Carlos Alberto Lira Junior

Transesterification is an essential process in bioproduct production, with catalyst choice being critical for reaction efficiency and selectivity. Lipases are effective biocatalysts due to their specificity and mild reaction conditions. This study employed computational chemistry and laboratory experiments to compare the enzymatic transesterification of ariri coconut oil with α-bisabolol and ethanol. Computational analyses using molecular dynamics (MD) and quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) evaluated reaction stability and efficiency. The transesterification reactions carried out in the laboratory were carried out under different conditions using Burkholderia cepacia lipase as a biocatalyst. The products were analyzed by thin-layer chromatography (TLC). Computational results indicated that the activation energy (ΔG‡) for the reaction with α-bisabolol exceeded 20 kcal/mol, while for ethanol, it was 19.2 kcal/mol, suggesting a lower energy barrier for ethanol. Gibbs free energy (ΔG) was over 20 kcal/mol for α-bisabolol and 13 kcal/mol for ethanol, confirming ethanol as more energetically favorable. Laboratory tests showed product formation only in reactions with ethanol, aligning with computational findings. These results demonstrate ethanol’s efficiency for enzymatic transesterification of ariri oil. This paper contributes to bioproduct innovation by fostering sustainable processes, leveraging local natural resources, and integrating advanced biocatalysis and computational chemistry techniques.

Studies for clean fuels are interesting for the development of research through the processing of oils and fats, consisting of fatty acids, with high energy power and capable of conversion to esters (biodiesel), in transesterification or esterification reactions with homogeneous, heterogeneous catalysis, enzymatic. Basic homogeneous catalysis is the most widely used way of obtaining biodiesel, however it requires refined raw material and is free of water. In addition, the commonly used catalysts (NaOH, KOH, etc.) are aggressive to the environment and require a neutralization step. Heterogeneous catalysts have been shown to be efficient in transesterification reactions, because in addition to being reusable and not requiring a neutralization step after the reaction, they also have great economic viability. The considerations reported demonstrate the potential of heterogeneous catalysts in transesterification reactions, highlighting economic, technological and environmental aspects; and reinforce the need for incentives and research.

A química computacional emerge como uma área indispensável na ciência moderna, integrando conceitos de química, física, matemática e ciência da computação para estudar e prever estruturas, propriedades e comportamentos moleculares. Este artigo de revisão aborda os principais métodos utilizados na área, classificados em Ab initio, teoria do funcional da densidade (DFT), semiempíricos e empíricos, destacando suas características, avanços históricos. Os métodos Ab initio e DFT, baseados em princípios da física quântica, fornecem cálculos precisos para sistemas moleculares complexos, embora apresentem alto custo computacional. Já os métodos semiempíricos, ao combinar dados experimentais com teorias simplificadas, oferecem alternativas econômicas para simular respostas e propriedades moleculares. Métodos empíricos, como mecânica molecular (MM) e dinâmica molecular (DM), complementam essa abordagem, permitindo o estudo de sistemas macromoleculares e dinâmicas temporais. Os avanços recentes incluem o desenvolvimento de métodos híbridos, como mecânica quântica/mecânica molecular (QM/MM), que integram diferentes abordagens para lidar com sistemas amplos e complexos. As aplicações da química computacional abrangem desde a catálise química até a biotecnologia e a ciência dos materiais, demonstrando seu impacto em áreas como nanotecnologia. Embora desafios, como os altos custos computacionais e a necessidade de maior precisão, ainda persistem, os avanços em hardware e algoritmos sinalizando um futuro promissor. Este artigo reafirma a relevância da química computacional como uma ferramenta estratégica para o progresso científico.

Dentro das aplicações tecnológicas das argilas destaca-se o seu uso como adsorvente na clarificação dos óleos vegetais. Devido, principalmente, a sua elevada área superficial a esmectita é a variedade mais utilizada. A clarificação ou branqueamento é uma das etapas mais importante para a indústria de refino de óleos comestíveis. Através do processo de ativação, utilizando-se um ácido inorgânico forte o H2SO4, conseguiu-se a melhoria da capacidade sorpotivas do material argiloso. Os parâmetros que medem a qualidade do óleo foram determinados, antes e após o seu contato com a argila no seu estado natural, bem como, após o tratamento com o ácido, e os resultados evidenciaram que houve uma eficiente purificação, além da diminuição da tonalidade escura.