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Riscaldamento climatico e siccità

Chimica News

Redazione

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23 Febbraio 2023

Impatto del Riscaldamento Globale sulla Siccità: Nuove Evidenze Scientifiche

Uno studio condotto da un team del CNRS e pubblicato sulla rivista Environmental Research Letters ha evidenziato una forte correlazione tra il riscaldamento climatico e le siccità. La siccità che ha colpito l’Europa occidentale e la regione del Mediterraneo nel 2022 è stata in gran parte attribuita al riscaldamento globale.

Origini del Cambiamento Climatico

I cambiamenti climatici, sia di natura naturale che antropogenica, influenzano il clima del pianeta nel lungo periodo. Mentre fattori come l’orbita terrestre, i cicli oceanici e le attività vulcaniche contribuiscono al cambiamento climatico naturale, le emissioni di gas serra derivanti dalla combustione di combustibili fossili hanno un impatto significativo sull’attuale riscaldamento globale.

Evidenze del Cambiamento Climatico Antropogenico

Le prove tangibili del cambiamento climatico indotto dall’uomo includono l’innalzamento del livello del mare, l’aumento della temperatura globale, lo scioglimento dei ghiacciai, l’incremento degli eventi meteorologici estremi e l’acidificazione degli oceani.

Impatto della Siccità e Riscaldamento Globale

Il 2022 è stato segnato da una siccità diffusa che ha portato alla diminuzione del livello di laghi e fiumi in tutto il mondo, minacciando i raccolti e alimentando incendi devastanti. La ricerca dimostra che il riscaldamento globale intensifica la siccità, aumentando l’evaporazione e prosciugando le risorse idriche e la vegetazione.

Le Conseguenze della Siccità del 2022

La siccità del 2022 in Europa è stata descritta come la peggiore degli ultimi 500 anni, con paesi come Italia, Germania, Francia, Spagna, Portogallo e Ungheria colpiti da scarse precipitazioni estive. Laghi importanti come il lago di Garda e fiumi come il Po hanno registrato un abbassamento dei livelli idrici durante l’estate 2022, con una diminuzione delle piogge e delle nevicate anche all’inizio del 2023.

Metodo Analitico e Scoperta Scientifiche

I ricercatori hanno utilizzato il metodo analogico per confrontare le siccità pre e post riscaldamento globale, identificando il contributo specifico del cambiamento climatico antropogenico. La persistente anomalia di alta pressione sull’Europa occidentale associata alla siccità del 2022 è stata legata all’intensificazione delle caratteristiche climatiche influenzate dall’attività umana.

In conclusione, le evidenze scientifiche confermano che il riscaldamento globale ha un impatto significativo sulla frequenza e l’intensità delle siccità, sottolineando l’importanza di adottare misure concrete per mitigare gli effetti devastanti del cambiamento climatico sul nostro pianeta.

Chimica organica, gli Iniziatori radicalici

Chimica Organica

Redazione

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22 Febbraio 2023

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Chimica organica, gli Iniziatori radicalici

Iniziatori Radicalici: Importanti Reagenti per le Reazioni a Catena

Gli iniziatori radicalici sono specie chimiche fondamentali che intervengono come reagenti durante la fase iniziale di una reazione radicalica a catena. La loro essenziale caratteristica risiede nella presenza di legami caratterizzati da un’energia di legame relativamente bassa, che può essere scissa tramite esposizione alla luce o al calore. Queste condizioni favorevoli permettono la scissione omolitica di un legame all’interno della molecola, provocando la formazione di radicali.

Questi iniziatori radicalici sono ampiamente impiegati in varie reazioni organiche, come ad esempio nell’alogenazione radicalica degli alcheni, che segue l’orientamento anti-Markovnikov. Tuttavia, il loro impiego è particolarmente diffuso nella sintesi di polimeri, utilizzati per produrre una vasta gamma di materiali come il polistirene, il polimetilmetacrilato, il polivinilacetato, il polivinilcloruro, il polibutadiene, il policloroprene e il polietilene.

Applicazioni negli Iniziatori Radicalici

La polimerizzazione tramite radicali liberi è ampiamente applicata anche in ambito di ricerca, come nel processo di funzionalizzazione dei nanotubi di carbonio. Gli esempi di iniziatori radicalici comuni includono alogeni, perossidi, azocomposti e perossidisolfato.

Esempi di Iniziatori Radicalici

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Alogeni

Il cloro molecolare e il bromo, ad esempio, subiscono una scissione omolitica per formare radicali quando esposti al calore o alla luce. Questa reazione inizia con la rottura omolitica di un legame di tipo σ, dando origine a due radicali, che successivamente danno il via ad una serie di reazioni radicaliche a catena.

