Applicazioni delle miscele eutettiche nelle industrie e nella chimica sostenibile
Le miscele eutettiche, caratterizzate dalla formazione di un sistema con temperatura di fusione inferiore rispetto ai singoli componenti, sono oggetto di studio per diverse applicazioni industriali e ambientali.
Questo fenomeno si verifica grazie alla riduzione della simmetria dei reticoli cristallini delle polveri quando mescolate, diminuendo le forze intermolecolari e, di conseguenza, abbassando il punto di fusione.
La formazione di una miscela eutettica dipende da diverse variabili, tra cui la miscibilità dei componenti allo stato liquido e la loro quasi totale immiscibilità allo stato solido. Inoltre, i componenti potrebbero presentare gruppi chimici in grado di formare legami intramolecolari.
Usi nell’industria farmaceutica
Nell’ambito farmaceutico, lo studio delle miscele eutettiche riveste un ruolo fondamentale, soprattutto per quanto riguarda la compatibilità tra il principio attivo e gli eccipienti nelle preparazioni farmaceutiche.
È fondamentale considerare la formazione di eutettici durante la produzione di farmaci, al fine di evitare la fusione della polvere compatta durante il processo di compattazione delle compresse.
Inoltre, in campo chimico, vengono studiati i solventi a eutettico profondo, noti anche come DES, costituiti da componenti in grado di formare una miscela eutettica tramite legami, come quelli a idrogeno.
Questi solventi giocano un ruolo cruciale nella Green Chemistry, rispondendo ai criteri della chimica sostenibile in termini di tossicità, disponibilità, riciclabilità e basso costo.
Un esempio diffuso di componente in solventi a eutettico profondo è il cloruro di colina, che viene unito a sostanze capaci di formare legami a idrogeno come l’urea, l’acido ossalico, l’acido citrico o il glicerolo.
Applicazioni nelle sintesi organiche
I solventi a eutettico profondo, come nel caso del cloruro di colina e dell’urea in rapporto molare 1:2, presentano un abbassamento significativo del punto di fusione dell’eutettico, a soli 12°C rispetto ai 302°C e 133°C dei componenti iniziali. Questo è dovuto all’interazione dello ione cloruro con l’urea.
Questi solventi sono ampiamente utilizzati nelle sintesi organiche, eliminando la necessità di operazioni di purificazione rispetto ai solventi organici tradizionali e risultando altamente riciclabili.
Le conoscenze della Chimica Fisica possono quindi contribuire all’ottimizzazione dei processi produttivi e alla riduzione dell’impatto ambientale dei processi industriali.