A preocupação com a emissão de poluentes no meio ambiente está provocando o surgimento de leis mais rígidas, que restringem o teor de enxofre na gasolina e no diesel. As indústrias de petróleo têm investido em novas tecnologias de remoção de enxofre com o intuito de diminuir os gastos e, principalmente, de melhorar o rendimento para atender às novas especificações de remoção para a produção de combustíveis mais limpos. O objetivo deste trabalho é investigar o processo de dessulfurização oxidativa, promovendo uma mudança na polaridade do composto sulfurado dibenzotiofeno (DBT), contido na gasolina sintética, através da reação de oxidação catalítica. Os catalisadores utilizados foram o MoO3 calcinado e não calcinado, 1%Mo/Al2O3, 5%Mo/Al2O3, 10%Mo/Al2O3, 1%Fe/Al2O3, 5%Fe/Al2O3, 10%Fe/Al2O3 e Fe2O3. As caracterizações foram realizadas através de análises de absorção atômica (AA), difração de Raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), área específica (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). As reações foram planejadas no intuito de encontrar a temperatura, os catalisadores, volume de peróxido de hidrogênio, volume de acetonitrila, tempo de reação e massa de catalisador mais eficientes na remoção do composto sulfurado. Os testes catalíticos foram realizados a 30, 45 e 60 ºC, utilizando uma mistura modelo composta por isoctano e 1000 ppm de DBT, peróxido de hidrogênio como agente oxidante e a acetonitrila, como solvente extrator. Foram realizados, também, testes de extração do enxofre na ausência de catalisador, a fim de verificar os efeitos causados apenas pelo solvente extrator e pelo agente oxidante. Os produtos de reação foram analisados por cromatografia gasosa (CG). Dentre os catalisadores testados, o melhor resultado foi obtido com o MoO3 calcinado e não calcinado e 5% Fe/Al2O3, que apresentaram uma remoção total do DBT contido no isoctano, sendo este oxidado a dibenzotiofeno sulfonado (DBTS). Este resultado foi obtido na reação realizada a 60 ºC. Os demais catalisadores apresentaram uma taxa percentual de conversão de enxofre inferior a 30%. No entanto, pode-se observar que, em geral, houve aumento na conversão para DBTS através do aumento da temperatura de reação para todos os catalisadores. Também foram estudados os efeitos da relação mistura modelo/ acetonitrila/ peróxido, observando os melhores resultados na relação 1,0: 1,0: 20,0 para mistura modelo/acetonitrila/peróxido de hidrogênio, respectivamente