ACETONA - Métodos de Preparação Industrial de Solventes e Reagentes Químicos

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catalisador enquanto a outra parte era hidratada, em meio sulfúrico, à 2propanol (Equação 3).8

Em uma etapa posteriorc utilizando como catalisadores óxidos de magnésio e zinco, a acroleína reage com parte do 2-propanol produzindo acetona e álcool alílico e a parte restante de 2-propanol é oxidada em meio levemente acidificado, produzindo acetona e peróxido de hidrogênio (Equação 4), que juntamente ao álcool alílico seguiam no processo para obtenção da glicerina.8

A acetona pode ser obtida ainda pela oxidação de olefinas

Figura 2. Planta industrial de utilização do processo Hock para obtenção de acetona (Reprodução da ref. 7 com autorização. Copyright© 2006 National Academy of Sciences, E.U.A)

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com cloreto de paládio como catalisador (Equação 5).9 Este processo, conhecido como Wacker-Hoechst, originalmente foi utilizado para a formação do acetaldeído a partir do etileno no final da década de 1950 e marcou o início da utilização de paládio como catalisador de reações orgânicas, culminado inclusive com os acoplamentos de Heck e de Suzuki, ambos vencedores do prêmio Nobel de Química de 2010 com seus trabalhos de formação de ligação carbono-carbono. 10

Um dos maiores inconvenientes industriais deste processo, a geração do paládio metálico, foi prontamente resolvida pelos próprios inventores do método. Todo o metal gerado no meio é totalmente recuperado através de uma reação de oxirredução com cloreto cúprico, assim como o reagente de cobre utilizado nesta etapa, uma vez que o cloreto cuproso produzido é rapidamente oxidado em presença de ácido clorídrico (Equação 6).11 Assim, este processo de obtenção da acetona torna-se cíclico, algo extremamente atraente para um processo industrial.

A acetona é um reagente de extrema utilidade e uma das suas principais aplicações industriais é na síntese do bisfenol A, uma matéria-prima importante para a obtenção de plásticos de policarbonato e resinas epóxi, que estão presentes na constituição desde garrafas plásticas até automóveis.12 A síntese do bisfenol A envolve um equivalente de

acetona e dois equivalentes de fenol, sob catálise de ácido clorídrico, gerando, além do produto desejado apenas água (Equação 7),13 o que torna este processo bastante atrativo.

Outra importante aplicação industrial da acetona é a síntese do metacrilato de metila. O processo (Equação 8) data de 193014 e utiliza ácido cianídrico na primeira etapa, quando é produzida a acetona cianidrina. Na sequência, a adição de ácido sulfúrico em 140oC e posterior metanólise levam ao produto que

é o monômero constituinte do acrílico.

Um ponto favorável desta rota sintética reside justamente na obtenção do intermediário acetona cianidrina, que tem grande aplicação na síntese de inseticidas, produtos farmacêuticos e agentes flavorizantes. Além disso, assim como outras cianidrinas são bastante utilizadas na obtenção de diversas classes de compostos orgânicos como aminonitrilas, αhidroiáidos, ésteres e βaminoálcoois.15

Ainda na indústria química, a acetona também é utilizada na produção de metil-isobutilcetona (Equação 9). O processo clássico utiliza uma das principais formas de aplicação da acetona em

laboratórios de síntese orgânica que é a condensação aldólica. Após a reação de condensação, segue uma desidratação e posterior hidrogenação utilizando paládio como catalisador.6,16,17

A capacidade de realizar condensações aldólicas da acetona também é explorada para a obtenção de derivados da dibenzilidenoacetona (Equação 10), eficazes como agentes de imagem para o diagnóstico da doença de Alzheimer devido a sua afinidade pelas plaas β-amilóides que são características da doença.18

Outra aplicação em laboratórios de síntese é a sua utilização como agente protetor de grupos hidroxila, formando acetais. Esta propriedade é bastante empregada para a derivatização seletiva de carboidratos, em especial do manitol, na busca de novos agentes com potencial atividade biológica.19,20

Um estudo recente também demonstrou que a acetona é uma matéria-prima interessante na construção de novos N-cloroheterociclos com potencial atividade antimicrobiana.21 Na primeira etapa do processo, onde ocorre efetivamente a construção do heterociclo, 100% da acetona utilizada é consumida após oito horas de reação com acetonitrila, sulfeto e cloreto de amônio em água a 80 oC (Equação 12).

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A acetona é utilizada como solvente na fabricação de tintas e vernizes e na indústria farmacêutica na produção de esmaltes e como principal constituinte de produtos removedores de esmaltes. Ainda é utilizada como agente estabilizante do acetileno, sendo este gás transportado de forma segura apenas quando dissolvido em acetona em cilindros de aço.22 É um produto irritante, podendo provocar eritema ou ressecamento da pele em contatos prolongados ou repetidos. Já o contato pelas vias aéreas pode provocar dor de cabeça, fadiga, excitação, irritação bronquiolar e em grandes quantidades narcose, entretanto, casos de envenenamentos severos com este solvente são raros. A DL50 em ratos é de 10,7 mL/kg por via oral1. Apesar de seus efeitos tóxicos, a acetona também ocorre de forma natural no organismo humano, sendo um dos subprodutos da degradação dos ácidos graxos para a obtenção de energia em casos de jejum prolongado. Ela é detectada na primeira urina da manhã de cerca de 30% dos indivíduos em jejum, porém seus níveis encontram-se elevados em pacientes diabéticos, sendo um dos principais marcadores biológicos desta doença.23

Referências Bibliográficas

1 O´Neil, M. J.; The Merck Index, 14ª ed., Merck: New Jersey, 2006. 2 Miller, R. J. Em Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical