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Carbono Brasil

Solventes verdes

Publicado em 04 março 2008

Uma nova pesquisa acaba de aumentar a compreensão do comportamento dos líquidos iônicos — uma alternativa de baixo impacto ambiental aos solventes utilizados em processos químicos industriais. O trabalho é capa da edição de março da revista European Journal of Organic Chemistry.

De acordo com o autor principal do estudo, Omar El Seoud, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP), o uso de líquidos iônicos como solvente tem gerado grande número de publicações em patentes desde o início da década, graças ao potencial para aplicações dentro do conceito de "química verde", um conjunto de diretrizes voltado à redução do impacto ambiental dos processos químicos.

O trabalho foi feito em co-autoria com Michelle Lima e Clarissa Martins, do Instituto de Química da USP, e Erick Bastos, da Fundação Universidade Federal do ABC — os dois últimos, bolsistas da FAPESP.

"Os solventes têm papel central na maioria dos processos químicos. Os líquidos iônicos têm maior estabilidade química e térmica e permitem a reciclagem do solvente no processo. Eles já são bastante utilizados, mas queremos compreender melhor seu funcionamento para aperfeiçoar suas aplicações", disse El Seoud à Agência FAPESP

Segundo o professor, as publicações na área de líquidos iônicos começaram a aumentar em 2000, chegando a mais de cem. Em 2002, somaram cerca de 600. Em 2004, passaram de mil e, em 2006, de 1,6 mil artigos publicados no ano em revistas internacionais. As patentes também dispararam no mesmo período.

"Há possibilidades de aplicações economicamente importantes e, por isso, o interesse é tão grande na área, o que explica também que um trabalho original sobre o tema tenha chamado a atenção dos editores de uma das revistas mais conceituadas da área", destacou.

Uma das potenciais aplicações do solvente com base em líquidos iônicos é o processo químico de extração de fibra de celulose a partir do bagaço de cana-de-açúcar, que pode dar ao resíduo uma destinação nobre.

"A extração de fibras de celulose a partir do algodão, por exemplo, é um processo trivial. Mas fazer o mesmo a partir de fontes de celulose não-fibrosa — como madeira ou o bagaço de cana-de-açúcar — requer um processo químico com uso de solventes. O líquido iônico seria uma alternativa verde que poderia viabilizar o uso em larga escala", explicou.

Cor e temperatura

De acordo com El Seoud, o estudo indica que, quanto menos lipofílico é um líquido iônico, mais eficiente é seu desempenho como solvente para aplicação em processos químicos. A lipofilicidade é a capacidade de um composto químico de se dissolver em gorduras, óleos e lipídios. "O que queríamos compreender era o papel dos líquidos iônicos nos processos químicos — isto é, seu mecanismo de solvatação", disse.

Para entender o mecanismo de solvatação, os cientistas fizeram estudos de solvatocromismo. "Um pequeno grupo de substâncias tem a característica de mudar de cor conforme ocorre sua interação com o solvente. Utilizamos essa propriedade para entender a solvatação", explicou.

Como muitos processos são realizados em temperaturas elevadas, é necessário entender como a temperatura afeta o sistema, em particular a solvatação dos reagentes e as interações substância-solvente. "Essa informação é obtida pelo estudo de termossolvatocromismo: o efeito da temperatura sobre solvatocromismo", disse Al Seoud.

A conclusão do estudo, segundo o professor, pode ajudar a compreender como o líquido iônico funciona como solvente e, no futuro, criar uma técnica para indicar, de maneira sistemática, quais líquidos iônicos são adequados para cada aplicação.

"A contribuição é importante para compreender o papel dos líquidos iônicos e criar condições para usá-los de maneira racional, uma vez que eles são mais caros do que os solventes convencionais. As pesquisas sempre andam simultaneamente em duas direções: utilizamos o que está funcionando empiricamente e procuramos compreender os processos para prever de antemão como melhorá-los", afirmou.

O professor lidera o Grupo de Tensoativos e Polímeros do Instituto de Química da USP, que trabalha há alguns anos com os líquidos iônicos. Os estudos resultaram também em outro artigo sobre o uso desses solventes na química de carboidratos publicado na revista Biomacromolecules, em outubro de 2007.

O artigo Thermo-solvatochromism of merocyanine polarity probes — What are the consequences of increasing probe lipophilicity through annelation?, de Omar El Seoud e outros, pode ser lido por assinantes da European Journal of Organic Chemistry (edição 7/2008, março) em www3.interscience.wiley.com/journal/27380/home.

O artigo Applications of ionic liquids in carbohydrate chemistry: a window of opportunities, de Omar El Seoud e outros, pode ser lido em pubs.acs.org/journals/bomaf6.

Por Fábio de Castro

Fonte: Agência FAPESP