Química Verde Brasil

UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO
Prof. José de Souza Herdy
Escola de Ciência e Tecnologia
Antonio Marcos Lopes de Jesus
Química Verde: Contribuição tecnológica para
desenvolvimento de uma química mais sustentável.
Duque de Caxias, RJ
Julho de 2014

I
Antonio Marcos Lopes de Jesus
Química Verde: Contribuição tecnológica para
desenvolvimento de uma química mais sustentável.
Orientador: Dr.Prof. Edson Ferreira da Silva
Duque de Caxias, RJ
Julho de 2014
Monografia apresentada à
Universidade Unigranrio como
requisito parcial para a obtenção
do grau de Bacharelado em
Química.

II
Dedico esta obra a Deus criador e guiador por
dar-me forças e orientar-me nos caminhos
da iluminação de minhas escolhas, aos
meus Mestres e a minha família.

III
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por estar me agraciando com a vida.
A minha família pelo apoio, em especial a minha Mãe.
Ao Dr.Prof. Edson Ferreira da Silva pela orientação e a paciência.
Aos meus mestres: Maria da Glória, João Carlos Mafra, Flavia Sousa, Luciano
Freitas, Carlos Henrique, Jorge Mauler, Ludimar Corrêa de Oliveira, Paulo Bonfim,
Rosane S. de Sousa, Ivan Krylof, Flávio de Almeida Lemos e a todos os professores
que passaram em minha graduação proporcionando meios de conhecimento para
elevar-me a um caminho de cultura, sabedoria e disciplina.
Aos amigos de turma que me ajudaram durante os momentos difíceis.
A todos que trabalham na instituição colaborando com desenvolvimento das tarefas
essenciais para tornar-la um lugar aceitável, em especial a Marisa que organiza os
laboratórios e o mantendo sempre organizado.
Ao coordenador do curso de química Prof. Edvaldo Cavalcanti Caldas
E a Universidade Unigranrio por ter me cedido esta grande oportunidade de
aprender.

IV
“O homem científico não pretende alcançar um resultado imediato.
Ele não espera que suas idéias avançadas sejam imediatamente
aceitas. Seus trabalhos são como sementes para o futuro.
Seu dever é lançar as bases para aqueles que estão
por vir e apontar o caminho.”
(Nikola Tesla)

V
Resumo
Nos últimos anos a preocupação com o meio ambiente tem aumentado de
forma substancial, devido ao crescimento da poluição gerada pelas indústrias. A
partir da percepção desse aumento e dos danos causados pela geração de
resíduos, danos estes que muitas vezes são irreparáveis ao meio ambiente. Que
nos faz pensarmos numa nova maneira de utilizar nossas matérias químicas com
objetivo de gerar menos resíduos, procurando integrar ao máximo todos os átomos
de um reagente transformando-o em produto limpo sem gerar resíduos. Também
buscarmos meios de utilizar fontes renováveis para evitar as liberações de
poluentes, se tornando uma nova forma de pensar chamada de Química Verde.
Esse trabalho tende a elucidar os modos de pesquisas e desenvolvimento a respeito
desse assunto que passará a partir dos próximos anos a ser a principal meta para o
futuro do mundo, um Novo Mundo com muitas possibilidades de utilização de
condições mais sustentáveis.

VI
Abstract
In the last years, the preoccupation with environmental has increased
substantially because of the growing of pollution generated by industries. From the
perception of this increase and the damage caused by the generation of residues,
that these damages are often irreparable damage to environmental. What makes us
think in a new way to use our chemical substances in order to generate less waste,
trying to integrate the most of all the atoms of a reagent transforming it into clean
product without generating waste. Also we seek ways to use renewable sources to
prevent releases of pollutants, becoming a new way of thinking called the Green
Chemistry. This work tends to clarify the methods of research and development on
this matter that would in the next few years to be the main goal for the future of the
world, a new world with many possible applications of more sustainable conditions.

VII
Sumário
1. Introdução............................................................................................1
2. Desenvolvimento.................................................................................2
2.1- Conceito de Química Verde.............................................................3
2.2- Os 12 Princípios de Química Verde................................................5
2.3- Conceito de economia atômica por Trost......................................7
2.4- Uso de solventes..............................................................................12
2.5- O desenvolvimento de catalisadores.............................................17
2.6- Energia..............................................................................................25
2.7- Fontes renováveis............................................................................26
2.8- Química verde no Brasil..................................................................27
2.8.1- Biorrefinarias.............................................................................27
2.8.2- Alcoolquímica............................................................................28
2.8.3- Oleoquímica..............................................................................30
2.8.4- Sucroquímica............................................................................31
2.8.5- Conversão de CO2 ...................................................................32
2.8.6- Fitoquímica...............................................................................34
2.8.7- Bioprodutos, Bioprocessos e Biocombustíveis.........................36
2.8.8-Energias renováveis..................................................................37
3. Conclusões..........................................................................................38
4. Referências Bibliográficas.................................................................40
.

VIII
Lista de Figuras
Figura 1 Esquema da reação de Wittig e seu %EA.............................................10
Figura 2 Reação de Diels-Alder...........................................................................12
Figura 3 Processo Ruhrchemie/ Rhône – Poulenc (Rhodia)...............................13
Figura 4 Processo Rhône – Poulenc(Rhodia)......................................................13
Figura 5 Processo Hoechst AG............................................................................14
Figura 6 Oxidação de olefinas e carbonilação......................................................15
Figura 7 Líquidos iônicos.....................................................................................16
Figura 8 Catalisador zeólito VS Acilação de Friedel-Crafts clássica....................17
Figura 9 Catalisador de hidrocalcita usado em condensações............................18
Figura 10 Bases de sílicas mesoporosas.............................................................19
Figura 11 Hidrogenação catalítica com Aland Ti-beta..........................................20
Figura 12 Processo da BASF para a síntese de citral..........................................21
Figura 13 Processo de produção progesterona a partir de estigmasterol............22
Figura 14 Síntese do ibuprofeno pela Hoechst-Celanese....................................23
Figura 15 Esterificação promovida pela Lipase....................................................24
Figura 16 Uso do cianeto como nucleófilo na reação com holoidrina desalo-
Genase..................................................................................................................24
Figura 17 Reação de alquilação do indol com uso de ultrassom..........................25
Figura 18 Obtenção de N-heterociclos utilizando microondas doméstico............26

IX
Lista de Tabelas
Tabela 1 Reagentes utilizados no Esquema 1.....................................................8
Tabela 2 Produto desejado obtido no Esquema 1................................................8
Tabela 3 quantidades de átomos envolvidos........................................................9
Tabela 4 quantidades de átomos envolvidos.......................................................11
Lista de Diagrama
Diagrama 1 Dióxido de carbono supercrítico ......................................................15
Lista de Equações
Equação 1 Equação para síntese do n-bromobutano..........................................8
Equação 2 Percentual de rendimento teórico......................................................8
Equação 3 Percentual de rendimento teórico obtido............................................9
Equação 4 Percentual de Eficiência Atômica ......................................................9
Equação 5 Percentual de Eficiência Atômica ......................................................10
Equação 6 Adição de HBr....................................................................................11
Equação 7 Percentual de Eficiência Atômica.......................................................11

X
Lista de abreviaturas
Abiquim – Associação Brasileira da Industria Química
BASF – Badische Anilin und Soda-Fabrik
c-c – Ligação carbono-carbono
CGEE – Centro de Gestão de Estudos Estratégicos
Cu – Cobre
DQ-UFSCar – Departamento de Química da Universidade de São Carlos
EPA – Environmental Protection Agency
EA – Economia Atômica ou Eficiência Atômica
%EA – Percentual de Economia Atômica ou Eficiência Atômica
GCI – Green Chemistry Institute
HDLs – Hidróxidos Duplos em Camadas
H2O2 – Peróxido de Hidrogênio
INCA – Consórcio Universitário de Química para o Meio Ambiente
KOH – Hidróxido de Potássio
Mg8-x Alx (OH)16(CO3)x/2 · nH2O – Formula Geral das Hidrocalcitas Sintéticas
MCM-41 – Material Cristalino Móbil n° 41
MPV – Meerwin-Ponndorf-Verley
NaOH – Hidróxido de Sódio
NaOMe – Metóxido de Sódio
Ni – Níquel
NaOCl – Hipoclorito de Sódio
ONU – Organização das Nações Unidas
O2 – Oxigênio
Pd – Paládio
Pb – Cumbo
pH – Potencial Hidrogeniônico
P&D – Pesquisa e Desenvolvimento
P&DI – Pesquisa e Desenvolvimento e Inovação
Rh – Ródio
RBQV – Rede Brasileira de Química Verde
SBQ – Sociedade Brasileira de Química

XI
sc – supercrítico
scCO2 – Dióxido de Carbono supercrítico
scH2O – Óxido de Hidrogênio supercrítico
tpps – trifenil-fosfato-sulfonato de sódio
TBD – 1, 5, 7-triazabiciclo-(4, 4, 0)-dec-5-eno
ton – tonelada
TEMPO – 2, 2,’ 6, 6,’-(tetrametil-N-oxil)
Zn – Zinco

