A lenhina transforma-se em valiosas amidas
Os investigadores alcançam um avanço sustentável
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Uma equipa de investigação internacional do Instituto Leibniz para a catálise (LIKAT) e de várias universidades chinesas, liderada pelo Prof. Jagadeesh Rajenahally e pelo Prof. Matthias Beller, desenvolveu um processo inovador e amigo do ambiente para a produção de amidas de alta qualidade a partir da substância vegetal lignina - importantes blocos de construção para produtos farmacêuticos, agroquímicos e materiais modernos.
A utilização de recursos renováveis e a reciclagem/upcycling de materiais residuais são aspectos essenciais para alcançar a sustentabilidade e permitir uma economia circular. Em particular, a utilização catalítica de matérias-primas à base de biomassa é uma tecnologia crucial que constitui a base para a produção sustentável e renovável de produtos químicos e biocombustíveis. Neste contexto, estão a ser feitos esforços consideráveis para converter a biomassa bruta numa variedade de produtos utilizando vários processos catalíticos.
De produto residual a recurso valioso A lenhina é produzida em grandes quantidades durante a produção de papel, pasta de papel e bioetanol. É o segundo biopolímero mais abundante na terra depois da celulose - e tem sido subutilizado até agora. Em colaboração com cientistas da Zunyi Medical University, Zunyi, da Nanjing Forestry University, do Guangzhou Institute of Energy Conversion e da VSB-Technical University of Ostrava, a equipa do LIKAT está agora a demonstrar como este complexo material vegetal pode ser eficientemente utilizado. "Em vez de queimar a lignina, podemos convertê-la em produtos químicos valiosos", explica o Dr. Zhuang Ma, um dos principais autores do estudo. "O nosso processo não necessita de reagentes tóxicos e funciona em condições moderadas", acrescenta o Prof. Xinmin Li, co-orientador deste trabalho.
No centro da inovação está um catalisador em que os átomos de cobalto estão individualmente ancorados numa matriz de carbono. Estes chamados catalisadores de átomo único são extremamente activos e permitem uma conversão precisa e selectiva da lenhina. O processo consiste em duas etapas que podem ser realizadas diretamente num recipiente de reação: Primeiro, a lenhina é decomposta em ácidos carboxílicos com a ajuda do oxigénio. Estes reagem depois com amoníaco ou aminas para formar amidas aromáticas. Isto produz produtos que, atualmente, ainda são obtidos principalmente a partir de matérias-primas fósseis num processo complexo.
Forte desempenho - mesmo com madeira real A equipa conseguiu obter amidas aromáticas versáteis mesmo a partir de aparas de madeira de pinho comum - com um rendimento próximo dos valores máximos teóricos. Além disso, o catalisador pode ser reutilizado até seis vezes sem perder a sua atividade. "A nossa investigação lança as bases para uma produção verdadeiramente renovável de importantes blocos de construção química. Trata-se de um passo importante para uma química circular sustentável", afirma o Prof. Jagadeesh Rajenahally.
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