Obtenção de produtos de conversão da glicerina por tratamento com catalisadores de nióbio e suas caracterizações por RMN
| Autor: | Poliane Chagas |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2015 |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMGUniversidade Federal de Minas GeraisUFMG. |
| Druh dokumentu: | masterThesis |
| Popis: | This dissertation mainly focuses on the use Nuclear Magnetic Resonance (NMR) in the structural elucidation of organic compounds, which constitute a complex mixture that was obtained from the conversion of commercial glycerin under reactions catalyzed by niobium-modified silicates. Three different catalytic materials have been synthesized and the reactions involved tetraethoxysilane (TEOS) polymerization as source of silicon in the presence of different niobium salt quantities along with cetyltrimethylammonium bromide supramolecular arrangements, which have been used as structural frames. The obtained materials have been characterized by several techniques, including X-ray diffraction (XRD), electronic transmission microscopy (TEM) coupled to X-ray dispersive energy detector (EDS) and adsorption/desorption of N2. The characterization tests indicated that the obtained materials presented high specific areas (Cat1, 1069 m2.g-1; Cat2, 555 m2.g-1 e Cat3, 486 m2.g-1), suggesting their potential usefulness in acid-catalysis reactions. The glycerol conversion reactions have been carried out on a batch reactor, the three catalysts synthesized in three reaction systems were tested. The set catalyst / reaction system showed a higher yield against the allyl alcohol had their products analyzed by NMR. In order to determine the identity of a greater number of compounds obtained during these reactions, the obtained set of volatile compounds has previously been submitted to column distillation and seven fractions have then been obtained. Each of these seven fractions has been analyzed by 1D and 2D NMR spectroscopy. 2D NMR gives information on chemical vicinities and allows a greater dispersion of resonances in comparison with the 1D spectra. Nevertheless the distillation allowed to avoid several signal overlapping issues and the spectra obtained for the seven fractions were easier to analyze in comparison with the respective spectra obtained for the product prior to distillation. Were elucidated the twenty substances structures in fraction 1, eighteen in fraction 2, thirteen in fraction 3, eleven in fraction 4, ten in the fraction 5 and eleven in fraction 6, being that in total, were elucidated the structures of 27 substances. The CG-MS analysis have pointed the most efficient reaction, which have assured 80 % of glycerin conversion as well as a high yield and selectivity in allyl alcohol production. Essa dissertação trata do uso da Ressonância Magnética Nuclear (RMN) na elucidação de composto orgânicos em uma mistura complexa obtida na conversão da glicerina comercial utilizando catalisadores à base de silicatos mesoporosos modificados com nióbio. A síntese dos materiais (três diferentes catalisadores) foi executada através da polimerização de tetraetilortossilicato (TEOS) como fonte de sílica, sobre arranjos supramoleculares de brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), utilizados como direcionadores de estrutura, juntamente com diferentes quantidades de um sal de nióbio. Os materiais foram caracterizados por diversas técnicas, Difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) acoplada ao detector de energia dispersiva de raios X (EDS) e adsorção/dessorção de N2. Os dados de caracterização indicam a formação de materiais com elevada área específica (Cat1, 1069 m2.g-1; Cat2, 555 m2.g-1 e Cat3, 486 m2.g-1), sugerindo que os mesmos apresentam elevado potencial como catalisadores em reações catalíticas ácidas. As reações de conversão de glicerina foram realizadas em um reator que opera em batelada, foram testados os três catalisadores sintetizados em três sistemas diferentes de reação. O conjunto catalisador/sistema de reação que apresentou um maior rendimento frente ao álcool alílico teve seus produtos analisados por RMN. A fim de se determinar o maior número de compostos formados durante essa reação, o conjunto de produtos voláteis foi submetido a uma destilação fracionada e sete frações foram obtidas. Cada uma das sete frações foi analisada por experimentos uni e bidimensionais de RMN. Os experimentos 2D fornecem informações sobre as vizinhanças químicas e permite uma maior dispersão de ressonâncias em comparação aos experimentos 1D. Contudo a destilação evitou problemas de sobreposição de sinais e os espectros das frações foram mais fáceis de serem analisados, quando comparados com os respectivos espectros obtidos para o conjunto de produtos voláteis antes da destilação. Foram elucidadas as estruturas de vinte substâncias na fração 1, dezoito na fração 2, treze na fração 3, onze na fração 4, dez na fração 5 e onze na fração 6, sendo que no total, foram elucidadas as estruturas de 27 substâncias. As análises de CG-MS indicaram que a reação mais eficiente, assegurou uma conversão de 80% de glicerina, assim como um elevado rendimento e seletividade para álcool alílico. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
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