1
1. Introdução
Nos últimos anos, a preocupação com meio ambiente tem sido uma tarefa
essencial para o futuro da humanidade, pois se é visto com clareza que nada dura
para sempre. Após a revolução industrial, houve um grande aumento da poluição do
planeta terra, foi ai que nos demos conta de quão prejudicial é a liberação de
resíduos no meio ambiente. O homem moderno necessita do uso da tecnologia para
seu conforto, porem as consequências para o uso de tal não foram obviamente
previstas. A partir da década de 70, houve um aumento da preocupação sobre os
assuntos relacionados ao meio ambiente, onde em 1972 na Holanda aconteceu a
conferencia nacional de Estocolmo sobre o meio ambiente.
Daí em diante as nações abriram olhos a respeito da poluição gerada pelas
indústrias e pela população global, contudo, as grandes vilãs são as indústrias, em
especial as indústrias químicas, pois geram uma grande quantidade de resíduos
poluentes com um alto nível de toxidez, os quais causam danos irreparáveis ao meio
ambiente. Após vários anos de debates e vários tratados sobre o assunto, 179
chefes de Estado fizeram uma reunião, no qual ocorreu na cidade Rio de Janeiro, no
ano de 1992.
Esta reunião intitulada ECO-92, organizada pela ONU (Organização das
Nações Unidas) forma um marco para pensamento sustentável a respeito ao meio
ambiente, novamente ocorrido em 2002 a Rio+10 (Cúpula Mundial sobre
Desenvolvimento Sustentável) realizado entre os dias 26 de agosto e 4 de
setembro de 2002, em Johanesburgo, África do Sul e em seguida a Rio+20
novamente na cidade do Rio de Janeiro 13 e 22 de junho de 2012. Onde
procuramos daí meios mais sustentáveis de aumentar o uso dos recursos naturais
sem prejudicar a fauna e a flora, seja ela marinha ou terrestre, elaborar formas de
tratamentos dos resíduos gerados e investir em estudos e pesquisas de proteção ao
meio ambiente.

2
2. Desenvolvimento
O mais importante pensamento inovador em pesquisas sobre a geração de
resíduos poluentes ocorreu-se na década de 90, onde no ano de 91, a EPA
(“Environmental Protection Agency”), agencia ambiental norteamericana lançou o
programa “Rotas Sintéticas Alternativas para Prevenção de Poluição”, para premiar
pesquisadores para produção de rotas sintéticas menos poluentes e uso de
solventes menos tóxicos, com entregas de prêmios as mais inovadoras pesquisas e
o investimento para as futuras pesquisas.
Isto deu partida na criação da Química Verde (Green Chemistry), Química
Limpa ou Química Sustentável, rapidamente vários países aderiram a ideia
incentivados a investir em meios mais sustentáveis. Na Itália 1993, foi criado o INCA
(Consórcio Universitário de Química para o meio ambiente), para incentivar jovens
químicos a buscarem e aplicarem novos métodos de pesquisas em Química Verde
com a Escola Internacional de Verão. Em 1997 foi criado a GCI (Green Chemistry
Institute) que entrou em parceria com a IUPAC no e ano de 2001, realizando
simpósios sobre a Química Verde, em 1999 a criação do periódico Green Chemistry
e o lançamento de vários livros sobre o assunto pela Sociedade Britânica Química
fortaleceu a ideia da Química Sustentável entre os acadêmicos do mundo todo e
inseriu esta abordagem a nível educacional.
No Brasil é recente este conceito de Química Verde, pois começou a ser
difundido no meio acadêmico um pouco mais tarde que nos demais países, por meio
de publicações de artigos, já em 2006 a DQ-UFSCar (Departamento de Química da
Universidade Federal de São Carlos), promoveu a sua 26° Escola de Verão com o
foco a Química Verde. No ano de 2007 o IQ-USP (Instituto de Química da
Universidade de São Paulo) realizou a primeira Escola de Verão em Química Verde.
E no mesmo ano a ocorreu na cidade de Fortaleza, o primeiro Workshop Brasileiro
sobre Química Verde, que favoreceu para o anuncio da criação da RBQV (Rede
Brasileira de Química Verde) a qual será um elemento institucional de promoção das
inovações tecnológicas para as empresas nacionais, com o auxilio da comunidade
científica, agencias governamentais e órgãos correlatos.

3
Apoiados pelo Grupo de Gestão e Estudo Estratégico e do Ministério da
Ciência Tecnologia e Desenvolvimento elaboraram a publicação do livro Química
Verde no Brasil: 2010-2030 e com as publicações da SBQ (Sociedade Brasileira de
Química) para priorizarem temas emergentes no Brasil como: biorrefinarias,
alcoolquímica, oleoquímica, sucroquímica, bioprodutos, conversão de CO2, energias
alternativas.
A Abiquim (Associação Brasileira da Indústria Química) com a ajuda do Pacto
Nacional da Indústria Química pretende elevar o ranking mundial do setor industrial
brasileiro que é em 5° lugar, com uma ação estratégica para tornar o País Líder em
Química Verde com um investimento previsto de US$ 167 bilhões até 2020 para
inovações tecnológicas. Isto representa o ponta-pé inicial para geração de uma vida
mais saudável com a ajuda dos acadêmicos e as indústrias e instituições envolvidas
no bem-estar do planeta e dos seres humanos.
2.1 - Conceito de Química Verde
A Química Verde é em sua essência design de produtos e processos
químicos que reduzem ou eliminam o uso ou geração de substâncias perigosas.
Visando aplicar-se em todo o ciclo de vida de um produto químico, incluindo a sua
concepção, fabrico utilização e eliminação final, ou seja, uma química mais
sustentável. Sua ideia é evitar a poluição a nível molecular, sendo uma filosofia que
se aplica a todas as áreas da química, e não uma única disciplina de química, com
soluções científicas inovadoras para os problemas ambientais do mundo real.
Isto resulta em redução na fonte, pois evita a geração da poluição, reduzindo
os impactos negativos de produtos e processos químicos para a saúde humana e o
meio ambiente, diminuindo ou às vezes eliminando risco de produtos e processos
existentes com novos designs de produtos e processos químicos. A EPA
(“Environmental Protection Agency”) surge em 1990, com a ideia de leis que definem
reduções nas fontes como: Reduzir as quantidades de quaisquer substâncias

4
perigosas, poluentes ou contaminantes de entrar em qualquer fluxo de resíduos ou
de outra forma liberadas no meio ambiente, incluindo as emissões fugitivas, antes da
reciclagem, tratamento ou disposição, reduzir os riscos à saúde pública e ao meio
ambiente associados à liberação de tais substâncias, poluentes ou contaminantes.
Ela enfatiza que o termo reduções nas fontes é de forma sucinta: Modificações
de equipamentos ou tecnologias, de processos ou procedimentos, reformulações ou
redesign de produtos, substituição de matérias-primas e melhorias na limpeza,
manutenção, treinamento ou controle de estoque. Estes requisitos tratam-se de
elementos que constituem a primeira lei na Química Verde, sendo esta constituição
de um termo fundamental para o progresso do desenvolvimento de novas idéias
para sustentabilidade. A segunda seção da lei implica dizer que a uma hierarquia a
ser seguida para os desenvolvedores da Química Verde, estabelecendo um linha de
regras formuladas em que serve caminho para a aplicação no desenvolvimento de
novos produtos e novas técnicas, sendo elas:
1. Redução de origem e prevenção de riscos químicos em que englobam:
1.1 - Projetar produtos químicos a serem menos prejudiciais à saúde humana e ao
meio ambiente *
1.2 - Tornar os produtos químicos de matérias-primas, reagentes e solventes que
são menos perigosos para a saúde humana e o meio ambiente *
1.3 - Projetando sínteses e outros processos com reduzida ou até mesmo sem
resíduos químicos
1.4 - Projetando sínteses e outros processos que usam menos energia ou menos
água
1.5 - Usando matérias-primas provenientes de recursos renováveis anualmente ou
a partir de resíduos abundantes
1.6 - Projetar produtos químicos para reutilização ou reciclagem
1.7 - Reutilizar ou reciclar produtos químicos
2. Tratar produtos químicos para torná-los menos perigosos antes da eliminação

5
3. Eliminação de produtos químicos não tratados de forma segura e somente se
outras opções não são viáveis
*Obs.:
No que de diz a respeito sobre os produtos químicos que são menos perigosos para
a saúde humana e o meio ambiente são: Menos tóxico para os organismos, menos
prejudicial para os ecossistemas, não persistentes ou bioacumuláveis de organismos
ou no ambiente e inerentemente mais seguros de manusear e utilizar, porque eles
não são inflamáveis ou explosivas
Isto consolida um marco para criação de doze princípios fundamentais na Química
Verde.
2.2 - Os 12 Princípios de Química Verde
Os doze tópicos que se seguem fazem um papel muito importante para a Química
Verde, pois são as bases de um pensamento idealista para elaboração e
desenvolvimento de um conceito praticamente novo na química. Pensamento este
que existe a não mais de vinte e quatro anos, ao qual transformará a toda a química
para um futuro de grandes conquistas.
1. Prevenir – Tudo que possa ser pensado antes da geração de resíduos será a
melhor maneira para elaboração de uma síntese mais limpa, pois evitar a produção
de resíduos é melhor do que tratar-lo ou limpar-lo após sua geração.
2. Economia de átomos – Ao elaborar uma síntese, deve-se buscar meios para
desenhar metodologias que visem maximizar a incorporação de todos os produtos
de partida contidos no produto final.

