Desenvolvimento de catalisadores de paládio para a reação de Suzuki-Miyaura empregando metodologias sustentáveis

Abstract

O desenvolvimento de catalisadores de paládio para reações de acoplamento de Suzuki-Miyaura, utilizando metodologias sustentáveis, está sendo promissor na área de biossíntese de nanopartículas. Tal técnica utiliza extratos aquosos de plantas como agente redutor de Pd(II) solubilizado e estabilizador das nanopartículas (NP's) sintetizadas. Estas NP's apresentam diâmetros pequenos e possuem atividade catalítica maior quando comparadas com catalisadores massivos por estarem com maior superfície de contato. A avaliação da atividade catalítica das estruturas produzidas, normalmente, é conduzida em reações de acoplamento carbono-carbono de Suzuki-Miyaura. Nesse tipo de acoplamento catalítico, avanços vêm sendo relatados no âmbito do uso de reagentes mais sustentáveis, diminuição da quantidade de metal ativo, substituição de ligantes tóxicos, entre outros pontos estudados sempre com o intuito de seguir os princípios da química verde. Com base nisso, esta tese teve como intuito encontrar uma alternativa mais promissora na produção de NP's Pd envolvendo extrato aquoso de llex paraguariensis, também conhecida popularmente como erva-mate. Também visou-se uma aplicabilidade para as NP's sintetizadas em reações de acoplamento de Suzuki-Miyaura, envolvendo diversos tipos de haletos de arila. O estudo conduzido avaliou diferentes rotas de biossíntese de NP's Pd empregando o extrato em questão, testou a atividade catalítica dos sólidos isolados e suportados em filmes de quitosana, e investigou a reciclabilidade dos catalisadores e a real espécie ativa.The development of palladium catalysts for Suzuki-Miyaura coupling reactions, using sustainable methodologies, is promising in the area of nanoparticle biosynthesis. This technique uses aqueous plant extracts as a solubilized Pd(II) reducing agent and stabilizer of the synthesized nanoparticles (NP's). These NP's have small diameters and have greater catalytic activity when compared to massive catalysts, due to their larger contact surface. The evaluation of the catalytic activity of the produced structures is usually conducted in Suzuki- Miyaura carbon-carbon coupling reactions. In this type of catalytic coupling, advances have been reported in the context of the use of more sustainable reagents, reduction in the amount of active metal, replacement of toxic ligands, among other points always studied with the intention of following the principles of green chemistry. Based on this, this thesis aimed to find a more promising alternative in the production of NP's Pd involving aqueous extract of llex paraguariensis, also popularly known as yerba mate. Also aimed at applicability for NP's synthesized in Suzuki-Miyaura coupling reactions involving different types of aryl halides. The study carried out evaluated different Pd NP biosynthesis routes using the extract in question, tested the catalytic activity of solids isolated and supported on chitosan films, investigated the recyclability of catalysts and the actual active species.