Electrocatálise Indireta Mediada por TEMPO: Efeito de Bases Orgânicas e Complexos Cobre na Oxidação de Álcoois
A presente tese explora a otimização de reações de oxidação catalisadas pelo radical estável 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-1-oxil (TEMPO), focando sua aplicação na eletrooxidação de substratos orgânicos relevantes, como glicerol e álcool benzílico. O estudo combina técnicas eletroquímicas, especialmente a voltametria cíclica, e espectroscópicas para analisar os fatores que influenciam a eficiência catalítica. Dois sistemas são investigados: a eletro-oxidação indireta, em que o TEMPO atua como mediador de elétrons entre o eletrodo e o substrato, e os sistemas co-catalíticos, que utilizam complexos metálicos para facilitar a regeneração e aumentar a reatividade desse mediador. Para a eletro-oxidação indireta de glicerol, constatou-se que a escolha da base orgânica é determinante para o desempenho em meio anaeróbico.
Bases com pKa mais elevados, como a Tetrametilguanidina (TMG), melhoram o processo ao facilitar a desprotonação do álcool e a transformação do TEMPO, facilitando sua recuperação. Esse mecanismo diminui o sobrepotencial da reação, evidenciando o papel da basicidade na ativação do substrato e na regeneração
do mediador. Nos sistemas co-catalíticos, o estudo concentrou-se na oxidação do álcool benzílico com complexos de cobre e o ligante bipiridina (bpy), mediados por TEMPO. A estequiometria do complexo revelou-se um parâmetro fundamental no processo catalítico estudado, sendo a razão molar bpy:Cu de 2:1 ideal para equilibrar
estabilidade e acessibilidade do centro metálico, o que otimiza as interações com o TEMPO e o substrato. Além disso, a regeneração do mediador nesse sistema depende fortemente do pKa da base selecionada, um padrão consistente com os achados da eletro-oxidação indireta do glicerol realizada com diferentes bases.