O uso de aparelhos de micro-ondas domésticos em aulas experimentais de química orgânica: nitração de salicilaldeído

The use of microwave in chemistry has known benefits over conventional heating methods, e.g. reduced reaction times, chemical yield improvement and the possibility if reducing or eliminating the use of organic solvents. We describe herein a procedure for the nitration of salicylaldehyde in water using a domestic microwave oven, which can be used as an experiment in the undergraduate chemistry laboratory. The experiment involves safe and rapid preparation and identification of the position isomers by thin layer chromatography and 1H NMR, or by their melting points.

Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas como metodologia sintética eficiente para obtenção da rede metalorgânica [ZN(BDC)(H2O)2]n

This work presents the optimization of the microwave-assisted hydrothermal synthesis of [Zn(BDC)(H2O)2]n . The reactions were carried out at the fixed temperature of 120 ºC for 10, 20, 30 and 40 min. Pure crystalline [Zn(BDC)(H2O)2]n was obtained in high yield (ca. 90%) with a reaction time of 10 min. The phase obtained and its purity was confirmed by Rietveld refinement, with a final value for Rwp/Rexp equal to 1.48. Increased reaction times (20, 30 and 40 min) favored the formation of unwanted by products, resulting in mixtures of several crystalline phases.

Irradiação de micro-ondas aplicada à síntese orgânica: uma história de sucesso no Brasil

This review article shows the publications in the field of microwave irradiation published by Brazilian researchers over the past 10 years. In South America, Brazil leads the publication of articles with the use of microwave irradiation possessing a large advantage in number of articles published over the others countries. The works were divided into four major areas: Catalysis, Reactions without Solvent, Heterocycles Chemistry, Natural Products and Other, and some could be classified in more than one category.

Síntese da fenitoína assistida por micro-ondas: proposta de aula prática para alunos de graduação

Microwave synthesis is considered a breakthrough in the field of chemistry due to its benefits over conventional heating methods. We describe, for the first time, the total synthesis of phenytoin adapted for a microwave reactor, proposed as an experiment for undergraduate courses. When carried out with microwaves, the synthetic route provided phenytoin in 6 min and 30 s, while for conventional heating the total time was 170 min. The experiment also involves rapid identification of compounds by TLC, ¹H NMR, FT-IR and melting points determination.

Síntese e hidrólise de azalactonas de Erlenmeyer-Plöchl mediadas por radiação micro-ondas em aparelhos doméstico e dedicado: experimentos de química orgânica para a graduação

This work describes a green chemistry experiment for the synthesis of Erlenmeyer-Plöchl azalactones mediated by microwave irradiation, employing both dedicated and domestic equipment. Hippuric acid was reacted with equimolar amounts of benzaldehyde, p-chloro-benzaldehyde or p-N,N-dimethyl-benzaldehyde in acetic anhydride as the solvent. Acid hydrolysis of obtained 4-benzylidene-2-phenyloxazol-5(4H)-one under microwave and convectional heating afforded Z-α-(benzoylamino)cinnamic acid at a 51-61.5% yield. The UV-Vis molecular spectra of 4-benzylidene-2-phenyloxazol-5(4H)-one and 4-(4'-N,N-dimethylbenzylidene)-2-phenyloxazol-5(4H)-one were obtained in ethanol, CH2Cl2 and DMSO and bathochromic shift was observed for the latter azalactone.

Miniprojeto para ensino de Química Orgânica Experimental baseado no acoplamento catalítico N-C promovido por micro-ondas

This paper describes a three-week mini-project for an Experimental Organic Chemistry course. The activities include N-C cross-coupling synthesis of N-(4-methoxyphenyl) benzamide in an adapted microwave oven by a copper catalyst (CuI). Abilities and concepts normally present in practical organic chemistry courses are covered: use of balances, volumetric glassware, separation of mixtures (liquid-liquid extraction and filtration), chromatographic techniques, melting point determination and stoichiometric calculations.

Cromatografia gasosa-espectrometria de massas e derivatização assistida por micro-ondas na identificação de isômeros de glicose: uma prática para o ensino avançado em análise e caracterização de compostos orgânicos

This work reports a practical case based on the use of microwave-assisted derivatization and GC-MS for the analysis of glucose. Using two different methods for derivatization, one reference compound and the calculated dipole moment, all the isomers of glucose were identified. Identification was corroborated for the assignment of structures using the mass spectra. With this work, students are expected to associate different types of information to solve the complex problem of the analysis of glucose.