6
3. Síntese com Produtos menos perigosos – Procurar sempre o uso de
substancias com pouca ou nenhuma toxidez a saúde humana e ao meio ambiente
para elaboração de uma síntese.
4. Design de Produtos mais seguros – A elaboração de produtos que realizem a
sua aplicabilidade desejada que não sejam tóxicos e persistentes.
5. Uso de Solventes e Auxiliares mais Seguros – As substancias auxiliares como:
solventes, agentes de separação, secantes e etc. Devem sempre que possível
serem evitadas, quando haver necessidade de uso esta deverá ser inócua.
6. Aumentar a eficiência energética – O uso da energia em processos químicos
tem que ser de forma mais elaborada, pois o seu uso de modo tem que ser
praticamente nulo para evitar danos ambientais e econômicos, sendo preferível que
os processos químicos sejam feitos sob temperatura e pressão ambiente.
7. Buscar o Uso de Fontes Renováveis de Matérias Primas – Quando a técnica
for economicamente viável, deve-se sempre recorrer ao uso de matérias primas
renováveis do que a utilização de fontes não-renonaveis.
8. Evitar a Derivatização – A utilização de grupos bloqueadores,
proteção/desproteção, modificação temporária por processos físicos e químicos
deve ser mínima ou se possível evitada, pois estas etapas requerem o uso de
reagentes adicionais aos quais geram resíduos.
9. O Uso de Catalisadores – Recorrer sempre ao uso de catalisadores tão seletivos
quanto possível, pois seu uso é melhor do que o uso de reagentes estequiométricos.
10. Design de Produtos Químicos para Degradar-se após a sua utilização – Os
produtos químicos precisam ser desenhados para que ao final de sua utilização,
sejam degradados a produtos inócuos e que não persistam no meio ambiente.

7
11. Analisar em tempo real para evitar a poluição – Será necessário o
desenvolvimento de metodologias analíticas para monitorar e controlar em tempo
real durante a síntese e a formação de subprodutos.
12. Minimizar o Potencial de Acidentes de Maneira Segura e Preventiva – As
substâncias e forma como as elas são utilizadas nos processos químicos, devem ser
selecionadas para evitar o risco de acidentes químicos, no que incluem vazamentos,
explosões e incêndios.
Estes doze tópicos, creio que será uma tarefa primordial para os químicos do futuro.
2.3 - Conceito de economia atômica por Trost
Em 1991, Barry M. Trost apresenta um artigo de grande interesse na revista
Nature, demonstrando um novo conceito para formulação de uma síntese completa,
este conceito ele o denomina de Economia Atômica. Ao analisar a eficiência de uma
síntese, a principal tarefa é observar se todos os reagentes foram incorporados no
produto final, ou seja, se os rendimentos obtidos correspondem a todos os átomos
contidos na molécula. Num laboratório síntese orgânica os cálculos são feitos a
partir do rendimento teórico, com base no reagente limitante, então, calcula-se o
rendimento experimental da reação a partir razão entre o (rendimento
obtido/rendimento teóricoX100%). Quando encontrado porcentagens com valores
como 90-80% que representa um bom rendimento, 60-50% considerado um
rendimento razoável ou 20% ou menos, um rendimento baixo, sendo estes
rendimentos consideravelmente importantes para uma síntese, estes cálculos não
representam o uso de todos os materiais de partida contidos no produto final.
A idéia de Economia Atômica ou Eficiência Atômica formula então, que para
uma molécula seja consideravelmente feita por uma síntese verde, ela tem que
assumir todos seus produtos de partida. Uma síntese que não contém todos os
átomos incorporados no produto final não é chamada de verde e sim de síntese

8
marrom, um exemplo de síntese não eficiente bastante utilizado é a síntese do n-
bromobutano a partir do n-butanol representado na Equação 1, Tabelas 1 e 2.
Equação 1 Equação para síntese do n-bromobutano
Tabela 1 Reagentes utilizados no Esquema 1
Tabela 2 Produto desejado obtido no Esquema 1
Fonte adaptada de:
httprepositorio.ul.ptbitstream1045141001ulfc095924_tm_Maria_Adelaide_Ramos.pdf
Considerando está reação como um caso típico síntese marrom, observe
como não são usados todos os seus reagentes em seu produto final, pois de acordo
com seu rendimento teórico, a porcentagem obtida foi 81%. Aplicando o calculo de
rendimento teórico como o ilustrado na Equação 2 e 3:
n% = Quantidade do rendimento obtido X 100
Quantidade do rendimento teórico
Equação 2 Percentual de rendimento teórico
Ou seja:
n% = 25,86 g X 100 = 81%
31,93 g

9
Equação 3 Percentual de rendimento teórico obtido
Contudo ao analisar a sua %EA (% de Eficiência Atômica ou % de Economia
Atômica), calculando as quantidades de átomos envolvidos na reação, observará
que ela não possui integralmente todos os seus átomos possuídos no produto final,
representado na Tabela 3, Equação 4 e 5.
Tabela 3 quantidades de átomos envolvidos
Reagentes
Peso
Molecular
(g/mol)
Átomos
usados
Peso
molecular
de
Usados
Átomos
Não
usados
Peso
molecular
de
Não usados
C4H9OH 74,012 4C, 9H 57,04 HO 17
KBr 119,1 Br 80 K 39,1
H2SO4 98,08 - 0 2H,4O, S 98,08
Total 291,12 Total 137,04 Total 154,18
Fonte adaptada de: http://www.scranton.edu/faculty/cannm/green-
chemistry/portuguese/organicmodule.shtml
%EA = Peso Molecular Total de Todos os Átomos Usados X 100
Peso Molecular Total de Todos os Reagentes
Equação 4 Percentual de Eficiência Atômica
Ou seja:

10
%EA = 137,04 g/mol X 100 = 47,07%
291,12 g/mol
Este exemplo ilustra uma reação não eficiente em termos de economia
de átomos, outros tipos de reações com baixa %EA são as reações de
eliminação, acilação de Fridel-Crafts, observando a reação de Wittig se pode-
se notar outro desperdício atômico na figura 1.
Figura 1 Esquema da reação de Wittig e seu %EA
Porem um bom exemplo de reação com uma grande Eficiência Atômica é a
reação de adição, pois todos os átomos envolvidos nela são incorporados no
produto final mostrado nas Equações 6, 7 e tabela 4.

11
Equação 6 Adição de HBr
Tabela 4 quantidades de átomos envolvidos
Reagentes Peso
Molecular
(g/mol)
Átomos
usados
Peso
molecular
de
Usados
Átomos
Não
usados
Peso
molecular de
Não usados
9 C4H8 56 4C, 8H 56 ____
0
11 HBr 81 HBr 81 ____
0
Total
4C, 9H, Br
137,04 4C, 9H, Br 137,04 ____
0
Fonte adaptada de: http://www.scranton.edu/faculty/cannm/green-
chemistry/portuguese/organicmodule.shtml
%EA = 137,04 g/mol X 100 = 100%
137,04 g/mol
Outras reações como rearranjo, reações envolvendo catálise e biocatálise e a adição
de Diels-Alder, apresentam uma e Eficiência Atômica de 100%, isso elucida um
importante princípio de economia, veja o exemplo da reação de Diels-Alder onde
toda massa dos reagentes estão contidos no produto final no exemplo da Figura 2.

