IMOBILIZAÇÃO DA ETILENODIAMINA NA SUPERFÍCIE DO PRECURSOR SÍLICA-3-GLICIDOXIPROPIL



José A. A. Sales (PG) e Claudio Airoldi* (PQ)


Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Caixa Postal 6154, 13083-970 Campinas, São Paulo

*airoldi@iqm.unicamp.br


Palavras-chave: sílica gel, epóxido, imobilização



Os materiais funcionalizados preparados através da modificação da superfície da sílica com o 3-glicidoxipropriltrimetoxissilano têm atraído atenção no campo da ciência dos materiais, onde após o ancoramento o grupo organofuncional fica exposto a reações. Esta reatividade é explorada em função do grande número de móleculas que podem ser quimicamente ligadas na superfície da sílica [1,2].

O 3-glicidoxipropriltrimetoxissilano possui alta reatividade a nucleófilos. Esta reatividade resulta na ruptura do anel epóxido. Na realidade, este agente sililante difere dos demais por ser altamente reativo.

Esse trabalho, descreve como a molécula de etilenodiamina é adicionada ao agente precursor ancorado e o produto da reação foi caracterizado na superfície da sílica gel.

Inicialmente uma amostra de sílica tratada e ativada a 110 0C durante 12 h reagiu em tolueno com 10,0 cm3 (45,3 mmol) do 3-glicidoxipropiltrimetóxissilano sob atmosfera de nitrogênio a 110 0C durante 72 h. O produto foi filtrado e lavado várias vezes com tolueno e seco a 50 0C por 24 h. O número de moléculas do 3-glicidoxipropriltrimetoxissilano ancorados na superfície da sílica (1,26 mmol g-1) foram determinados por termogravimetria [3].

A reação do grupo epóxido foi obtida utilizando-se 5,0 g da sílica modificada em tolueno com 8,4 cm3 (125,8mmol) de etilenodiamina, sob atmosfera de nitrogênio por 72 h. O sólido foi filtrado e lavado várias vezes com tolueno seco. O produto foi seco a vácuo a 50 0C durante 24 h. O grau de funcionalização foi determinado por análise elementar de nitrogênio realizada pelo método Kjedhal.

Os dados de análise de nitrogênio indica a presença de 0,94 mmol g-1 da etilenodiamina (H2NCH2CH2NH2) para a superfície obtida.

O espectro de absorção na região do infravermelho mostrado na Figura 1i (a) mostra as bandas relativas ao esqueleto da sílica em torno de 3400 cm-1 referente à vibração Si-OH e em 1000 cm-1 relativo ao grupo Si-O-Si pela reação com o 3-glicidoxipropil 1i (b). A Figura 1i (c) mostra o espectro do 3-glicidoxipropil com uma banda característica em torno de 1250 cm-1 referente ao anel epóxido. Na Figura 1i (c) tem-se o produto obtido da reação com etilenodiamina na sílica precursora, mostrando claramente o desaparecimento da banda do anel epóxido e surgimento da banda de OH como visto no esqueleto da Figura 2.

A curva termogravimétrica apresentada na Figura 1ii (a) mostra perdas de massa de 2,68% na sílica entre 298 e 910 0C enquanto na sílica modificada (b) e sílica imobilizada (c) a perda foi de 15,46 e 16,43 %, respectivamente.


(i)

(ii)




Fig. 1: (i) Espectros na região do infravermelho e (ii) termogravimetria dos compostos (a) SiO2, (b) Sigly, (c) 3-gly, (d) Siglyen e (a) SiO2, (b) Sigly e (c) Siglyen respectivamente.

Fig. 2: Proposta de estrutura após imobilização


imobilização


A partir dos dados obtidos podemos sugerir uma estrutura para o material obtido que mostra a imobilização da molécula orgânica na superfície da sílica modificada como ilustra a Figura 2, onde L corresponde ao HNCH2CH 2NH 2.



Os resultados de análise elementar obtidos juntamente com as medidas espectroscópicas e termogravimétricas mostram que a sílica obtida contêm organossilanos ligados covalentemente em sua superfície. Assim como verificamos a imobilização da etilenodiamina no suporte previamente ancorado.


[CNPq, FAPESP]



Bibliografia:


1. P. Innocenzi, G. Brusatin, M. Gluglielmi and R. Bertani, Chem. Mater., 11, 1672 (1999).

2. E. M. Soliman and M. E. Mahmoud, Analusis, 25, 148 (1997).

3. M. R. M. C. Santos and C. Airoldi, J. Colloid. Interface Sci., 183, 416 (1996)