Determinação de bromo e iodo em alga marinha comestível por ICP-MS após decomposição por combustão iniciada por micro-ondas

A method based on microwave-induced combustion (MIC) was applied for the decomposition of different types of edible seaweed (Nori, Hijiki and Wakame) for subsequent determination of bromine and iodine by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Decomposition of 500 mg of each sample was achieved in less than 30 min. A single and diluted solution (150 mmol L-1 (NH4)2CO3) was used for the absorption of both analytes and a reflux step of 5 min was applied to improve analyte recoveries. Accuracy was evaluated using certified reference materials and agreement was between 103 and 108% for both elements.

CARACTERIZAÇÃO E ATIVIDADE CATALÍTICA DE K2CO3/AL2O3 NA TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE GIRASSOL COM AQUECIMENTO CONVENCIONAL E MICRO-ONDAS

Commercial and synthetic mesoporous aluminas impregnated with potassium carbonate were characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen physisorption, infrared spectroscopy and 27Al MAS NMR. The activities in the transesterification reaction of sunflower oil with methanol for biodiesel production were evaluated. 27Al MAS NMR spectra evidenced the presence of AlIV and AlVI in the samples, and also of AlV sites in the mesoporous synthesized alumina, which disappeared after impregnation with potassium salt followed by calcination. All aluminas containing potassium were active for biodiesel production from sunflower seed oil, with high conversions by both conventional heating and microwave irradiation.

PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DE ÁCIDOS GRAXOS PROVENIENTES DO REFINO DE ÓLEOS VEGETAIS VIA CATÁLISE ÁCIDA HETEROGENEA E MICRO-ONDAS

This work presents the biofuel production results of the esterification of fatty acids (C12-C18) and high-acid-content waste vegetable oils from different soap stocks (soybean, palm, and coconut) with methanol, ethanol, and butanol by acid catalysis. We used Amberlyst-35 (A35) sulfonic resin as a heterogeneous acid catalyst and p-toluenesulfonic acid as a homogeneous catalyst for comparison. Both the heterogeneous (A35) and homogeneous (p-toluenesulfonic acid) reactions were performed with 5% w/w of catalyst. The final products were analyzed by proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). The homogeneous catalyzed esterification of fatty acids with methanol, ethanol, and butanol produced esters with yields higher than 90%. In the reaction with fatty acids and methanol catalyzed by A35, the best results were achieved with lauric acid and methanol, with a yield of 97%. An increase in the hydrocarbon chain decreased the rate of conversion and yield for stearic acid with methanol, which was 90%. Maximum biodiesel production was achieved from coconut and soybean soap stocks and methanol (96%-98%), which showed conversions very close to those obtained from their respective fatty acids. Microwave irradiation reduced the reaction time from 6 to 1 h in the esterification reaction of fatty acids with butanol.

Encapsulamento de Trichoderma inhamatum para o controle biológico de Rhizoctonia solani na propagação clonal de Eucalyptus

Testou-se um novo sistema para o encapsulamento de Trichoderma inhamatum em grânulos de alginato de sódio, visando o controle biológico de Rhizoctonia solani, agente etiológico da mela de estacas/miniestacas de Eucalyptus spp. para enraizamento. No novo sistema idealizado, foi utilizado um aparato simples capaz de substituir eficientemente o equipamento (Bomba Peristáltica) anteriormente utilizado, sendo possível aumentar a produção de 594 grânulos/min para aproximadamente 6.734 grânulos/min. Com este novo sistema, um isolado de T. inhamatum (UFV – 03) foi encapsulado em grânulos contendo as fontes alimentares: farelo de trigo, palha de arroz, farelo de aveia, folhas de eucalipto ou farelo de milho na concentração de 50 g/l. Na segunda etapa, a melhor fonte alimentar foi testada nas concentrações de 0 a 60 g/l. Os grânulos foram veiculados em substrato de enraizamento de eucalipto na concentração de 2% (p/p) inoculado com micélio triturado de R. solani (2 mg/g de substrato) e a atividade saprofítica do patógeno foi quantificada por meio do método de iscas. Posteriormente, os grânulos produzidos com a fonte alimentar e concentração que promoveram maior inibição do desenvolvimento de R. solani foram utilizados para determinar o tempo mínimo de pré-incubação e competição para supressão do patógeno, com a mesma metodologia. Observou-se aumento da supressão da atividade saprofítica de R. solani ao acréscimo de uma fonte alimentar. Daquelas testadas, farelo de trigo foi a melhor. Além disso, houve interação significativa e positiva ao aumento de sua concentração na formulação.

