Avaliação da Utilização dos Solventes na Síntese Laboratorial numa Perspectiva da Química Verde - tese de doutoramento
2019-07-30

Autores:
José Ricardo Magalhães Pinto

Orientadores:
M. Gabriela T. C. Ribeiro
Adélio A. S. C. Machado

Instituições:
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Resumo:
Nesta tese desenvolveu-se um modelo de avaliação global da verdura de solventes, quando usados em síntese, que requer três avaliações paralelas dirigidas a: (i) verdura intrínseca dos solventes, para obter a maior benignidade possível quanto aos aspetos SHE; (ii) implicações dos solventes na pureza do produto e rendimento da síntese; e (iii) efeitos dos solventes na verdura global do processo de síntese, avaliados por métricas de verdura. Este modelo foi testado na otimização das duas sínteses, na síntese do cloreto de 1-hexil-3-metilimidazólio envolvendo apenas um solvente no workup e, na síntese do 1,3,5-trifenilbenzeno, mais complexa, envolvendo cinco solventes na fase da reação e na fase de workup. O modelo permitiu a otimização das duas sínteses no que se refere aos solventes utilizados, mesmo quando o número de solventes era elevado. A otimização destas sínteses mostrou a complexidade e o desafio inerente ao processo de aumentar a verdura de processos de síntese por alteração dos solventes. Desenvolveu-se também a Ferramenta SHE para coligir e transmitir de uma forma compacta, detalhada e gráfica, uma visão global da perigosidade/segurança de substâncias químicas, permitindo a apresentação simultânea para diversas substâncias. Para facilitar a construção da Ferramenta SHE desenvolveu-se o Excel SHE, documento para a obtenção automática dos resultados da Ferramenta SHE. Estas ferramentas foram usadas na otimização das sínteses realizadas e também na análise da perigosidade dos solventes, propostos no currículo e nos manuais escolares de Química do Ensino Secundário; posteriormente recolheram-se opiniões de professores, positivas, nomeadamente sobre o interesse pedagógico.
Noutra linha de trabalho, para divulgar recursos para a inclusão da Química Verde no ensino da química, desenvolveu-se uma página web intitulada “Catálogo digital de verdura de atividades laboratoriais para o ensino da Química Verde” que disponibiliza a avaliação da verdura química de sínteses e de outras experiências laboratoriais com a métrica Estrela Verde, a avaliação da perigosidade intrínseca de substâncias químicas, de sínteses e de outras experiências laboratoriais com a Ferramenta SHE, informações detalhadas sobre a realização experimental de sínteses, separações e outras experiências laboratoriais, bem como informações sobre métricas da Química Verde, entre outras.
Por fim, o presente trabalho é um esforço que direciona questões difíceis, elencadas nos processos de otimização de sínteses, muito complexos, mas essencial para ser introduzido no sistema de ensino e para promover o desenvolvimento de competências verdes nos estudantes, aspeto que será cada vez mais importante em futuros empregos.