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Perossidi

Il legame perossidico, caratterizzato da un legame covalente tra due atomi di ossigeno con numero di ossidazione -1, ha la capacità di generare radicali al calore o per azione dei raggi UV. I perossidi, sia inorganici come l’H2O2, che organici con formula generale R-O-O-R’ (dove R e R’ sono gruppi alchilici), vengono impiegati come iniziatori di polimerizzazioni radicaliche.

Iniziatori Radicalici in Chimica Organica

Gli iniziatori radicalici svolgono un ruolo fondamentale nella chimica organica come catalizzatori di reazioni di polimerizzazione. Tra i più importanti iniziatori radicalici si trovano i gruppi arilici, come il perossido di benzoile.

# Perossido di Benzoile

Il perossido di benzoile è uno degli iniziatori radicalici più utilizzati poiché è composto da due gruppi benzoilici uniti da un legame perossidico, che si frammenta generando due radicali. Questo composto è ampiamente impiegato per avviare reazioni di polimerizzazione.

# Azocomposti

Gli azocomposti, come l’azobisisobutirronitrile, sono iniziatori radicalici con proprietà superiori rispetto ai perossidi. A differenza di questi ultimi, gli azocomposti si decompongono rapidamente a temperature blande senza produrre sottoprodotti ossigenati.

# Perossidisolfato

Il perossidisolfato di sodio o potassio è un altro iniziatore radicalico ampiamente utilizzato per avviare la polimerizzazione di alcheni. Questo composto si dissocia in soluzione per formare radicali che danno origine a importanti polimeri commerciali come il politetrafluoroetilene e lo stirene-butadiene.

In conclusione, gli iniziatori radicalici giocano un ruolo cruciale nelle reazioni di polimerizzazione in chimica organica, facilitando la formazione di legami e la sintesi di materiali di importanza industriale.

Rotaxani: struttura, sintesi, applicazioni

Chimica Organica

Redazione

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22 Febbraio 2023

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Rotaxani: struttura, sintesi, applicazioni

La struttura molecolare dei rotaxani è caratterizzata dalla presenza di una molecola ciclica con un frammento lineare che la attraversa da parte a parte, terminante con gruppi voluminosi all’estremità. Questi componenti si distinguono dai catenani, idrocarburi con due o più anelli collegati senza legame covalente tra di essi, creando così una catena di anelli.

I rotaxani e i catenani sono entrambi considerati strutture molecolari, come definito dall’I.U.P.A.C., in quanto entità indivisibili senza la scissione di un legame chimico.

Struttura dei Rotaxani

La struttura a forma di “manubrio” dei rotaxani ospita un anello intrappolato tra le due estremità. Questa conformazione è confermata da analisi come la diffrattometria a raggi X, spettroscopia NMR e UV-vis. Il macrociclo può ruotare come un volano, permettendo al rotaxano di funzionare come interruttore molecolare con diverse posizioni corrispondenti a differenti stati dell’interruttore.

Sintesi dei Rotaxani

Esistono tre metodi principali per la sintesi dei rotaxani: threading, clipping e slipping. Nel threading, la molecola è inserita nella cavità dell’anello prima di posizionare i gruppi voluminosi. Il clipping comporta la chiusura dell’anello attorno a una molecola già contenente ingombri voluminosi. Lo slipping prevede lo slittamento del macrociclo su una molecola ospite già ingombrata, ma richiede energia esterna come microonde o alta temperatura.

Applicazioni dei Rotaxani

Le molecole interbloccate come i rotaxani e i catenani trovano applicazioni in vari settori della chimica. Le loro proprietà variano in base alla struttura e possono essere utilizzate per influenzare agenti terapeutici, come interruttori molecolari e navette. I rotaxani potrebbero essere impiegati come nanomacchine per interruttori molecolari e memorie, grazie alla capacità del macrociclo di muoversi reversibilmente sotto stimoli esterni, creando stati “ON” e “OFF” dell’interruttore.

Tipi di amminoacidi

Biochimica

Redazione

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21 Febbraio 2023

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Importanza degli Amminoacidi nelle Funzioni Corporali

Vi sono diversi tipi di amminoacidi, ciascuno con ruoli specifici nel corpo umano. Tra i tipi di amminoacidi che possiamo trovare negli alimenti, ci sono quelli essenziali, a catena ramificata, non proteinogenici, chetogenici e glucogenici.

Amminoacidi Essenziali

Gli amminoacidi essenziali sono fondamentali per l’organismo poiché non possono essere prodotti internamente e devono essere assunti tramite l’alimentazione. Questi amminoacidi sono cruciali per la sintesi proteica e per svolgere varie funzioni nell’organismo.

