Orientadores: Daniela Zanchet, Regina Buffon

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: Nanopartículas (NPs) e os ligantes em sua superfície vêm ganhando espaço como meio suporte devido a suas propriedades que aliam o comportamento da catálise homogênea com a heterogênea. Em longo prazo, imagina-se que o controle do ambiente local de espécies ancoradas na superfície destas NPs...

Resumo: Nanopartículas (NPs) e os ligantes em sua superfície vêm ganhando espaço como meio suporte devido a suas propriedades que aliam o comportamento da catálise homogênea com a heterogênea. Em longo prazo, imagina-se que o controle do ambiente local de espécies ancoradas na superfície destas NPs possa mimetizar o sítio catalítico de enzimas. Visando explorar a influência do ambiente local, foi avaliado o desempenho do catalisador de Grubbs de primeira geração em duas condições: encapsulado em matriz de sílica e na presença de NPs de ouro (NPs-Au). Apesar das reações de encapsulamento pelo método sol-gel serem rotas bastante exploradas, os resultados não foram encorajadores devido à desativação do complexo de rutênio nas condições de formação do gel, tanto pela via hidrolítica quanto não-hidrolítica. Com relação às NPs-Au, elas foram sintetizadas com misturas de ligantes (1-octanotiol e ácido 3-mercaptopropiônico), mostrando separação de fases dos ligantes, com a formação de domínios (raias). Nos estudos com catalisador de Grubbs em reações de metátese (autometátese do 1-hexeno e polimerização por abertura de anel do 1,5-ciclooctadieno), tanto a presença das NPs-Au como a de tiol livre tiveram influência negativa, levando a sua desativação prematura. Na presença de NPs-Au, houve queda da atividade, chegando a conversões nulas para razões mássicas maiores de que 1 mg de ouro/10 mg de catalisador, estando possivelmente associado à complexação das mercaptanas das NPs-Au com o complexo de rutênio. Buscando viabilizar o ancoramento do catalisador nas NPs-Au, sintetizou-se um ligante carbeno NHC com a funcionalização do esqueleto carbônico posterior do anel com um grupamento alil, que representa a primeira etapa para introdução de grupos funcionais e ancoramento em NPs

Abstract: The use of nanoparticles (NPs) and their protecting layer as support in catalysis start to be exploited, due to their unique characteristics at the interface of homogeneous and heterogeneous catalysts. At long term, the tuning of the local environment of catalytic species anchored on the...

Abstract: The use of nanoparticles (NPs) and their protecting layer as support in catalysis start to be exploited, due to their unique characteristics at the interface of homogeneous and heterogeneous catalysts. At long term, the tuning of the local environment of catalytic species anchored on the surface of NPs may be a way to mimic the active site of enzymes. Aiming to explore the influence of the local environment, we evaluated the activity of the first generation Grubbs catalyst under two conditions: encapsulating it in a silica matrix and in the presence of gold NPs (NPs-Au). Although the heterogenization via the sol-gel method is a well-known and well-explored route, we could not obtain good results due to catalyst deactivation under gel formation in both hydrolytic and non-hydrolytic (nonaqueous) conditions. Considering the NPs-Au, they were synthesized with success using a mixture of ligands (1-octanethiol and 3-mercaptopropionic acid) that showed phase segregation and formation of stripes. The evaluation of the Grubbs catalyst on metathesis reactions (self-metathesis of 1-hexene and ring opening polymerization of 1,5-ciclooctadiene) showed premature deactivation in the presence of both NPs-Au and free thiol. In the presence of NPs-Au, the catalytic activity descreased, achieving null results when weight ratios bigger than 1mg of NPs-Au to 10 mg of catalyst were used, possibly associated to the interaction between the mercaptans and the ruthenium catalyst. To make possible the catalyst anchoring on the NPs-Au surface, a NHC carbene with an allyl group on its carbon backbone was synthesized, corresponding to the first step to introduce functional groups to the catalyst