Acetona, insumo químico essencial, agora mais segura e mais barata

Com informações da Agência Fapesp - 04/09/2023

É a primeira técnica de produção do insumo químico essencial por reação fotocatalítica, baseando-se na oxidação do propano com um catalisador acionado por luz.
[Imagem: Andrea Rogolino et al. - 10.1021/acscatal.3c02092]

Como a acetona é - e como será - produzida

Insumo essencial na indústria química, a acetona é utilizada na fabricação de uma grande variedade de produtos, de adesivos a antibióticos, de componentes eletrônicos a vitaminas, de solventes a tintas de impressão - entre muitos outros.

Seu processo de produção, no entanto, é complicado e perigoso, envolvendo diversas etapas: O propano, subproduto do petróleo, é transformado em propileno, um gás extremamente inflamável, que reage com o benzeno e, em seguida, com o oxigênio a altas temperaturas e pressões. Essas reações também geram um composto denominado fenol, que tem demanda menor e gera custo para ser transformado em substâncias de maior valor.

Agora, pesquisadores do Brasil e da Alemanha desenvolveram um método inédito de obtenção da acetona, que utiliza apenas luz e um composto químico barato, o cloreto de ferro (FeCl₃) - além de muito mais simples, a técnica é mais segura e mais barata para a indústria.

O pulo do gato deste método alternativo, desenvolvido por uma equipe das universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Federal de Minas Gerais (UFMG) e do Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces (Alemanha), está no uso do cloreto de ferro como catalisador homogêneo da oxidação do propano, por meio de uma reação fotocatalítica (na presença de luz).

"Descobrimos que, ao ser irradiado com determinados comprimentos de onda, o cloreto de ferro gera o radical cloro, que é extremamente oxidante e faz a ativação da ligação CH, ou seja, quebra a ligação entre carbono e hidrogênio, dando origem a um radical que, na presença de oxigênio, leva à formação de acetona. Realizamos uma reação muito importante de maneira absolutamente diferente e utilizando elementos muito simples," explicou o professor Ivo Teixeira, da UFSCar.

O desafio agora é passar da bancada de laboratório para a indústria.
[Imagem: Vitor Gabriel Pastana]

Vantagens e novas aplicações

Entre as vantagens do novo processo estão o fato de ele ser direto (não há produção de propileno em etapas intermediárias) e mais seguro, não envolvendo reações de oxigênio em pressões e temperaturas elevadas e nem compostos intermediários inflamáveis e perigosos. Além disso, o processo reduz o consumo de energia e os custos, já que possui menos etapas e ocorre à temperatura ambiente de 25 °C.

Apesar de os experimentos terem utilizado uma fonte de luz do tipo LED, a ideia é que, no futuro, ela possa ser substituída por luz solar, tornando o método ainda mais sustentável.

Com a patente já depositada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), a ideia agora é buscar parcerias com empresas para financiar o escalonamento do novo processo, passando da escala de laboratório para o nível industrial.

"Esse método pode se tornar absolutamente disruptivo para a produção de acetona na indústria química, tornando o processo mais seguro e sustentável e viabilizando uma rota para a produção unicamente de acetona, o que reduziria custos e traria competitividade," disse Ivo.

A equipe já está testando o novo método com outras substâncias, como o metano.

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