Le proteine sono costituite da 20 diversi tipi di amminoacidi, che sono i mattoni fondamentali per la costruzione delle molecole proteiche. Ogni amminoacido contiene un gruppo carbossilico e un gruppo amminico legati a un carbonio centrale. Durante il processo digestivo, le proteine vengono scomposte negli amminoacidi liberi che vengono assorbiti dall’intestino per essere utilizzati dall’organismo.

Ruoli degli Amminoacidi

Gli amminoacidi svolgono diverse funzioni nel corpo umano:

1.

Funzione Strutturale

: Alcuni amminoacidi contribuiscono alla struttura del corpo umano, come il collagene nei tessuti connettivi e la cheratina in capelli e unghie.

2.

Funzione Catalitica

: Gli enzimi, che sono proteine specializzate, catalizzano reazioni biologiche vitali per l’organismo.

3.

Trasporto Molecolare

: Alcuni amminoacidi aiutano nel trasporto di sostanze vitali nel sangue, come l’emoglobina che trasporta l’ossigeno.

4.

Movimento Muscolare

: Le proteine sono essenziali per la contrazione muscolare e il movimento corporeo.

5.

Compiti Protettivi

: Gli anticorpi, che difendono l’organismo da agenti patogeni, sono costituiti da proteine.

6.

Regolazione Endocrina

: Molti ormoni cruciali per la regolazione del metabolismo sono proteine, come l’insulina.

7.

Riserva Nutritiva

: Alcune proteine agiscono come riserva di sostanze nutritive, come l’ovoalbumina nel bianco dell’uovo e la caseina nel latte.

Questi sono solo alcuni esempi delle molteplici funzioni che gli amminoacidi svolgono nel corpo umano, sottolineando l’importanza di includere una varietà di alimenti ricchi di proteine nella propria dieta quotidiana.Amminoacidi Essenziali e le Loro Funzioni nel Nostro Organismo

Gli amminoacidi essenziali sono fondamentali per il corretto funzionamento del nostro organismo poiché non possono essere sintetizzati internamente e devono essere assunti attraverso l’alimentazione. Questi amminoacidi svolgono diverse funzioni vitali nel nostro corpo, contribuendo alla sintesi proteica, alla regolazione del pH del sangue e al mantenimento della salute generale.

Fenilalanina

La fenilalanina è un amminoacido presente in molte proteine animali e vegetali ed è fondamentale per la formazione delle stesse. Inoltre, la fenilalanina è il precursore della tirosina, coinvolta nella sintesi di ormoni tiroidei e molecole con funzioni nervose. Le principali fonti di fenilalanina sono alimenti ricchi di proteine come carne, pesce e uova.

Isoleucina

L’isoleucina è un amminoacido ramificato essenziale per la sintesi proteica, soprattutto a livello muscolare. Questo amminoacido può anche essere convertito in glucosio o corpi chetonici durante il digiuno o l’attività fisica prolungata, ed è coinvolto nella produzione di emoglobina. Tra le principali fonti di isoleucina troviamo la bresaola, il maiale, il pollo, il tonno, i legumi, il formaggio, le uova e le arachidi.

Istidina

L’istidina è presente nell’emoglobina ed è il precursore dell’istamina, che svolge un ruolo importante nei processi infiammatori. Questo amminoacido è anche un componente della carnosina, un antiossidante che si trova nei muscoli e nel cervello e che ha proprietà antiossidanti e anti-invecchiamento. Le principali fonti di istidina includono proteine di soia, legumi, merluzzo, carne, arachidi e biscotti per bambini.

Leucina

La leucina è un amminoacido essenziale che favorisce la crescita e aumenta la resistenza muscolare. Inoltre, fornisce energia al metabolismo durante il digiuno e in situazioni di stress fisico prolungato. Questo amminoacido è particolarmente utile in condizioni di post-trauma, infezione o stress. Alcune fonti di leucina sono la ricotta, il sesamo, le arachidi, le lenticchie, il pollo e il pesce.

Lisina

La lisina svolge diverse funzioni nel nostro organismo, tra cui la partecipazione alla struttura del collagene insieme ad altri amminoacidi e il ruolo di precursore della niacina, una vitamina essenziale per il nostro organismo. La carenza di niacina può portare alla pellagra. La lisina favorisce inoltre la produzione di anticorpi, enzimi, ormoni e l’assorbimento di calcio.

In conclusione, gli amminoacidi essenziali sono cruciali per la nostra salute e il loro apporto attraverso una dieta equilibrata è fondamentale per il corretto funzionamento del nostro organismo. Assicurarsi di consumare alimenti ricchi di questi amminoacidi può aiutare a mantenere un buono stato di salute generale.Importanza degli amminoacidi nella dieta

Le proteine sono essenziali per il nostro organismo e sono costituite da amminoacidi, i mattoni fondamentali che compongono le proteine stesse. Alcuni di questi amminoacidi non possono essere prodotti dal nostro corpo e quindi devono essere assunti tramite la dieta.