Propagação vegetativa de cedro-rosa por miniestaquia

O objetivo deste trabalho foi avaliar a técnica de miniestaquia como método de propagação vegetativa de cedro-rosa (Cedrela fissilis), quanto à produção e sobrevivência das minicepas nas sucessivas coletas e quanto ao porcentual de enraizamento e do crescimento em altura e diâmetro do colo das miniestacas. As minicepas foram obtidas a partir de mudas de sementes de cedro-rosa, das quais promoveram-se as coletas sucessivas de miniestacas, sendo essas submetidas a diferentes dosagens do regulador de crescimento AIB para enraizamento. Os resultados demonstraram a eficiência da técnica na propagação vegetativa desta espécie, atingindo-se até 79% de sobrevivência aos 120 dias de idade das mudas, devendo-se destacar que a não-aplicação do AIB proporcionou melhores resultados. Em termos gerais, a miniestaquia de cedro-rosa, a partir de material de origem seminal, é tecnicamente viável, tornando-se uma alternativa para produção de mudas dessa espécie durante todo o ano, principalmente nas situações em que a semente é insumo limitante.

Enraizamento de miniestaca caulinar e foliar na propagação vegetativa de cedro-rosa (Cedrela fissilis Vell.)

No presente trabalho objetivou-se avaliar o enraizamento de cinco diferentes tipos de miniestaca (caulinar, caulinar apical, caulinar intermediária, caulinar apical desfolhada e foliar), na propagação vegetativa de cedro-rosa (Cedrela fissilis) por miniestaquia, a partir de material seminal. Os resultados obtidos quanto ao enraizamento indicaram o melhor desempenho da miniestaca caulinar, com 84% de sobrevivência das mudas aos 90 dias de idade, demonstrando o potencial da miniestaquia como alternativa na produção de mudas de cedro-rosa.

Efeito do comprimento do corpo-de-prova na velocidade ultra-sônica em madeiras

O presente artigo apresenta um estudo sobre a variação da velocidade ultra-sônica longitudinal em função do comprimento da peça de madeira. As espécies utilizadas foram: pinus caribaea (Pinus caribaea var. caribaea) eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora), eucalipto grandis (Eucalyptus grandis) e jatobá (Hymenaea sp). Utilizou-se equipamento de ultra-som com transdutores exponenciais de 22 kHz. Foram feitas medições do tempo de propagação das ondas ultra-sônicas, com o comprimento variando de 300 cm a 10 cm e mantendo-se a seção transversal constante de 12 cm x 5 cm. Os resultados apontaram que ocorre variação da velocidade em função da distância percorrida e do comprimento de onda (lambda) utilizado. Conclui-se que adequar a freqüência do transdutor com o comprimento da peça é essencial para a determinação correta da velocidade ultra-sônica em madeiras.

Eficiência de um retardante de longa duração na redução da propagação do fogo

Os aceiros não naturais têm sido alternativa viável e de amplo uso no meio florestal, nas unidades de conservação e nas margens de rodovias para a redução na propagação do fogo. O seu principal objetivo é o de quebrar a continuidade do material combustível, compartimentalizando a área preferencialmente por grupo de material combustível homogêneo. Com o surgimento de novos produtos e de novos equipamentos de aplicação, os aceiros tradicionais têm sido substituídos por aceiros molhados, aceiros verdes ou aceiros químicos. Dentre as técnicas existentes, o presente trabalho teve por objetivo testar a melhor dosagem de um supressante de fogo, em uma área de pastagem formada pela gramínea Brachiaria decumbens. O supressante utilizado foi o phos-chek, um produto cujo princípio ativo é uma mistura de fosfato de amônio com sulfato de amônio na concentração de 0,134 kg/L. As dosagens aplicadas foram de 300, 600, 900 e 1.200 mL/m². A aplicação foi feita com bomba costal anti-incêndio, em parcelas de 2,0 x 5,0 m, com quatro repetições, utilizando-se o delineamento experimental de parcelas inteiramente ao acaso. Foram medidos o tempo gasto para o fogo queimar a parcela sem o produto; o tempo gasto para o fogo queimar a parcela com o produto; a distância que o fogo avançou na parcela com o produto; e a intensidade de queima, além do monitoramento do tempo, medindo-se a umidade relativa e a velocidade do vento em períodos de uma hora. A linha de fogo demorou cerca de 25 vezes mais tempo para queimar dentro da parcela com o produto, na dosagem de 1.200 mL/m², que na parte sem o produto. O fogo queimou toda a parcela na dosagem de 300 mL/m², mas o tempo de queima na parte com o produto foi maior que na sem produto. O phos-chek altera a reação da combustão, retardando o processo de queima e, quanto maior a dosagem, maior o efeito na inibição da reação. A melhor dosagem foi a de 1.200 mL/m², mas deve-se estudar o efeito de dosagens entre 900 e 1.200 mL/m², para melhorar a relação custo/benefício do uso desse produto.