; Connelly, M. E.; Real World Cases in Green Chemistry, American Chemical Society. Washington, DC, 2000.

Síntese “marrom”: 47%Síntese “verde”: 100%

Esquema 6: Síntese “verde” do metil-metacrilato


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• É o monômero produzido em larga escala para produção do acrílico, o poli(metilmetacrilato (PMMA);

• seu polímero é uma resina empregada na cimentação óssea medicinal, reparos depróteses e aparelhos ortodônticos, confecção de lentes de contato, entre outros;

• A síntese do metil-metacrilato realizada através da técnica desenvolvida pelo grupo depesquisa da Shell, ocorre através do emprego de paládio como catalisador, resultandoem 100% de economia de átomos.


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Sustentabilidade

• É a capacidade de sustentação ou conservação de um processo ousistema;

Sustentável (sustentare)

• Alternativa para garantir a sobrevivência dos recursos naturais doplaneta.

sustentar apoiar conservar cuidar


Sustentabilidade como um grande guarda-chuva da sociedade

A sustentabilidade deveria ser o grandeguarda-chuva de proteção da sociedade.

Não pode estar relacionada apenas, comosugere uma visão mais simplificada, àemissão de gases para a atmosfera e aoaquecimento global.

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Sustentabilidade

1987

Relatório Brundtlandda Organização das

Nações Unidas


Uma visão mais completa é que a sustentabilidade seja uma cadeia de ações que eleveos padrões ambientais, econômicos e sociopolíticos da população.

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A Química pode ser a solução para muitos problemas de sustentabilidade, mastambém pode ser a grande vilã.

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Acidente de Bhopal, Índia, 3 de dezembro 1984isocianato de metila ("MIC", CH3NCO):

•Liberação de toneladas de MIC vaporizado;

•3.800 pessoas morreram, milhares ficaram feridos e cegos.

Incidentes envolvendo a atividades químicas e seus danos

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O milagroso DDT sintetizado pela primeira vez em 1874(Prêmio Nobel de Química em 1905):

•Sua habilidade como inseticida foi percebida por PaulMuller, em 1939, contra as traças e besouros (Prêmio Nobelem 1948);

•Barato e seguro para aplicação na pele humana (SegundaGuerra);

•Proibido nos Estados Unidos em 1972 e seus efeitoscumulativos permanecem até hoje.

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A doença de Minamata:

•Os gatos pareciam estar enlouquecendo ecometiam suicídio;

•As pessoas da cidade também passaram aapresentar comportamentos estranhos, comdificuldade de ouvir, ver e caminhar, tremores edanos cerebrais;

•27 toneladas de compostos orgânicos de mercúriodespejadas no mar.

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Fogo no Rio Cuyahoga:

•O rio Cuyahoga, em Ohio, nos EUA, tornou-setão poluído por produtos químicos que pegoufogo várias vezes, desde 1868 até 1969.

•Apesar dos percalços, o rio Cuyahoga foirecuperado, e o estado é hoje um modelo dedesenvolvimento em pesquisas na área deenergia solar e tecnologias verdes.

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Conclusões

A Química pode ser muito boa e contribuir para resolver os problemas graves que afetama humanidade.

➢Qual o modelo de desenvolvimento que queremos?

Devemos buscar:

• Medicamentos para doenças antes consideradas incuráveis;

• Produtos químicos que fertilizam a terra sem agredi-la;

• Eliminar resíduos tóxicos industriais;

• Gerir o esgoto e lixo doméstico e evitar a qualquer custo a poluição.


A Química é apontada por muitos como vilã nas agressões à natureza, mas pelo opostoela é fértil em soluções que podem melhorar a qualidade de vida do Homem.

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Agradecimentos

• Prof Dr. Rafael Arromba de Souza;• Todos os colegas da disciplina.

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