Metionina – Precursore di molecole essenziali

La metionina è un amminoacido che funge da precursore per diverse molecole fondamentali per il nostro organismo. Contribuisce alla produzione di molecole come la carnitina, la cisteina, la creatina, la taurina, la colina e la vitamina B12. La metionina si trova principalmente nei latticini, nella carne bovina, nell’albume, nelle proteine della soia e in alcuni pesci come il merluzzo.

Treonina – Funzioni depurative e rigenerative

La treonina svolge un ruolo importante nel processo di depurazione dell’organismo, specialmente per fegato e reni. Inoltre, contribuisce alla rigenerazione dei tessuti, agendo sull’elastina e sul collagene. Questo amminoacido è essenziale per il sistema immunitario in quanto è coinvolto nella formazione degli anticorpi. Fonti di treonina includono biscotti, legumi, funghi, carni come maiale, agnello, coniglio e bovina, formaggi, uova e sardine.

Triptofano – Importante per la serotonina e le vitamine B

Il triptofano è coinvolto nella produzione della serotonina, un neurotrasmettitore fondamentale per il sistema nervoso e l’intestino. È inoltre necessario per la sintesi di vitamine del gruppo B come la niacina e la vitamina B6. Alcune fonti di triptofano sono le uova, i latticini, il salmone, il cacao, le banane, i cereali integrali e le verdure a foglia verde.

Valina – Importante per la ricostruzione dei tessuti muscolari

La valina gioca un ruolo chiave nella ricostruzione dei tessuti, in particolare di quelli muscolari. È rapidamente assorbita dall’intestino e può essere utilizzata come substrato energetico, soprattutto dai muscoli. Questo amminoacido regola anche l’attività di alcune molecole nervose ed è presente nei latticini, nella carne di maiale e agnello, nei cereali, nella soia e negli uova.

Amminoacidi a catena ramificata (BCAA) – Essenziali per il corpo

Leucina, isoleucina e valina sono gli amminoacidi a catena ramificata, noti anche come BCAA. Essi sono essenziali poiché il nostro corpo non è in grado di produrli autonomamente e devono essere assunti tramite l’alimentazione. Sono presenti nelle proteine di origine animale come carne, latticini e legumi. Questi amminoacidi rappresentano circa il 15-25% dell’apporto proteico necessario per il nostro organismo.

Ruolo del Catabolismo

Durante il catabolismo degli amminoacidi a catena ramificata, che sono i principali costituenti del tessuto muscolare, gli enzimi agiscono su tutti e tre. Il processo inizia con due fasi comuni catalizzate da enzimi che influenzano le tre tipologie di amminoacidi.
Il primo stadio consiste nella transaminazione reversibile da aminotransferasi a catena ramificata, mentre il secondo nella decarbossilazione ossidativa irreversibile operata dal complesso dell’α-chetoacido deidrogenasi a catena ramificata. Dopo queste reazioni, si ottengono specifici CoA dai vari amminoacidi. Successivamente, avviene una deidrogenazione catalizzata da tre differenti enzimi, e da qui le vie di sintesi si separano.

Utilizzo di Integratori

Gli atleti spesso utilizzano integratori a base di amminoacidi a catena ramificata per favorire la sintesi proteica. Il rapporto ottimale tra leucina, isoleucina e valina è di solito di 2:1:1. Questi integratori possono essere consumati prima dell’allenamento per preservare il tessuto muscolare, apportare energia e ritardare l’affaticamento, oppure dopo l’allenamento per accelerare il recupero e la rigenerazione del tessuto muscolare.

Amminoacidi Non-proteinogenici

Gli amminoacidi non proteinogenici sono quelli che non sono codificati naturalmente nel codice genetico umano né presenti nelle catene polipeptidiche. Tuttavia, sono essenziali per organismi come batteri, funghi, piante e animali marini. Questi amminoacidi differiscono da quelli proteinogenici, usati per costruire proteine. Esistono numerosi amminoacidi non proteinogenici in natura e ne sono stati sintetizzati molti di più attraverso processi chimici o biocatalitici.

Funzioni degli Amminoacidi Non-proteinogenici

Gli amminoacidi non proteinogenici svolgono diverse funzioni, come essere intermedi nelle vie biosintetiche o funzionare come molecole di segnalazione durante lo stress delle piante. Alcuni come ornitina, citrullina, acido argininsuccinico, omoserina, omocisteina e cistationina, sono essenziali per molti organismi vegetali.

