Aplicação de fotocatálise homogênea e heterogênea na oxidação de ligações C(sp³)-H

dc.contributor.advisor1Teixeira, Ivo Freitas
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/9782517948999001
dc.contributor.authorCunha, Carla da Silva
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/4832188359463659
dc.contributor.refereeNogueira, Francisco Guilherme Esteves
dc.contributor.refereeVieira, Luiz Henrique
dc.contributor.refereeLatteshttps://lattes.cnpq.br/8117497993539795
dc.contributor.refereeLatteshttps://lattes.cnpq.br/0926387743487008
dc.date.accessioned2026-03-12T12:28:23Z
dc.date.issued2026-02-26
dc.description.abstractThe functionalization of C(sp³)-H bonds represents a central challenge for the contemporany chemical industry. Both homogeneous and heterogeneous catalytic processes are widely employed to modulate the activation energy of these reactions, aiming to obtain high-value-added derivatives. Among the transformation routes, oxidation stands out for generating products such as alcohols, ketones, and carboxylic acids. To make such processes viable, photocatalytic strategies have been developed to reduce costs and operate under mild conditions, seeking high conversion and selectivity rates. In this context, carbon nitrides have gained prominence due to their significant photocatalytic potential. In the present work, highly crystalline ionic carbon nitrides in the form of poly(heptazine imide) (PHI) were synthesized and subjected to specific structural modifications: the stabilization of metallic single-atoms via cation exchange and the protonation of negative sites using HCl. These materials were applied in the photo-oxidation of cyclohexane, resulting in the formation of KA oil (a mixture of cyclohexanone and cyclohexanol) under mild conditions with good conversion and selectivity. Furthermore, homogeneous photocatalysis was explored for the selective conversion of methane to formic acid, utilizing iron (III) chloride, a simple, inexpensive, and abundant compound, as a photocatalyst. This reaction approach operated under visible light irradiation and at room temperature, consolidating a simple and effective system.eng
dc.description.resumoA funcionalização de ligações C(sp³)-H representa um desafio central para a indústria química contemporânea. Processos catalíticos, tanto homogêneos quanto heterogêneos, são amplamente empregados para modular a energia de ativação dessas reações, visando a obtenção de derivados de alto valor agregado. Dentre as rotas de transformação, destaca-se a oxidação, que gera produtos como álcoois, cetonas e ácidos carboxílicos. Para viabilizar tais processos, estratégias fotocatalíticas têm sido desenvolvidas com o intuito de reduzir custos e operar em condições brandas, buscando elevados índices de conversão e seletividade. Nesse contexto, os nitretos de carbono ganham relevância devido ao seu expressivo potencial fotocatalítico. No presente trabalho, sintetizaram-se nitretos de carbono iônicos altamente cristalinos, na forma de poli(heptazina imida) (PHI), submetidos a modificações estruturais específicas: a estabilização de single-atoms metálicos via troca catiônica e a protonação de sítios negativos com HCl. Esses materiais foram aplicados na fotooxidação do ciclohexano, resultando na formação do óleo KA (mistura de ciclohexanona e ciclohexanol) sob condições brandas com boa conversão e seletividade. A fotocatálise homogênea foi explorada para a conversão seletiva de metano em ácido fórmico, utilizando um composto simples, barato e abundante como fotocatalisador, o cloreto de ferro (III). Essa abordagem reacional opera sob irradiação de luz visível e temperatura ambiente consolidando um sistema simples e eficaz.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 2023/06070-2
dc.identifier.citationCUNHA, Carla da Silva. Aplicação de fotocatálise homogênea e heterogênea na oxidação de ligações C(sp³)-H. 2026. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23757.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23757
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectFotocatálise
dc.subjectPhotocatalysis
dc.subjectOxidation
dc.subjectOxidação
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.ods7. Energia limpa e acessível
dc.titleAplicação de fotocatálise homogênea e heterogênea na oxidação de ligações C(sp³)-H
dc.title.alternativeApplication of homogeneous and heterogeneous photocatalysis in the oxidation of C(sp³)-H bondseng
dc.typeDissertação

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