Vias de síntese linear e convergente: qual é mais verde?

Abstract

Recebido em 9/1/11; aceito em 18/3/11; publicado na web em 10/6/11 LINEAR VS CONVERGENT SYNTHETIC PATHWAY -WHICH IS GREENER? A comparative study of a convergent and the linear synthetic pathway with respect to their relative greenish allowed the quantification of the advantages of the former with respect to atomic productivity as well as robustness. The calculations show that convergent pathways provide a decrease of costs together with a decrease of E factor and an increase of atomic economy which means that greenish is accompanied by an economic advantage. The influence of other features of the convergent pathways synthesis on the improvement of the synthesis greenish is discussed qualitatively.Keywords: Green Chemistry; linear pathway; convergent pathway. INTRODUÇÃONum artigo anterior 1 discutiu-se como a logística da via de sín-tese influencia as suas caraterísticas de verdura, pelo que deve ser considerada no respetivo design no âmbito da Química Verde (QV). O objetivo fundamental deste artigo é realizar uma comparação das vias de síntese convergente e linear neste contexto, mais precisamente quanto à sua adequabilidade relativa para proporcionar verdura. Embora a literatura da QV refira, ocasionalmente, que as vias convergentes têm vantagens sobre as lineares quanto à poupança de recursos materiais, 2 tanto quanto o autor sabe, nunca foi realizado nenhum estudo sobre as relações quantitativas entre a convergência da síntese e a respetiva verdura. Em contraste, as vantagens logísticas das vias convergentes têm sido bastante estudadas no âmbito do escalamento das sínteses do laboratório para a indústria feito no desenvolvimento de processo, [3][4][5] em particular quanto à minimização de resíduos e de custos; 5 e mesmo, embora mais raramente, em química laboratorial, focando em especial a vantagem das vias convergentes para maximizar o rendimento global. 6,7 O artigo começa por uma discussão sobre as dificuldades em estabelecer critérios de comparação de vias de síntese alternativas, um aspeto básico para a escolha da melhor via, a que não se dá muita atenção no ensino universitário da Química e que facilitará a compreensão do que se segue.O trabalho foi realizado seguindo a metodologia descrita na ref. 1: com base em raciocínios sobre a logística de reagentes e grupos de átomos em modelos simples de vias de síntese convergente e linear, esta última usada como base de comparação, fizeram-se cálculos de custos e de métricas de massa de QV, para investigar a interrelação destas grandezas quando se altera a natureza da via e a sua logística, e como se pode aumentar a verdura atómica da via de síntese por otimização desta. A verdura atómica é aferida pela produtividade atómica, 8 que é medida pelas métricas de massa economia atómica e fator E, 9-11 e aumenta com o bom cumprimento dos dois primeiros dos Doze Princípios da Química Verde (Prevenção de resíduos e Economia atómica), 12-14 que induz a utilização proveitosa dos átomos em reação. Mais detalhadamente, o trabalho para visualizar as relações quantitativas ...

Dos primeiros aos segundos doze princípios da Química Verde

“…9 Por exemplo, no design de reatores define-se o rendimento espaço-tempo do reator em termos volúmicos, como a quantidade de produto obtida por unidade de tempo e por unidade de volume do reator. Esta grandeza é fulcral na conceção do reator quando a reação é lenta e obter um valor elevado para a velocidade…”

“…A terminar, deve-se ainda recordar, mesmo incorrendo em repetição, 9 que o uso dos princípios da QV deve ser feito com postura sistémica, em que eles são atendidos e aplicados globalmente, como um todo, mas este requisito contrasta com a formação tradicionalmente reducionista dos químicos académicos -sendo esta, possivelmente, a maior barreira à conceção da síntese verde (e à prática da QV em geral). Por isso, é importante que o ensino da Química passe a incluir formação em ciência sistémica.…”