12
Figura 2 Reação de Diels-Alder
Com o intuito de estudar um método para utilizar todos os átomos envolvidos em
uma reação, Barry M. Trost desenvolveu o conceito de Economia Atômica. E em
1998, ele foi premiado com o Prêmio Presidencial Desafio em Química Verde, sendo
este conceito uma das mais importantes bases da Química Verde.
2.4 - Uso de solventes
Vistos como uns dos principais problemas industriais e no uso acadêmico, o
emprego de solventes orgânicos, tais como os halogênados têm sido um fator
preocupante em seu uso para as reações químicas, porque seu manuseio,
transporte, estoque e descarte representam um grande gasto capital. E além destas
preocupações ele é uns dos mais poluentes resíduos tóxicos ou se não o maior
deles liberados na natureza. A Química Verde estabelece uma grande área de
estudo a respeito do uso de solventes, onde instituem a sua troca por vários outros
meios de a serem utilizados como:

13
Água como solvente
O uso de água como solvente tem sido bastante empregado em síntese tanto
a nível de pesquisa, quanto ao nível industrial. Suas características únicas como
natureza polar, formar ponte de hidrogênio e ser uma molécula assimétrica a faz ser
uma importante molécula para o uso como solvente, além do mais, ela não é tóxica,
não é inflamável e se encontra em grande abundância com baixo custo. Um bom
exemplo do emprego da água como solvente a nível industrial é o processo de
hidroformilação pertencente à Ruhrchemie/ Rhône – Poulenc (Rhodia), em que usa
a reação do propeno com monóxido de carbono para produzir butiraldeído em meio
aquoso catalisado por Ródio (I) Figura 3. E também na manufatura da vitamina A,
pela Rhône – Poulenc(Rhodia) a partir do geranialacetona com acetoacetato de
metila por meio do emprego do Ródio (I) como um complexo com trifenil-fosfato-
sulfonato de sódio (tpps), como intermediário feito num sistema bifásico, Figura 4.
Figura 3 Processo Ruhrchemie/ Rhône – Poulenc (Rhodia)
Figura 4 Processo Rhône – Poulenc (Rhodia)
De modo semelhante à Hoechst AG utilizou Pd/tpps como catalisador para a
obtenção de ácido fenilacético a partir de cloreto de benzila por carbonilação bifásica

14
como uma alternativa para a síntese clássica através da reação com cianeto de
sódio Figura 5.
Figura 5 Processo Hoechst AG
Fluido supercrítico (sc)
Fluidos supercríticos são conhecidos desde a descoberta da temperatura
crítica superior, aproximadamente a 175 anos, Sua reatividade química tem
despertado o interesse desde o início , apesar deles têm sido estudados
principalmente a partir de um ponto de vista físico ao longo tempo. A tecnologia para
utilizar os fluidos supercríticos como solventes para os processos de extração
seletiva hoje em dia é bem estabelecida na indústria de alimentos e aplicações
comerciais que incluem a produção de café descafeínado e aroma de lúpulo, estas
aplicações têm originado a partir da obra pioneira de Kurt Zosel no Max -Planck-
Institut für Kohlenforschung no meio do século XX.
O sucesso comercial desses processos tem estimulado uma série de esforços
para usar fluidos supercríticos em áreas tão diversas como a limpeza a seco,
tingimento de tecidos e polímeros, desengorduramento de metais e processamento
de materiais. Um interesse amplo e geral no uso de fluidos supercríticos como meio
de reação para sínteses orgânicas, no entanto, surgiu apenas durante os últimos 10-
15 anos. Os fluidos supercríticos utilizados hoje com sucesso são dióxido de
carbono (scCO2) e a água (scH2O). O (scCO2) encontra-se Tc= 31°C e pc= 74atm e o
(scH2O) Tc= 374°C e pc= 220atm, porém a nível energético o uso do dióxido de
carbono tem sido uma melhor opção, devido a sua temperatura e pressão serem
baixas Diagrama 1. Nas industrias de alimentos e de perfumaria tem sido usado
como substituto de solventes clorados, os quais trazem riscos e deixam resíduos
além dos danos ambientais.

15
Diagrama 1 Dióxido de carbono supercrítico
Fonte Clark, James, Macquarry, Duncan - Handbook of Green Chemistry and
Technology, by Blackwell Science Ltd Editorial Offices 2002.
Também tem sido utilizado como solvente em reações como a
oxidação de olefinas e carbonilação Figura 6, representando um ótimo
desempenho como solvente e estabelecendo um grande papel para
pesquisas posteriores.
Figura 6 Oxidação de olefinas e carbonilação

16
Líquidos Iônicos
Um outro método para substituição de solventes é a utilização de líquidos
iônicos ou sais fundidos como os derivados de sais de amônio quaternários e ânions
fracamente coordenantes como agentes de solvatação, tem sido amplamente aceito
no âmbito da Química Verde, como exemplo hexafluorofosfato de 1-butil-metil-
imidazol, bis(trifluorometanosufonil)imida de 1-etil-3-metil-imidazolio e o nitrato de 1-
butil pidinínio Figura 7. Suas características iônicas, sua elevada densidade e baixa
pressão de vapor facilitam o processo de isolamento de compostos orgânicos, quais
são normalmente pouco solúveis no meio.
Figura 7 Líquidos iônicos
2.5 - O desenvolvimento de catalisadores
As indústrias de química fina e farmacêuticas geram grande quantidade de
resíduos, devido o uso de reagentes estequiométricos inorgânicos como sais, ácidos
e bases de Lewis. No qual seus usos não apresentam uma Eficiência Atômica,
gerando subprodutos indesejáveis que precisam ser descartados por não poderem
ser reaproveitados. A Química Verde descreve em seu nono princípio que o uso de
reações catalíticas é superior do que as estequiométricas, nos últimos anos tiveram
um grande aumento no desenvolvimento de catalisadores para substituírem o uso

17
de agentes estequiométricos. Esses estudos e pesquisas têm mostrado um
potencial avanço na indústria de química fina, farmacêutica e petroquímica, os
catalisadores aumentam a eficiência das reações e podem ser reutilizados varias
vezes, trazendo benefícios tanto para as indústrias, quanto para o meio ambiente.
Seguem-se alguns exemplos do desenvolvimento de catalisadores seus estudos e
seus usos.
Catálise por sólidos ácidos e Bases
A substituição de ácidos e bases convencionais por ácidos e bases sólidas
tem sido empregue com sucesso em muitas reações orgânicas, pois geram quase
nenhum resíduo e apresentam um ótimo rendimento dos produtos. A exemplo é o
uso de zeólitos, argilas ácidas e materiais relacionados como catalisadores, que
mostram-se muito vantajosos por serem heterogêneos podendo ser separados e
reutilizados com facilidade. A Rhône – Poulenc (Rhodia) desenvolveu uma catalise
para acilação de Friedel-Crafts que se marca como uma referência na Química
Verde em que se utiliza o zeólito beta como agente de catalise para a acetilação do
anisol com anidrido acético, para dar a p-metoxiacetofenona Figura 8, substituindo a
clássica acilação de Friedel-Crafts com bons rendimentos e poucas geração de
efluentes.
Figura 8 Catalisador zeólito VS Acilação de Friedel-Crafts clássica

18
A substituição das bases convencionais, tais como NaOH, KOH e NaOMe,
por bases sólidas recicláveis, em uma variedade de reações orgânicas, também é
um foco de atenção recente. Por exemplo, as argilas de hidrocalcitas sintéticas,
também conhecidas como hidróxidos duplos em camadas (HDLs) e tendo a fórmula
geral Mg8-x Alx (OH)16(CO3)x/2 · nH2O, são os hidróxidos de alumínio-magnésio
hidratado possuindo uma estrutura lamelar, em que a o excesso de carga positiva é
compensada por ânions de carbonato no espaço interlamelar. Calcinação transforma
hidrocalcitas, via desidroxilação e descarbonatação, em óxidos de magnésio e
alumínio misturados fortemente básicos, que são catalisadores úteis recicláveis para
condensações aldólicas e do tipo Knoevenagel e Claisen-Schmidt Figura 9.
Figura 9 Catalisador de hidrocalcita usado em condensações
Outra abordagem para a concepção de bases sólidas recicláveis é unir as
bases orgânicas à superfície de sílicas mesoporosas. Por exemplo, a aminopropil-
sílica, resultante da reação de 3-aminopropil (trimetoxi)-silano com grupos silanol
pendentes forma um catalisador ativo para condensações Knoevenagel. A base
sólida mais forte foi obtida pela funcionalização dos mesoporos MCM-41 com a base
de guanidina, 1, 5,7-triazabiciclo-(4, 4,0)-dec-5-eno (TBD), usando uma técnica
glicosilação da superfície seguido de reação com TBD. O material resultante era
uma catalisador ativo para condensações Knoevenagel, Michael adições e
anelações Robinson Figura 10. (SHELDON, et al. 2007)

19
Figura 10 Bases de sílicas mesoporosas
Redução Catalítica
A hidrogenação catalítica perfeitamente incorpora o conceito de precisão em
síntese orgânica . O hidrogênio molecular é uma matéria prima limpa e abundante, a
hidrogenação rende geralmente 100% de EA , com a exceção de alguns exemplos,
por exemplo, redução do grupo nitro , em que a água é formada como um
subproduto. Eles têm um desígnio extremamente amplo e apresentam altos graus
de quimiosseletividade , regiosseletividade , estereosseletividade. No livro Green
Chemistry and Catalysis, há uma citação de Paul Rylander descrevendo em suas
palavras a hidrogenação como:
" A hidrogenação catalítica é uma das ferramentas mais úteis e versáteis para
o químico orgânico . O âmbito de aplicação da reação é muito amplo ; a maior parte
dos grupos funcionais podem ser feitos de sofrer redução , muitas vezes com um
rendimento elevado , para qualquer um dos vários produtos . Moléculas
multifuncionais muitas vezes pode ser reduzida seletivamente a qualquer
de várias funções . Um elevado grau de controle estereoquímico é possível com
previsibilidade considerável , e produtos livres de contaminantes reagentes são
obtidos facilmente . Escala-se de experiências de laboratório para processos
industriais apresenta pouca dificuldade. "
Paul Rylander (1979)