Esempi di Amminoacidi Proteinogenici

Tra gli esempi di amminoacidi proteinogenici troviamo l’ornitina, che oltre a partecipare al ciclo dell’urea, ha un ruolo cruciale nella regolazione del metabolismo.Importanza degli Amminoacidi nell’Organismo

Gli amminoacidi sono i mattoni fondamentali delle proteine, essenziali per la costruzione di enzimi e tessuti muscolari. Inoltre, sono coinvolti nella sintesi di importanti composti come l’acido glutammico, la prolina e le poliammine come la putrescina e la spermina. Questi composti svolgono un ruolo essenziale nella funzione immunitaria e nella salute epatica.

Citrullina: Ruoli e Funzioni

La citrullina, un α-amminoacido non essenziale, è coinvolta attivamente nel ciclo dell’urea. Questo composto presenta potenziali benefici antiossidanti e vasodilatatori. All’interno dell’organismo, reagisce con l’acido aspartico per formare l’acido argininsuccinico, che a sua volta viene convertito in arginina.

Acido Argininsuccinico: Precursore dell’Arginina

Le cellule sintetizzano l’acido arginosuccinico a partire dalla citrullina e dall’acido aspartico, utilizzandolo come precursore dell’arginina nel ciclo dell’urea.

Omoserina: Precursore di Importanti Amminoacidi

La omoserina è un importante precursore dell’arginina nel ciclo dell’urea e contribuisce alla biosintesi di amminoacidi essenziali come metionina, treonina e isoleucina.

Omocisteina: Funzioni e Benefici

L’omocisteina è prodotta dalla metionina mediante la rimozione del gruppo metilico terminale. Questo composto, in presenza di vitamine del gruppo B, può essere convertito in metionina, un amminoacido essenziale con proprietà antiossidanti, e in cisteina, un amminoacido non essenziale che supporta la comunicazione tra le cellule immunitarie e la salute del fegato.

Amminoacidi Chetogenici: Produzione di Corpi Chetonici

Gli amminoacidi chetogenici possono essere degradati in acetil-CoA o acetoacetato, contribuendo alla produzione di acidi grassi e corpi chetonici. Questi ultimi, come acetone, acido acetoacetico e acido β-idrossibutirrico, sono utilizzati come fonte di energia tramite il ciclo di Krebs. L’eccesso di corpi chetonici può portare alla condizione di chetosi.

Differenze tra Amminoacidi Chetogenici e Glucogenici

Gli amminoacidi chetogenici differiscono dagli amminoacidi glucogenici poiché non possono essere convertiti in glucosio attraverso la gluconeogenesi. La lisina e la leucina sono due amminoacidi esclusivamente chetogenici, mentre altri, come triptofano, fenilalanina, tirosina, isoleucina e treonina, possono essere sia chetogenici che glucogenici.

In conclusione, gli amminoacidi svolgono ruoli cruciali nel mantenimento della salute e del benessere dell’organismo, influenzando processi vitali come la sintesi proteica, la produzione di energia e la funzione immunitaria. La corretta integrazione di amminoacidi nella dieta può contribuire significativamente al mantenimento di un equilibrio fisiologico ottimale.

Processo di catabolismo degli amminoacidi

Il catabolismo degli amminoacidi è un processo essenziale per la produzione di energia nel nostro corpo. Esso comprende varie tappe metaboliche che portano alla rottura degli amminoacidi in composti intermedi utilizzabili per la produzione di ATP.

Via catabolica della lisina

La lisina viene catabolizzata reagendo con l’α-chetoglutarato per formare la saccaropina, mediata dall’enzima saccaropine deidrogenasi. Questa reazione conduce alla produzione di glutammato e 2-aminoadipato 6-semialdeide.

Catabolismo della leucina

Nel processo di degradazione della leucina, la transaminazione dell’amminoacido produce α-chetoisocaproato. Successivamente, avvengono diverse reazioni che portano alla formazione di isovaleril-CoA e poi di β-metilcrotonil-CoA. Infine, l’enzima 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA liasi scinde il β-idrossi-β-metilglutaril-CoA in acetil-CoA e acetoacetato.

Amminoacidi glucogenici

Gli amminoacidi glucogenici sono fondamentali per la sintesi di glucosio attraverso il processo di gluconeogenesi. Questi amminoacidi possono essere convertiti in piruvato o altri intermedi del ciclo di Krebs per la produzione di glucosio endogeno.

