OTIMIZAÇÃO NUMÉRICA E ESTUDO CINÉTICO DA REAÇÃO DE HIDROALOGENAÇÃO DO ALFA-PINENO
O óleo essencial da espécie vegetal Eucalpytos globulus é constituído principalmente de 1,8-cineol (80 – 85%). Como subprodutos principais das diversas frações de destilação encontra-se o α-pineno e o p-cimeno, entre outros compostos de origem terpênico. Estes subprodutos apresentam baixo interesse comercial. Por tanto, para criar condições de maior valor agregado é conveniente realizar reações de isomerização e hidroalogenação, como por exemplo a produção do canfeno, um terpeno cristalino usado como base para inseticidas. Neste trabalho é apresentado o uso de ferramentas de desenhos experimentais na reação de hidroalogenação de a-pineno (99,7%, e [α]= + 4,0°). No planejamento fatorial as variáveis independentes foram a vazão de HCl (68 - 102 mL min-1), o tempo de reação (4 - 7 h), e temperatura de reação (0 °C a -5 °C), e como variável dependente a massa dos sólidos formados na síntese. A análise experimental foi desenvolvida em dois níveis e em duplicata e em ordem aleatória para minimizar o efeito de variáveis não controladas. O rendimento da reação foi de 29 %, e o grau de conversão foi de 15 %. A melhor combinação de variáveis da reação de hidrocloração mostra a formação de um produto sólido com um ponto de fusão de 108 - 112 °C, densidade relativa (D) de 0,8077, e índice de refração de 1,3620. Análises subsequentes por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas mostraram que o principal produto é o cloreto de bornila. Por fim, o acompanhamento cinético dos dados cromatográficos foi realizado mediante o método de mínimos quadrados, e permitiu determinar uma energia de ativação de 26 KJ mol-1, e constante de ativação de k igual a 895 s-1.
OTIMIZAÇÃO NUMÉRICA E ESTUDO CINÉTICO DA REAÇÃO DE HIDROALOGENAÇÃO DO ALFA-PINENO
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DOI: 10.22533/at.ed.2352131084
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Palavras-chave: pineno, cinética, hidrocloração, planejamento fatorial
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Keywords: pinene, kinetics, hydrochlorination, factorial design
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Abstract:
The essential oil of the plant species Eucalyptus globulus consists mainly of 1,8-cineole (80 - 85%). The main by-products of the different distillation fractions are α-pinene and p-cymene, among other compounds of terpenic origin. These by-products are of low commercial interest. Therefore, to create more value-added conditions, it is convenient to carry out isomerization and hydrohalogenation reactions, such as the production of camphene, a crystalline terpene used as a base for insecticides. The present work presents the use of experimental design tools in the hydrohalogenation reaction of a-pinene (99.7%, and [α]= + 4,0°). In the factorial design, the independent variables were HCl flow (68 - 102 mL min-1), reaction time (4 - 7 h), and reaction temperature (0 °C to -5 °C), and as a dependent variable on the mass of solids formed in the synthesis. The experimental analysis was performed at two levels and in duplicate and at random to minimize uncontrolled variables. The reaction yield was 29%, and the degree of conversion was 15%. The best combination of variables from the hydrochlorination reaction shows the formation of a solid product with a melting point of 108 - 112 °C, relative density (D) de 0,8077, and a refractive index of 1.3620. Subsequent analysis by gas chromatography coupled with mass spectrometry showed that the main product is bornyl chloride. Finally, the kinetic monitoring of the chromatographic data was performed by the least-squares method and allowed the determination of activation energy of 26 KJ mol-1 and an activation constant of k equal to 895 s-1.
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Número de páginas: 14
- Thágor Moreira Klein
- Chádia Schissler
- Leticia Antunes Natividade
- Alexandre Chagas
- Jacqueline Arguello da Silva
- Vladimir Lavayen