20
A hidrogenação catalítica é exercida a muito tempo em química orgânica
sendo uma das mais utilizadas técnicas de síntese para as industrias de química fina
e farmacêuticas. Ela torna-se muito útil devido o fato de ao ser feito uma síntese, ela
apresenta um grande potencial de quimiosseletividade , regiosseletividade ,
estereosseletividade no que favorece várias reações, contudo, além de ser uma
técnica antiga e viável, ela ainda continua sendo pesquisada e tem se evoluído com
o passar do tempo para contribuir mais ainda com a sustentabilidade.
Recentemente, Van Bekkum e colaboradores mostrou que as zeólitas Aland
Ti-beta são capazes de catalisar a redução MPV . A reação é verdadeiramente
catalítica e o catalisador sólido pode ser facilmente separado, por filtração simples, e
reciclado. Um benefício adicional é que o confinamento do substrato nos poros do
zeólito pode proporcionar seletividade forma interessante. Por exemplo, a redução
de 4-terc-butilciclohexanona, levou à formação do cis-álcool termodinamicamente
menos estável, uma importante fragrância intermediária, em seletividade maior que
95 % Figura 11. Em contraste, a redução MPV convencional dá o
termodinamicamente mais estáveis, mas menos valiosos , isômero trans . Formação
preferencial do cis - isômero foi atribuído para a transição de estado a seletividade
imposta por confinamento nos poros do zeólito . (SHELDON, et al. 2007)
Figura 11 Hidrogenação catalítica com Aland Ti-beta
Oxidação Catalítica
É provavelmente verdade que em nenhum lugar há uma maior necessidade
de alternativas catalítica verde em química fina do que em reações de oxidação. Em
contraste com as reduções, oxidações ainda são em grande parte realizadas com
reagentes estequiométricos inorgânicos (ou orgânicos) oxidantes, tais como cromo

21
(VI), permanganato, dióxido de manganês e periodato. Há claramente uma
necessidade definitiva de alternativas catalíticos empregando oxidantes primários
limpos, tais como oxigênio ou peróxido de hidrogênio. A oxidação catalítica com O2
é amplamente utilizada na fabricação de produtos petroquímicos em grande escala.
Mas a aplicação a muitos produtos químicos é geralmente mais difícil, no entanto,
devido à natureza multifuncional da as moléculas de interesse. No entanto, em
alguns casos, essas tecnologias foram aplicadas com sucesso para a produção de
produtos químicos finos. Um exemplo é o elegante Processo BASF para a síntese
de citral um intermediário chave para fragrâncias e as vitaminas A e E Figura 12.
Figura 12 Processo da BASF para a síntese de citral
Como mencionado acima, existe uma necessidade urgente para metodologias
mais verdes para estas conversões, empregando de preferência O2 ou H2O2 como
oxidantes limpos e eficazes com uma ampla gama de substratos. Um método que
esta encontrando crescente aplicação na indústria de química fina é empregar o
radical livre estável TEMPO 2,2’,6,6’-(tetrametil-N-oxil), como um catalisador e
NaOCl (Água sanitária) como oxidante. Por exemplo, foi utilizada essa metodologia,
com TEMPO-4-hidroxi como o catalisador, como o passo chave em um novo
processo para a produção de progesterona a partir de estigmasterol, um esterol de
soja Figura 13.

22
Figura 13 Processo de produção progesterona a partir de estigmasterol
Contudo os avanços significativos nas reações de oxidação que tenham sido
realizados nos últimos anos, especialmente de moléculas orgânicas multifuncionais,
permanece sendo uma transformação catalítica muito difícil que a maioria dos
químicos orgânicos preferem evitar por completo. Em outras palavras, o melhor é
evitar a oxidação, e a maioria dos químicos orgânicos preferem começar em um
estado de oxidação mais elevado e realizar uma redução ou, melhor ainda, evitar a
alteração do estado de oxidação. (SHELDON, et al. 2007)
Formação de ligação C-C catalítica
Outra transformação fundamental na síntese orgânica é a formação da
ligação C-C e um metodologia catalítica importante para a geração de ligações C-C
é de carbonilação. Na área de produtos químicos a granel é usado por exemplo,
para a produção de ácido acético pela carbonilação partir do metanol catalisada por
ródio. Uma vez que tais reações são 100% EA que estão cada vez mais a ser
aplicada para fabricar produtos de química fina. Uma elegante exemplo disso é o
processo Hoechst-Celanese, para o fabrico do analgésicos, o ibuprofeno, com uma
produção anual de vários milhares de toneladas. Neste processo de síntese do
ibuprofeno é produzida em duas etapas catalíticos (hidrogenação e carbonilação) a
partir de p-isobutilacetofenona com 100% EA. Este processo substituiu uma rota
mais clássica que envolvia mais etapas e um EA muito mais elevado Figura 14.
(SHELDON, et al. 2007)

23
Figura 14 Síntese do ibuprofeno pela Hoechst-Celanese
A Biocatálise
As pesquisas e o uso de agentes biológicos para realizar reações têm sido
considerados como um importante recurso em síntese nos últimos anos. A evolução
da biotecnologia mostra a necessidade e o busca de mais estudos da utilização
deste recurso esplendidamente rico em aproveitamento como catalisadores. A bio-
catálise hoje é empregue em diversos setores da química e demonstra resultados
excepcionais para as reações, no qual se demonstra como vantajosa aplicação, pois
apresentam alta quimiosseletividade, regiosseletividade, estereosseletividade,
resultando em produtos com atividade ótica. Em geral usa-se enzimas ou células
integras sendo o segundo mais rentável, por conterem tanto enzimas, quanto co-
enzimas, contudo por serem sistemas multienzimáticos podem ocorrer reações
secundarias. Já a utilização de enzimas isoladas oferece um maior controle de
processo ainda que seja mais elevado seu custo por causa da tecnologia aplicada
em sua purificação.
As enzimas apresentam tal controle por realizarem reações em temperatura
37°C, pressão de 1atm, pH ~ 7, aproveitamento da sua quimiosseletividade,
regiosseletividade, estereosseletividade e atividade ótica, usam normalmente água
como meio reacional , no entanto há algumas enzimas que são utilizadas em meio
orgânico como as lipases que promovem uma esterificação usando hexano como
meio com uns traços de H2O figura 15, um outro exemplo de reação enzimática
descrita recentemente é o emprego das holoidrinas desalogenases para o formação
enantiosseletiva de uma nova ligação carbono-carbono, sua tarefa natural é a

24
desalogenação de haloidrinas, no entanto esta reação pode ser invertida. Quando se
utiliza cianeto, em vez de um halogeneto como o nucleófilo na reação inversa
obtém-se a hidroxinitrila que é formada com boa a excelente enantiosseletividade
Figura 16. Existe uma enorme gama de reações catalisadas por enzimas na
literatura porem estes exemplos servem para demonstrarem o uso em reações
químicas, tal uso este que representa um significante avanço na Química Verde.
(SHELDON, et al. 2007)
Figura 15 Esterificação promovida pela Lipase
Figura 16 Uso do cianeto como nucleófilo na reação com holoidrina desalogenase
A importância do uso de catalisadores e biocatalisadores em síntese orgânica
é de extremo interesse tanto para a Química Verde, quanto para as indústrias, pois
geram poucos resíduos e como o produto apresenta uma Eficiência Atômica elevada
não há desperdício de reagentes nas reações. As pesquisas sobre técnicas de
obtenções de catalisadores mais eficientes tem aumentado em números
excepcionais nestes últimos anos, trazendo bons resultados e aumentando o
interesse dos pesquisadores por essa área tão importante para Química Verde.

25
2.6 - Energia
Muitas reações orgânicas necessitam de aplicação de energia para reagirem,
na medida em que a raça humana evolui, evidenciamos que há uma preocupação
muito grande com o consumo de energia. Isso nos leva a imaginarmos meios mais
eficazes da utilização da energia em reações químicas. O uso de energias como as
ondas eletromagnéticas de microondas e as ondas de altas frequências do
ultrassom tem sido empregues com êxito nas reações químicas, um exemplo do
emprego do ultrassom em química é demonstrado na figura 17, em que o ultrassom
favorece a interação entre diferentes fases e a migração do nucleófilo para a fase
orgânica tornando o ataque mais acessível na reação de alquilação do indol.
Figura 17 Reação de alquilação do indol com uso de ultrassom
O uso de microondas tem tido um largo campo de pesquisa nos últimos anos,
mostrando-se com bons resultados nas utilizações em varias reações químicas. Um
exemplo é obtenção de N-heterociclos, descrita por Braibante e colaboradores que
utilizaram microondas doméstico síntese de novos heterociclos, eles demonstraram
que a irradiação por microondas obteve a formação do produto em apenas 7
minutos em comparação com o método convencional de refluxo que era de 24 horas
figura 18.