Gluconeogenesi: produzione di glucosio

La gluconeogenesi è un processo metabolico che avviene nel citosol e nei mitocondri per mantenere stabile il livello di glucosio nel sangue durante il digiuno o lo sforzo fisico intenso. Utilizza precursori non zuccherini come amminoacidi glucogenici, lattato, piruvato e glicerolo per produrre glucosio nel fegato e nella corteccia surrenale.

Amminoacidi catabolizzati in piruvato

Alcuni amminoacidi come alanina, serina e glicina vengono catabolizzati in piruvato. Ad esempio, l’alanina viene convertita in piruvato dall’enzima alanina aminotransferasi, mentre la serina e la glicina sono trasformate in piruvato attraverso reazioni enzimatiche specifiche.

In conclusione, il catabolismo degli amminoacidi è un processo complesso che porta alla produzione di energia a partire dagli amminoacidi. L’interazione di diversi enzimi e composti intermedi è fondamentale per garantire il corretto funzionamento di queste vie metaboliche.

La Metionina, la Valina e l’Isoleucina nella Via Metabolica della Succinil-CoA

La Metionina, la Valina, e l’Isoleucina sono tre amminoacidi che vengono catabolizzati per produrre succinil-CoA. Inizialmente vengono convertiti in propoinil-CoA, che successivamente viene tramite la β-ossidazione degli acidi grassi convertito in d-metilmalonil-CoA dalla propionil-CoA carbossilasi. L’d-metilmalonil-CoA viene poi racemizzato in l-metilmalonil-CoA dalla metilmalonil-CoA racemasi. Infine, tramite la reazione catalizzata dalla metilmalonil mutasi, si genera succinil-CoA.

La degradazione della Metionina coinvolge nove passaggi, con la sintesi di S-adenosilmetionina come uno dei processi cruciali.

Gli Amminoacidi catabolizzati in Ossalacetato

L’Aspartato e l’Asparagina sono due amminoacidi che vengono catabolizzati in ossalacetato.

L’Aspartato viene convertito in ossalacetato attraverso l’azione dell’enzima aspartato aminotransferasi, il quale trasferisce un gruppo amminico dall’Aspartato al 2-ossoglutarato, generando Glutammato e Ossalacetato.

L’Asparagina, d’altra parte, subisce un processo di idrolisi in Aspartato e Ammoniaca tramite un’attività catalitica dell’enzima asparaginasi.

Amminoacidi catabolizzati in 2-Ossoglutarato

Amminoacidi come Glutammina, Prolina, Arginina e Istidina vengono prima convertiti in Glutammato e successivamente subiscono una deaminazione per produrre 2-Ossoglutarato.

Per maggiori informazioni sugli amminoacidi essenziali, glucogenici, a catena ramificata, non-proteinogenici, e chetogenici, puoi consultare i seguenti link:

– [Amminoacidi Essenziali](https://chimica.today/biochimica/amminoacidi-essenziali/)
– [Amminoacidi Glucogenici](https://chimica.today/biochimica/amminoacidi-glucogenici/)
– [Amminoacidi a Catena Ramificata](https://chimica.today/biochimica/amminoacidi-a-catena-ramificata/)
– [Amminoacidi Non-Proteinogenici](https://chimica.today/biochimica/amminoacidi-non-proteinogenici/)
– [Amminoacidi Chetogenici](https://chimica.today/biochimica/amminoacidi-chetogenici/)

Cucurbiturili: proprietà, sintesi, usi

Chimica Organica

Redazione

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20 Febbraio 2023

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I cucurbiturili sono macrocicli formati da unità monomeriche di glicolurile (=C4H2N4O2=) connessi tramite ponti metilenici (-CH2-). La loro struttura presenta una cavità parzialmente chiusa, in cui gli atomi di ossigeno si dirigono verso l’interno, creando un ambiente unico all’interno del macrociclo.

Origine del nome e struttura

Il nome “cucurbiturili” deriva dalla somiglianza della loro struttura con quella di una zucca appartenente alla famiglia delle Cucurbitaceae.

Classificazione e proprietà

Comunemente indicati come cucurbit[n]urile o CB[n], con n che varia da 5 a 10 per il numero di unità di glicolurile presenti, questi composti sono noti per le loro proprietà uniche. I cucurbiturili agiscono come recettori sintetici e sono utilizzati nella costruzione di architetture supramolecolari.

Proprietà distintive

Le caratteristiche strutturali dei CB[n] includono un’elevata simmetria, gruppi carbonilici negativamente carichi lungo i bordi e una cavità idrofobica. Questa cavità, priva di gruppi funzionali e legami a idrogeno, è ideale per formare complessi stabili con una vasta gamma di molecole ospiti, tra cui farmaci, amminoacidi, peptidi, saccaridi, coloranti e proteine come l’insulina.

