Produção de Acetona promete segurança ecológica e mais economia

Num mundo onde a química move montanhas e materiais, a acetona se destaca como um ingrediente essencial, abrindo caminho para a criação de produtos que vão desde adesivos e antibióticos até peças eletrônicas e solventes. Contudo, sua produção sempre foi marcada por complexidades e perigos, até que pesquisadores do Brasil e Alemanha traçaram um novo rumo, mais alinhado com os preceitos da sustentabilidade.

Em um estudo inovador, financiado pela FAPESP e divulgado na revista ACS Catalysis, a equipe de pesquisadores, com representantes da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), em parceria com colegas do Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, na Alemanha, apresentaram um método que ilumina o futuro da produção de acetona.

O Brilhante Papel do Cloreto de Ferro

O procedimento convencional, conhecido como processo Hock ou cumeno, passa por diversas etapas. Começa com a conversão de propano, um derivado do petróleo, em propileno e segue envolvendo reações perigosas com oxigênio sob condições extremas, resultando em acetona e fenol. O novo método, no entanto, dispensa tais complexidades.

Vitor Gabriel Pastana, um dos mentores do projeto, compartilha que ao irradiar cloreto de ferro com luz em comprimentos de onda específicos, produz-se o radical cloro, um oxidante poderoso que ativa a ligação C-H, conduzindo, na presença de oxigênio, à formação de acetona. Uma façanha realizada de maneira completamente diversa, com elementos simplórios.

Estudos mecanísticos comprovam que os radicais de cloro gerados pela fotólise Fe-Cl são os verdadeiros motores da reação, um fato atestado por meio de espectrometria de massa, uma técnica analítica que identifica componentes de uma mistura determinando o peso molecular de suas partículas.

Vantagens ecológicas incontestáveis

• O processo é direto: ignora a produção intermediária de propileno.
• É mais seguro: evita reações de oxigênio em altas temperaturas e pressões.
• Reduz o consumo de energia e custos: ocorre em temperatura ambiente (25 °C), com menos estágios.

Em laboratório, diodos emissores de luz (LEDs) fizeram as vezes da fonte luminosa, mas os pesquisadores já planejam a utilização da luz solar para tornar o método ainda mais ecológico.

Patente e horizontes futuros

Uma patente já foi requerida junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), e busca-se a parceria com empresas para ampliar e comercializar o processo. Ivo Freitas Teixeira, professor do Departamento de Química da UFSCar e último autor do artigo, antevê um panorama disruptivo para a produção de acetona na indústria química, com ganhos em segurança e sustentabilidade, além de redução de custos e aumento da competitividade.

Os desafios residem na escala dos processos petroquímicos e na ausência, até o momento, de métodos comerciais de fotocatálise. A busca por avanços não cessa, testando a nova metodologia com outras substâncias, como o metano, e investigando maneiras de elevar a produção industrial e o rendimento.

Este artigo, que carrega a esperança de um futuro mais verde na indústria química, foi publicado em 15 de junho de 2023, sob o título “Direct Synthesis of Acetone by Aerobic Propane Oxidation Promoted by Photoactive Iron(III) Chloride under Mild Conditions”, levando a excepcional pesquisa além das fronteiras acadêmicas e para o coração da inovação industrial.