26
Figura 18 Obtenção de N-heterociclos utilizando microondas doméstico
O fato da procura de meios alternativos de uso de energia para ser utilizada
em reações química, é essencial para economia e para sustentabilidade, pois o uso
de recursos não renováveis para obtenção de energia, geralmente é um dos mais
poluentes meios de processos industriais e na maioria dos casos os danos ao meio
ambientes são irreparáveis como poluições atmosférica, fluviais e do solo.
2.7 - Fontes renováveis
O uso de fontes renováveis é um ponto crucial para Química Verde, porque
explora de certo ponto de vista, meios que podem ser repostos na natureza sem
prejudicar-la e mantendo assim um equilíbrio com o planeta. O estudo atual de
buscas de fontes renováveis é de certa forma bem amplo abrangendo todos os
países, mas esses estudos não são de certa forma tão novos, eles são feitos a
milhares de anos pelos seres humanos, no entanto, somente agora são que os
homens estão tomando consciência sobre este assunto. No Brasil o campo de
pesquisa é bem explorado, há pesquisas sobre fitoterápicos, biopolímeros,
biocombustíveis e vários outros recursos tecnológicos sustentáveis priorizando o rico
estado da fauna e flora nacional que pode um dia ser chamado de o país mais auto-
sustentável.

27
2.8 - Química verde no Brasil
O Brasil encontra-se hoje com um dos maiores potenciais para tornar-se o
melhor produtor em processos verde do mundo. Tendo uma das maiores
biodiversidade do planeta, onde contém água em abundância, um vasto território
fértil, boa atividade solar e um dos maiores recursos biológicos. Sendo esta uma
meta a ser instaurada até o ano de 2030, segundo a CGEE (Centro de Gestão e
Estudos Estratégicos). Neste capitulo faço um resumo sintético da revista Química
Verde 2010-2030, que propõe um sortido campo de assuntos sobre várias
propostas, metas e estudos em pesquisas a serem desenvolvidas para que nosso
país seja um dos mais evoluídos produtores verdes em contra partida com os outros
países, para priorizarmos o rico estado pertencente a esta nação. Para que tais
recomendações aconteçam, se faz necessário uma grande mudança no panorama
acadêmico e industrial e a conscientização dos pesquisadores, dos industriais e dos
governantes, para essa revolução evolutiva comece a crescer além dos planos
idealistas.
2.8.1 - Biorrefinarias
Os estudos de bioprocessos para geração de produtos oriundos de sua
degradação estão cada vez mais evoluídos, o Brasil é o pioneiro no uso de
biocombustível, o etanol que é resultado da fermentação da cana de açúcar é de
fato um bom exemplo da exploração deste setor. Mas a respeito do que se pode
dizer sobre biorrefinaria que é de certa forma um termo adotado em dependência da
contrapartida para o menor uso das refinarias de petróleo, e que ao invés da
biorrefinaria utilizar uma fonte de matéria prima esgotável, ela utiliza meios
renováveis e a utilização de subprodutos da agroindústria para geração de produtos
químicos com o uso de biomassas.

28
O foco de utilização biomassa atual são as matérias lignocelulósicas, que são
as fontes de carboidratos na natureza, estas biomassas em geral são resíduos de
colheitas, ou de processamento de principais culturas como a cana-de-açúcar, arroz,
milho, trigo, soja e são subutilizadas pela indústria. Sendo um conceito relativamente
novo, o uso de biomassa residual é praticado em diversos setores industriais como a
indústria sucroalcooleira e a indústria de papel e celulose.
O conceito de biorrefinaria foi designado por grupos de pesquisa
internacionais que procuravam o desenvolvimento de tecnologias para a produção
de etanol de segunda geração, produzido a partir de resíduos de composição
lignocelulósica. O Brasil ocupa lugar de destaque neste setor, por ser um dos
maiores produtores de matérias primas renováveis em especial a cana-de-açúcar
que gera a cada 1ton o equivalente a 250 kg de resíduo (bagaço de cana). Apesar
da grande produção deste resíduo grande parte é queimada para geração de
energia e uma pequena fração é utilizada em ração animal.
A utilização das lignocelulósicas como matéria prima estão sendo bastante
estudadas, porém esbarram-se com alguns obstáculos como estrutura cristalina da
celulose, altamente resistente à hidrólise da ligação lignina-celulose, que forma uma
bloqueio físico que impede o acesso enzimático ou microbiológico ao substrato. No
entanto, vários estudos sobre aplicação de meios para hidrólise deste material estão
sendo feito, esta hidrólise gera apenas glicose que pode ser convertida em vários
outros produtos por rotas químicas e bioquímicas. Contudo o conceito de
biorrefinaria se contextualiza como a co-produção de bioprodutos como alimentos,
materiais e produtos químicos. (ASSUNÇÃO, 2010)
2.8.2 - Alcoolquímica
A utilização do álcool como matéria prima para produção de diversos tipos de
produtos, foi implantada no Brasil a partir da década de 1920, mas logo foi

29
abandonada devido à consolidação da petroquímica. Atualmente nota-se um
respectivo interesse no retorno da alcoolquímica para estabelecer um elo
sustentável ao qual varias empresas estão à procura. O baixo custo do etanol
brasileiro pode fazer um ressurgimento da volta do setor alcoolquímico no país para
visar produção de diversos produtos como eteno, aldeído acético, ácido acético, éter
etílico, e diversos outros produtos derivados dos processos alcoolquímicos.
Desde as primeiras décadas do século XX, o Brasil tem utilizado o etanol ou
álcool etílico como insumo para indústria química, onde as empresas Elekeiroz,
Usina Colombina e Rhodia destacavam-se pela produção de cloreto de etila, ácido
acético, anidrido acético, acetato de celulose e éter etílico. Nos anos 40 a Fábrica de
Piquete (Ministério da Guerra), começou a produção de éter etílico e cloreto de etila
e na mesma época fabrica Victor Sence, instalada no estado do Rio de Janeiro,
passou a gerar ácido acético, acetato de butila, butanol e acetona.
Nos anos seguintes respectivamente nas décadas de 50 e 60, houve um
crescimento significativo do setor, onde neste período o eteno era produzido a partir
do etanol para complementar as produções das refinarias. Com o crescimento da
indústria petroquímica na década de 70 este panorama da utilização do álcool etílico
mudou, no entanto, em 1975 com a implementação do Proálcool, o Governo
Brasileiro passou a incentivar o setor através de subsídios e garantia de
fornecimento de matéria prima. Isto fez com muitas empresas que haviam deixado
esse ramo retornassem.
O estudo para desenvolvimento de meio de utilização do etanol naquela
época não foi muito apoiado e os incentivos à indústria alcoolquímica tiveram pouca
duração, em 1982 o preço do etanol foi equiparado ao da nafta petroquímica e em
1984 os subsídios à exportação foram também retirados. Várias industrias foram
desativadas, outras convertidas ao eteno de petróleo, enquanto poucas passaram a
trabalhar com matéria prima importada. A valorização do real no final de 1990
causou um impacto significativo para as unidades remanescente e baixo
investimento em tecnologia na implantação desta unidades fizeram que a ruína
deste setor industrial. Isto fez com varias produtos gerados a partir destes processos

30
fossem importadas, o ácido acético é um exemplo destes produtos que nos anos de
(2007, 2008 e 2009), teve um gasto de US$ 56, 53 e 36 milhões.
O auge de P&Ds para alcoolquímica se teve durante a época Proálcool e logo
após seu declínio pouco foi feito sobre as pesquisas, onde vale ressaltar a falta da
integração acadêmia-indústria para produção de meios de pesquisas ao assunto. No
entanto as pesquisas que eram elaboradas pouco se sabem, pois muitas não foram
publicadas e varias perdidas no meio acadêmico. Atualmente a situação é diferente
ao que se foi descrito anteriormente, a busca de meios mais sustentáveis tem levado
o mundo a pensar no etanol como uma principal escolha para o uso como
combustível, pois a utilização de biomassa é principal foco da sustentabilidade.
(ASSUNÇÃO, 2010)
2.8.3 - Oleoquímica
O termo “oleoquímica” trata-se do emprego dos processos de transformação
de óleos vegetais e gorduras animais em produtos de alto valor adjunto. Há vários
projetos de PD&Is em seu setor como uns dos principais, é a utilização destas fontes
de oleaginosas como fonte de matérias-primas para produção de biodiesel. Em sua
suma essência essas matérias primas são ésteres metílicos e etílicos de ácidos
graxos utilizados como substitutos de combustíveis fosseis usados como fonte de
energia em motores a diesel. Vários países já aderem esses derivados, para o uso
em suas matrizes energéticas.
A indústria oleoquímica é muito antiga, ela perdeu um pouco seu mercado por
causa da petroquímica devido aos preços mais baixos dos seus derivados de
petróleo. Mas as ações de buscas a meios mais sustentáveis estão fazendo com
que este seguimento industrial retorne de uma maneira exponencial tomando um
espaço industrial para produção de diversas matérias primas.