Sintesi e scoperta

La prima sintesi di un cucurbiturili risale al 1905 ad opera del chimico Anton Friedrich Robert Behrend. Solo nel 1981, grazie alla spettroscopia a raggi X e alla Risonanza Magnetica Nucleare, si comprese appieno la struttura di questi macrocicli. La sintesi dei cucurbiturili avviene attraverso una condensazione acido-catalizzata tra formaldeide e glicolurile, costituiti da due gruppi ciclici di urea uniti da due atomi di carbonio.

Sintesi e scoperta dei cucurbiturili

Durante la prima sintesi, è stato prodotto il cucurbit[6]urile, ma in seguito sono stati isolati anche altri omologhi a 5, 7, 8 e 10 unità di glicolurile variando le condizioni di reazione come temperatura, tempo e tipo di acido. Nonostante ciò, il prodotto principale resta quello a 6 unità.

È stata recentemente riportata la struttura del cucurbitile con 14 unità di glicolurile collegate da 28 ponti metilene, che ha portato alla scoperta di cucurbitili più grandi nel corso della sintesi.

Nel 1992 è stato sintetizzato il CB[5] completamente metilato in posizione equatoriale, dando vita a cicloesanecucurbit[n]urili completamente sostituiti, solubili in solventi organici e addirittura 170 volte più solubili in acqua rispetto al CB[6].

Usi dei cucurbiturili

I cucurbiturili trovano impiego come componenti dei macrocicli di un rotaxano e come catalizzatori supramolecolari. Questi composti sono oggetto di studi nel campo medico per la formulazione, somministrazione e rilascio controllato di farmaci.

L’obbiettivo principale è quello di massimizzare l’effetto terapeutico di un agente specifico sui sistemi viventi, attraverso opportuni veicoli di consegna che garantiscano tanto la protezione quanto il rilascio mirato del farmaco.

I cucurbiturili si distinguono per la loro capacità di rispondere efficacemente a tali obiettivi rispetto ad altri macrocicli. La loro rapida dissociazione dai complessi CB-farmaco, con costanti di velocità di associazione e dissociazione nell’ordine dei secondi, garantisce un equilibrio dinamico che favorisce il rapido rilascio dell’agente terapeutico.

Fotosintesi clorofilliana

Biochimica

Redazione

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20 Febbraio 2023

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La fotosintesi clorofilliana è un processo fondamentale che consente alle piante di convertire l’energia solare in energia chimica utilizzabile per sostenere la vita.

Il meccanismo della fotosintesi clorofilliana

Durante la fotosintesi clorofilliana, l’energia solare è catturata e utilizzata per trasformare molecole a basso contenuto energetico come il biossido di carbonio e l’acqua in molecole ad alto contenuto energetico come il glucosio. Questo processo complessivo può essere rappresentato dall’equazione chimica: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2.

Struttura e funzione dei cloroplasti

I cloroplasti, organuli cellulari simili ai mitocondri, sono responsabili dell’esecuzione della fotosintesi. All’interno dei cloroplasti, troviamo una struttura complessa composta da membrane chiamate tilacoidi, che sono impilati a formare grana. Queste membrane contengono pigmenti speciali che catturano l’energia solare necessaria per il processo fotosintetico.

Ruolo dei pigmenti nella fotosintesi clorofilliana

I pigmenti presenti nei tilacoidi svolgono un ruolo cruciale nel processo di fotosintesi. Tra i principali pigmenti troviamo la clorofilla (verde), i carotenoidi (gialli, rossi, porpora), le xantofille (gialle) e le ficobiline (blu e rosse). Questi pigmenti si organizzano in fotosistemi altamente specializzati, che facilitano il trasferimento di energia luminosa per la fotosintesi.

La struttura dei fotosistemi

I fotosistemi sono composti da due entità distinte: il fotosistema I e il fotosistema II. Il fotosistema II è il primo a essere coinvolto nella trasformazione dell’energia luminosa durante la fotosintesi, nonostante il suo nome suggerisca il contrario. All’interno dei fotosistemi, troviamo una serie di pigmenti, tra cui le clorofille a e b e i carotenoidi, che svolgono un ruolo chiave nell’assorbimento della luce.

# Componenti della catena di trasporto degli elettroni

La fotosintesi coinvolge anche una serie di componenti come proteine portatrici di elettroni, pompe protoniche e l’enzima ATP sintasi, che collaborano per facilitare il trasporto degli elettroni. Questi componenti costituiscono la catena di trasporto degli elettroni, un processo essenziale per la sintesi di ATP, la principale fonte di energia delle cellule.

