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Universidade Federal do Paraná
Departamento de Química

Laboratório de Bioinorgânica e Catálise



Prof. Dr. Shirley Nakagaki

                                                                                                       

Linhas de pesquisa

Síntese e caracterização de compostos inorgânicos com interesse bioinorgânico e estudo da atividade catalítica

    As propriedades observadas nos sistemas biológicos têm estimulado o estudo biomimético de metalocomplexos que possam reproduzi-las. Um dos aspectos mais estimulantes e desafiadores, tanto do ponto de vista da reatividade quanto dos mecanismos de reação, é a atividade catalítica apresentada pelos sistemas biológicos frente a reações de oxidação e redução. Metalocomplexos tais como metaloporfirinas, tetraazaanulenos e ftalocianinas de manganês e ferro apresentam capacidade de mimetizar o comportamento catalítico de monooxigenases dependentes de citocromo P-450, além de outros sistemas biológicos contendo grupos heme como peroxidases em geral a exemplo da lignina peroxidase. Além das metaloporfirinas, tetraazaanulenos têm atraído muita atenção nos últimos anos devido as suas características comuns com metaloporfirinas quanto ao comportamento químico, porém tendo a vantagem de serem estruturalmente mais simples e conhecidos. Devido à reduzida conjugação destes ligantes em relação às porfirinas, apresentam grande flexibilidade, o que pode permitir ao átomo central facilmente mudar seu estado de oxidação. Devido a estas propriedades, tetraazaanulenos são também utilizados como modelos de metaloenzimas, em especial os complexos de Ni(II) que são estudados como modelo do sistema Fator F-430, cujo passo chave na ação catalítica é atribuído à redução do Ni(II) a Ni(I), onde a flexibilidade do ligante é considerada essencial.

Obtenção de catalisadores heterogêneos através de diferentes estratégias de imobilização em suportes inorgânicos
 
    Nos últimos anos tem crescido a busca por materiais imobilizados com fins catalíticos. A imobilização em suportes inorgânicos (como por exemplo sílica gel, sílica gel modificada, argilas, compostos lamelares, vidros porosos e zeólitas) tem se monstrado muito eficiente devido a robustes destes solidos imobilizantes frente a condições  drásticas que muitas vezes são experimentadas nas reações de catálise. Alem disso, a estratégia de imobilização de catalisadores tem sido adotada para o estudo da atividade catalítica visando 4 finalidades específicas: 1) produzir materiais híbridos que possibilitem a promoção de seletividade específica em reações catalíticas; 2) evitar agregações indesejáveis dos compostos catalíticos, como por exemplo metalocomplexos, que levem a desativação do catalisador; 3) reutilizar do catalisador tornando-o economicamente viável e 4) estudar comparativamente a ação catalítica de compostos imobilizados e em solução.
   

Linhas de atuação no projeto proposto:

  • Síntese e caracterização de compostos inorgânicos macrocíclicos.
  • Investigação da capacidade catalítica de compostos macrocíclicos do tipo porfirinas, porficenos, tetraazaanulenos e ftalocianinas em sistemas homogêneos.
  • Imobilização de compostos inorgânicos em suportes rígidos (zeolitas,argilas, silicas e fases lamelares, etc.).
  • Investigação da capacidade catalítica de compostos inorgânicos imobilizados em suportes rígidos.
  • Obtenção de catalisadores heterogêneos para reações de esterificação e transesterificação.
  • Oxidação de corantes orgânicos através da catálise heterogênea.
Equipe : Prof. Dr. Shirley Nakagaki (Prof. Responsável)
               Alunos de iniciação científica e pós-graduação
 

                                                                                                              Artigos Publicados


Instituição

Endereço:
Universidade Federal do Paraná Departamento de Química ,  Setor de Ciências Exatas, centro Politécnico, Jd das Américas, CP 19081, CEP 81531990, Curitiba PR , Fone: 55 41 33613180, Fax: 55 41 33613186

 e-mail:  shirley@quimica.ufpr.br