31
Os principais produtos químicos derivados destes processos são ácidos
graxos, compostos nitrogenados graxos, alcoóis graxos e glicerol. O glicerol por ser
o principal co-produto da transesterificação usada na produção do biodiesel e
produzido em grande escala, vem recebendo uma atenção especial para as PD&Is,
devido a sua disponibilidade na produção do biodiesel. As matérias primas
oleaginosas e proteoleaginosas fornecem os óleos vegetais, quanto às gorduras
animais para formarem as bases da oleoquímica e da produção de biodiesel. O uso
tradicional destas matérias primas como soja, milho, girassol, dendê, tem sido a
fundamentalmente usados para a alimentação humana e animal. Isto gera uma
discordância a respeito ao uso destes materiais no setor energético.
Muitos produtos são produzidos a partir dos triacilglicerois são usados em
diversos outros setores da química, como sabões, detergentes, polímeros, aminas
graxos, alcoóis graxos e vários outros providos do emprego desta fonte de matéria
prima. É realmente uma fonte em especial para as P,D.& Is, pois o Brasil é um dos
maiores produtores agronômico deste empreendimento promissor. (ASSUNÇÃO,
2010)
2.8.4 - Sucroquímica
A sucroquímica remete-se ao uso da cana-de-açúcar para extração de
sacarose, sendo ela produto para obtenção de açúcar e álcool. A cana obtida da
colheita dispõe, além da porção líquida que se encontra a sacarose, fibras de
natureza lignocelulósica. Sendo ela de uma forma geral, constituída de 1/3 de caldo,
1/3 de bagaço e 1/3 de palha.
O Brasil é historicamente um grande produtor agrícola de cana-de-açúcar, a
produção de cana contribui com bilhões de reais e rende um bom percentual do PIB
nacional. Embora os gastos para as plantas industriais para atingir o volume de
produção de escala compatível com o mercado, o preço do produto refinado é
relativamente baixo. No entanto seus derivados químicos tem valores mais bem

32
estabelecidos devido suas aplicações. Esta matéria prima expressa um ótimo estado
para sustentabilidade e seu uso esta sendo feito em diversos setores de pesquisas,
pois seus derivados são utilizados em um largo espectro de diversas sínteses.
(ASSUNÇÃO, 2010
2.8.5 - Conversão de CO2
Muito atribuído como maior fonte de poluição da atmosfera, sendo um dos
principais gases que colabora para o efeito estufa, o CO2 vem sendo alvo de
inúmeras discussões em âmbito global, sobre as possíveis mudanças climáticas.
Visando diminuir suas emissões, vários governos assinaram o protocolo de Kyoto no
Japão para reduzirem suas emissões, o Brasil ratificou seu protocolo em 2002, e
somente em 2005 ele entrou em vigor. No mesmo ano em Bali na Indonésia é que
foram traçados os caminhos para as negociações a respeito das emissões de CO2.
O Brasil está entre os cinco países que contribuem para redução das emissões de
gases poluentes visando à manutenção da sustentabilidade, porém vários países em
desenvolvimento como a China e a Índia, estão a contribuir com as emissões dos
gases do efeito estufa, no tocante, é de extrema relevância, pois aumentarão em
1,4% da taxa anual até 2030, suas emissões de CO2.
Muitas alternativas de uso do CO2, para minimizar suas emissões têm sido
aplicadas e um grande campo em P&Ds que estão se expandindo para buscarem
meios de utilizarem o CO2 como matéria prima ou insumo para produção de outros
materiais. Atualmente cerca de 100 Mt de CO2 são empregas anualmente para
sintetizar muitos produtos como uréia, ácido salicílico e carbonatos e outras
substancias, ele é utilizado para a recuperação residual de petróleo em poços não
exauridos. Na indústria química ele pode ser usado como fluido supercrítico e em
vários processos químicos catalíticos homogêneos ou heterogêneos, de redução
fotocatalítica, processos bioquímicos e de conversões eletrocatalíticas.

33
Contudo muitos dos processos utilizando CO2 estão apenas caminhando nas
P,D.& Is e a há pouca produção em larga escala, ele é utilizado como intermediário
de sínteses químicas, no controle da temperatura de reatores, empregado para
neutralizar efluentes alcalinos. Grandes quantidades de CO2 também são
empregadas na manufatura de carbonatos e menores quantidades são empregadas
na produção de monômeros orgânicos e policarbonatos. O metanol é manufaturado
usando CO2 como insumo químico e usado na manufatura de poliuretanas. Na
indústria farmacêutica, o CO2 é usado para estabelecer atmosfera inerte na síntese
de fármacos, ele é usado como fluido supercrítico para extração de princípios ativos,
na acidificação de efluentes aquosos e no transporte de produtos em temperaturas a
-78 °C. A indústria de alimentos e bebidas, ele vem sendo empregado de três
formas: para carbonatação de bebidas, processos de resfriamento e congelamento e
como gelo seco para controle de temperatura durante o período da distribuição dos
alimentos.
A indústria metalúrgica, o tem empregado sistematicamente para proteção
ambiental, como exemplo, a retirada de fumaça vermelha durante a alimentação de
fornalhas ou a retirada de nitrogênio durante a eliminação do arco elétrico em
fornalhas. Também ele pode ser empregado na metalurgia de não-ferrosos para
supressão de fumaça nos processos de separação de Cu/Ni e Zn/Pb. E pequenas
quantidades de CO2 são usadas na reciclagem de água na drenagem de minas
ácidas. O seu uso no setor de papel e celulose torna o controle do pH mais
adequado durante o reciclo de polpas nos processos mecânicos e alcalina depois do
branqueamento e pode ser utilizado para melhorar o desempenho do processo de
produção de papel.
O setor de eletrônica tem usado o gás carbônico nas estações de tratamento de
esgotos como um meio refrigerante, durante os testes com dispositivos eletrônicos.
Pode também ser usado para aumentar a condutividade da água super-pura na
forma de névoa, visando à limpeza de pastilhas ou resíduos e ainda ser utilizado
como fluido supercrítico para a remoção de manchas evitando assim o uso de
solventes orgânicos. No tratamento de efluentes, a injeção de CO2 ajuda no controle
do Ph das estações e também ele pode ser usado no controle do Ph no tratamento
de águas de piscinas. Na área de segurança, o CO2 gasoso é usado em extintores

34
de incêndio para o controle e a extinção da reação de combustão. Há uma gama
enorme de aplicações para a utilização do dióxido de carbono, que estão sendo
empregues em pesquisas para sua redução na atmosfera e assim se tornando uma
grande contribuição para Química Verde. (ASSUNÇÃO, 2010)
2.8.6 - Fitoquímica
O Brasil é um dos mais extensivo país rico em biodiversidade do planeta,
seus recursos naturais são gradualmente conhecidos, ao ponto que as pesquisas
científicas se acentuam e os resultados tornam-se disponíveis para o uso da
sociedade. Contudo, a má elucidação das informações, conhecimentos sobre, o uso
e a domesticação de seus produtos naturais (plantas medicinais, aromáticas e
detentoras de metabólitos secundários com propriedades biodefensivas) tem levado
à subutilização e extinção de diversas espécies vegetais, impondo limitações
socioeconômicas e ambientais. Além disso há grandes problemas com o uso de
agrotóxicos em alimentos saudáveis.
A falta de investimentos em P,D.& Is voltados para a fitoquímica contribui para
esses problemas, e as pesquisas feitas atualmente são relacionadas à fase de
caracterização química e botânica sendo importante estudos ligando instituições de
pesquisas, setor produtivo e o mercado consumidor. Faz-se necessária um trabalho
conjunto entre pesquisadores na área fitoquímica com as indústrias consumidoras
de substancias bioativas para a avaliação das matérias-primas e dos produtos com
potenciais de mercado consumidor.
A fitoquímica possui uma restringida relação com varias áreas do
conhecimento, destinando-se à produção de alimentos funcionais, plantas
medicinais, fitoterápicos, pesticidas, fragrâncias, aromas, entre outros produtos de
alto valor associado. O uso dos produtos fitoquímicos é distribuído em três
seguimentos de mercado que são fitoterápicos, biopestícidas, e aromas e
fragrâncias que são relacionados um ao outro.

