Produção seletiva de mono, di e tri acetatos de glicerol via catálise homogênea

Abstract

Entre os processos químicos que buscam valorizar a cadeia produtiva do glicerol, obtido em sua grande parte como subproduto na produção de biodiesel (cerca de 10% em volume), a reação de acetilação do glicerol para obtenção dos produtos monoacetina, diacetina e triacetina tem se mostrado como uma rota tecnológica atrativa, cujo interesse de estudo é justificado, principalmente, pela vasta aplicação industrial dos produtos formados. A fim de possibilitar a caracterização desses produtos através da técnica de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), uma metodologia de análise dos acetatos de glicerol foi desenvolvida e validada, a partir da avaliação do gradiente de eluição favorável à separação desses compostos, usando detecção por UV-VIS, coluna de fase reversa C18, fase móvel acetonitrila: diclorometano: água (59,6: 0,4: 40/ v:v:v) e eluição com fluxo de 0,5 mL/min. Os experimentos reacionais foram conduzidos em um reator do tipo batelada de 250 mL, com controle de temperatura, em pressão atmosférica. As reações de acetilação do glicerol via catálise homogênea com anidrido acético foram realizadas em condições brandas, a fim de se obter maiores quantidades do produto monoacetilado. Os efeitos da temperatura, que variou de 80ºC a 110ºC, do tempo de reação, da razão molar inicial (anidrido acético: glicerol) e da presença do catalisador acetato de sódio foram analisados. Testes reacionais utilizando ácido acético como reagente foram conduzidos na temperatura de 105ºC. Observou-se que quando realizada com anidrido acético, nas condições estudadas, a acetilação do glicerol apresentou maior seletividade para a diacetina, sendo a seletividade para monoacetina mais favorecida em conversões mais baixas de glicerol, ou seja, nos minutos iniciais da reação. Usando-se o ácido acético, a seletividade para monoacetina se manteve elevada (acima de 39%), mesmo nas avaliações experimentais em que foram obtidas conversões acima de 85%. O comportamento cinético da acetilação do glicerol com anidrido acético, em presença de catalisador acetato de sódio, foi avaliado segundo o modelo matemático proposto, considerando-se a formação de intermediários instáveis nas etapas consecutivas de acetilação do glicerol. A partir do modelo proposto foi possível prever o comportamento dos perfis de concentração do glicerol e dos produtos monoacetina, diacetina e triacetina, ao longo do tempo, com coeficientes de correlação (R²) acima de 0,92 e desvio médio de 4,29%.