Pesquisadores alcançam eletrossíntese por meio de interfaces de superumedecimento orgânico-sólido-água
Análise de rotas de eletrossíntese. Crédito:grupo de Zhang Cientistas chineses alcançaram recentemente a síntese direta de produtos químicos de benzaldeído de alta pureza a partir da eletrooxidação seletiva do álcool benzílico. O sistema de reação trifásico orgânico-sólido-água (OSW) mostrou vantagens particulares na redução de perdas ôhmicas e na simplificação dos processos de separação e purificação de produtos em comparação com células eletroquímicas convencionais do tipo H.
O estudo, publicado on-line em Science Advances , foi conduzido pelos Profs. Zhang Tierui e Shi Run do Instituto Técnico de Física e Química da Academia Chinesa de Ciências (CAS).
A eletrocatálise em eletrólito aquoso tem sido reconhecida como um método verde para reações redox orgânicas, uma vez que a água é um recurso limpo de hidrogênio e oxigênio. No entanto, devido à fraca solubilidade de uma variedade de produtos orgânicos na fase aquosa, na maioria dos casos são necessários processos de diluição-reação-purificação em vários passos. Como resultado, ainda existe uma barreira para a adoção generalizada da eletrocatálise na comunidade de síntese orgânica.
"Por exemplo, a eletrooxidação do álcool benzílico em benzaldeído normalmente requer eletrólitos e solventes de suporte não aquosos, o que aumenta significativamente o superpotencial da reação, complica o processo de purificação e causa superoxidação em ácido durante eletrólise prolongada", disse o professor Zhang Tierui.
"O objetivo de nossa pesquisa é desenvolver um sistema eletrocatalítico OSW trifásico para a produção eficiente de benzaldeído de alta pureza. O novo sistema apresenta fases orgânicas e aquosas separadas em vez de uma configuração orgânica em água em células convencionais do tipo H . Permite o fornecimento rápido de álcool benzílico concentrado diretamente da fase orgânica", disse o Prof. Shi Run.
Neste trabalho, o álcool benzílico (9,3 mol/L) foi utilizado em concentrações mais de 90 vezes maiores que o álcool utilizado em estudos anteriores. Alcançou uma eficiência Faradaica de 97% para a produção de benzaldeído e obteve benzaldeído de alta pureza (91,7%) na fase orgânica sem quaisquer processos de pós-purificação.
Eletrodos com interfaces OSW superumedecidas podem separar espontaneamente soluções orgânicas e aquosas. Neste caso, o produto benzaldeído é recolhido diretamente na fase orgânica. Isto tem duas vantagens:suprimir a superoxidação do benzaldeído com eletrólito aquoso e obter benzaldeído de alta pureza quando o álcool benzílico é completamente convertido na fase orgânica.
A eletrossíntese via superumedecimento de interfaces OSW é, portanto, uma forma desejável de produzir compostos orgânicos de alta pureza. Melhor ainda, utiliza energia limpa e recursos hídricos e torna a reação mais eficiente e menos complicada.