35
Fitoterápicos são medicamentos elaborados a partir de plantas medicinais ou
derivados destas plantas e têm emprego terapêutico, com base no conhecimento
popular ou no conhecimento científico. As plantas medicinais são utilizadas na
medicina popular e na produção de medicamentos como fornecedora de substâncias
ativas isoladas, como extratos purificados ou selecionados focados em específicos
grupos de substâncias bioativas, como extratos totais padronizados em relação a
uma substância, um grupo de substâncias ou uma especificação determinada, como
droga, íntegra, triturada ou moída, destinada à preparação de infusos ou chás.
Biopesticidas são substancias químicas naturais que servem como substituto
dos pesticidas sintéticos, que evitam a contaminação de pragas em virtude seu
emprego nas lavouras de alimentos e jardins, sendo capaz de minimizar sua
agrotoxicidade não contaminando o solo nem as vias fluviais e lençóis freáticos,
contribuindo com a agricultura sustentável. Os biopesticidas ajudam as plantas a
desenvolverem todo o seu potencial, evitam perdas das colheitas, no campo, através
do controle direto das doenças, pragas e ervas infestante de uma forma eficiente e
com pouco custo. Elas evitam perdas durante o armazenamento, melhoram a
qualidade dos produtos agrícolas. Também permitem manter a regularidade das
produções e fazer previsões rigorosas sobre as colheitas, ajudam ao abastecimento
dos mercados em contínuo, com produtos de qualidade, a preços acessíveis.
Assegurando uma produção economicamente rentável, ambiental e socialmente
responsável.
Aromas e fragrâncias, aromas são preparações concentradas utilizadas para
conferir sabor, são usados nos alimentos desempenhando as funções tecnológicas
de ingredientes de bebidas, sorvetes, balas sobremesas lácteas, entre outras. Na
identificação de diversos produtos alimentícios diferenciando de seus similares
apenas pelo aroma específico, compensando perdas, ou seja, quando a sua adição
é necessária para compensar a perda natural de substâncias aromatizantes que
ocorre durante as operações de processamento de produtos alimentícios, tais como
pasteurização, concentração e cocção. As fragrâncias são composições aromáticas
elaboradas por mistura de ingredientes com propriedades de conferir intensificar ou
influenciar o odor de uma mistura. Têm aplicações nas indústrias de perfumes,

36
cosméticos, domissanitários, entre outros, como importantes matérias-primas
utilizadas na manufatura de produtos dos setores da perfumaria, cosmética,
farmacêutica, higiene e limpeza, alimentícia e de bebidas, destacam-se os óleos
essenciais e as essências naturais. (ASSUNÇÃO, 2010)
2.8.7 - Bioprodutos, Bioprocessos e Biocombustíveis
A utilização das biomassas pelas indústrias tende a ser um fator determinante
para contribuição de sustentabilidade, considerando que o fato de incentivo
governamental servirá para contribuir com os avanços tecnológicos e a instauração
de um projeto de uma possível futura Rede Brasileira de Química Verde.
Biocombustíveis, bioprodutos e bioprocessos são vistos em conjunto,
inseridos num processo de competição entre múltiplas alternativas tecnológicas
colocadas em jogo por empresas que investem com próprios recursos, estratégias e
objetivos diferentes, com apoio do governo direcionado ao setor. Que trata de uma
construção de uma nova indústria, a indústria de biocombustíveis e bioprodutos, cuja
sua estrutura é bastante diferente da indústria hoje existente, que está gerando
processos de inovação. Muitos fatores podem ser vistos como um marcante
interesse crescente pela utilização de matérias-primas renováveis. Esses fatores
sugerem que o processo tem perspectiva de vir a ter peso importante na indústria no
decorrer do século XXI. Tais fatores como o potencial da biotecnologia, a
delimitação ambiental ao uso de matérias-primas fósseis, a orientação das
estratégias empresariais e a perspectiva da inovação tecnológica para a saída das
possíveis crises mundiais.
A biologia está se transformando num poderoso vetor de dinamismo para a
economia mundial, sendo um dos processos mais inovadores do século XXI. A
evolução dos conhecimentos em biologia tem contribuído para maior utilização das
biomassas, seja na preparação e produção de matérias primas ou nas tecnologias
de conversão. Novos conhecimentos baseados em engenharia genética, novos

37
processos fermentativos e enzimáticos estarão elevados e disponíveis ao mercado.
Sendo questão ambiental sem dúvida grande fator de peso no aumento do interesse
pelas matérias primas renováveis. E além das dificuldades políticas que têm cercado
as decisões dos grandes foros internacionais, que pode ser tomada com um senso
comum uma idéia de que as restrições ambientais ao uso de tecnologias que
contribuam para o aquecimento global serão crescentes nos próximos anos.
As metas para utilização de biocombustíveis devem ser mantidas e
realizadas. Porém o dinamismo inovador da indústria, sob resposta aos debates e
críticas que atingi os biocombustíveis de primeira geração, sugere que os
biocombustíveis do futuro podem vir a serem novos produtos, desenvolvidos a partir
de novas matérias primas e novos processos de conversão. Uma consequência de
grande importância da confirmação do mercado dos biocombustíveis, principalmente
do etanol, é a viabilização de biorrefinarias integradas como conceito de exploração
de biomassa no lugar da produção única de combustíveis. Tem se fortalecido a idéia
de que as biorrefinarias, produzindo biocombustíveis e outros produtos contribuiriam
para proporcionar economicamente a exploração da biomassa e melhorar os
resultados ambientais. Mostrando em primeira linha que há meios bastante
alternativos de se obter o etanol por bioprocessos como no caso do uso das
lignocelulósicas. (ASSUNÇÃO, 2010)
2.8.8 - Energias renováveis
As utilizações de energias renováveis representam apenas 13% do
suprimento mundial de energias primárias, sendo que o uso de biomassa atinge
10,5%. Os principais fatores que impulsionam a utilização de energias renováveis
são as preocupações com o aquecimento global, a busca por segurança energética
e alto valor dos preços do petróleo, no caso das bioenergias pode se adicionar mais
um fator que é o interesse dos governantes em reforçar a agricultura doméstica. O
uso da energia gerada por vários meios alternativos como a eólica, solar, biomassa,

38
hidroelétrica e carvão vegetal/ lenha, tem varias vantagens em contra partida com os
meios não renováveis como nucelar ou com uso de combustíveis fosseis.
O Brasil tem investido mais em energia hidroelétrica e eólica, pois os custos
são mais baratos. Mas apesar de ter um crescimento mais lento, a biomassa
continuará como a mais importante fonte renovável de energia primária e também
como a única fonte para a produção de combustíveis líquido para transporte devido
fato de contribuir para a sustentabilidade e com menores emissões de gases do
efeito estufa. A energia eólica manterá o crescimento acelerado já observado hoje
ao passo que a energia solar terá um crescimento semelhante, mas um pouco
atrasado em relação à eólica. (ASSUNÇÃO, 2010)
4. Conclusões
Este trabalho serviu para elucidar os meios tecnológicos aplicados para busca
de uma química mais sustentável, tendo hoje muitas pesquisas sobre esse
respectivo assunto que atualmente chamado de Química Verde. A Química Verde
nos leva a pensar numa nova dinâmica de abordagem sobre os princípios do uso
dos produtos químicos e da geração de resíduos que em sua essência colabora
para a poluição do planeta. Observando que a procura de meios mais renováveis de
fontes de matérias primas são de maior interesse para uma real sustentabilidade
global.
Vemos hoje que há uma verdadeira mudança nas condições climáticas
levando o mundo a vários desastres climáticos e também desastres ambientais
causados pela poluição do planeta. Para que haja uma amenização desses
problemas todos precisamos contribuir para a melhoria do meio em que vivemos,
principalmente nós os químicos, pois somos responsáveis diretos na utilização dos

39
meios materiais. Temos a importante missão de transformar a matéria em outra
forma para que a utilizemos de maneira a priorizar uma vida mais confortável.
Então precisamos ter em mente uma visão futura da vida na terra para
trabalharmos em prol da manutenção do meio ambiente. E é a Química Verde que
realmente fará essa mudança com as suas aplicações ao âmbito global,
providenciada a partir de pesquisas, desenvolvimentos e inovações com o auxilio do
governo, das academias e as indústrias. Para nós brasileiros cabe o significativo
papel de priorizarmos a rica nação em que vivemos, abrindo os olhos para o uso da
grande diversidade natural do pais e aproveitando ao máximo o vasto território
nacional.
Vale ressaltar que em pesquisas, as academias estão com vasto
conhecimento sobre inúmeros assuntos a respeito da Química verde, porém em
muitas as situações há a falta dos fomentos das indústrias e do governo. E para ser
mais impactante a este assunto de grande importância, a própria academia tem de
mudar o modo de aplicação da química, levando a Química Verde ao conhecimento
dos alunos a partir do inicio seu período acadêmico. Mostrando-os os meios de
pesquisas, tecnologias e trabalhos a serem desenvolvidos, ou seja, preparando-os
um novo futuro que já não é tão distante assim da raça humana.
Para que seja mais uma vez enfatizado, é de extrema necessidade que
paremos para pensar a respeito da situação dos recursos do Brasil. Nosso pais é
rico e maravilhoso não o deixe perecer por motivos egoístas, nem deixem que sejam
trocados por bananas por outros países, pois cabe a nós brasileiros a missão de
elevar este país a um nível de superior sustentabilidade .

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