La comprensione della fotosintesi clorofilliana e dei processi coinvolti nei fotosistemi è cruciale per apprezzare il ruolo fondamentale che le piante svolgono nell’ecosistema e per comprendere come l’energia solare venga trasformata in energia chimica utilizzabile.Il ruolo fondamentale dei fotosistemi nella fotosintesi clorofilliana

Nel processo di fotosintesi clorofilliana, i fotosistemi giocano un ruolo cruciale nell’assorbire l’energia luminosa e trasformarla in energia chimica. Al centro di ogni fotosistema si trova una molecola di clorofilla, nota come P700 per il fotosistema I e P680 per il fotosistema II. Queste molecole assorbono onde luminose a lunghezze d’onda specifiche, convertendo l’energia luminosa in energia chimica.

Tipi di clorofilla nei fotosistemi

Le diverse lunghezze d’onda assorbite dai fotosistemi sono fondamentali per il processo fotosintetico. La clorofilla P700 nel fotosistema I assorbe onde luminose di 700 nm, mentre la clorofilla P680 nel fotosistema II assorbe onde di 680 nm. Questi due fotosistemi sono strettamente interconnessi e lavorano insieme per svolgere la fotosintesi.

Fasi della fotosintesi clorofilliana

La fotosintesi clorofilliana può essere suddivisa in due fasi principali: la fase luminosa e la fase oscura. Nella fase luminosa, i fotosistemi catturano l’energia luminosa e la convertono in energia chimica, producendo molecole trasportatrici di energia come ATP e NADPH. Queste molecole sono essenziali per la fase successiva del processo.

Meccanismo della fase luminosa

Durante la fase luminosa, le molecole di clorofilla nel fotosistema II assorbono fotoni di luce, trasmettendo l’energia lungo un percorso fino a raggiungere il centro di reazione. Qui, un elettrone viene eccitato e trasferito a un’accettore primario di elettroni. Per sostituire l’elettrone nella clorofilla, avviene la scissione di una molecola d’acqua, generando ossigeno e ioni idrogeno.

Il ruolo dell’ATP nella fotosintesi

Durante le reazioni dipendenti dalla luce, l’energia assorbita viene immagazzinata nelle molecole di ATP e NADPH, che sono cruciali per la produzione di glucosio nella fase successiva della fotosintesi. Questo processo richiama in parte il meccanismo della respirazione mitocondriale, in cui viene creato un gradiente elettrochimico tramite una catena di trasporto di elettroni.

In conclusione, i fotosistemi svolgono un ruolo essenziale nella fotosintesi clorofilliana, convertendo l’energia luminosa in energia chimica utilizzabile per la produzione di sostanze nutritive. Questo processo intricato dimostra la complessità e l’efficienza della fotosintesi nelle piante.

Il processo di sintesi dell’ATP nelle cellule vegetali

Nel processo di fotosintesi delle piante, l’energia solare viene catturata dalle molecole di clorofilla e trasformata in energia chimica. Questo processo avviene all’interno dei cloroplasti e comporta la produzione di ATP e NADPH, che sono molecole ad alta energia utilizzate per alimentare le reazioni biochimiche delle piante.

Meccanismo di accumulo di energia

L’energia catturata viene immagazzinata nelle molecole di ATP e NADPH. Queste molecole liberano energia nel ciclo di Calvin, trasformandosi in molecole a bassa energia come ADP e NADP+. L’accumulo di ioni H+ nello spazio tilacoideo forma un gradiente elettrochimico che viene sfruttato per la produzione di ATP attraverso la chemiosmosi, grazie all’enzima transmembrana ATP sintasi.

Analogie e differenze con la fosforilazione ossidativa

La fase luminosa della fotosintesi produce ATP e NADPH, e presenta analogie con la fosforilazione ossidativa. Entrambi i processi avvengono all’interno di membrane biologiche, rispettivamente nei tilacoidi dei cloroplasti e nella membrana interna dei mitocondri. Nella fosforilazione ossidativa, gli elettroni e gli ioni H+ vengono trasferiti ad una catena respiratoria per produrre ATP, mentre nella fase luminosa, avviene il contrario con la fotolisi dell’acqua che porta alla formazione di ATP e NADPH.

Il ruolo della fotolisi

La fotolisi è il processo di scomposizione dell’acqua grazie all’energia luminosa. Questo processo porta alla liberazione di ossigeno come sottoprodotto e alla formazione di NADPH tramite i due fotosistemi presenti nei cloroplasti. Gli ioni H+ generati nella fotolisi vengono utilizzati per la produzione di ATP attraverso l’enzima ATP fosforilasi, analogamente a quanto avviene nei mitocondri.

Il processo di fosforilazione nei cloroplasti

Nei cloroplasti, la produzione di ATP mediante l’energia luminosa è denominata fosforilazione. Il NAD+ prodotto durante la fosforilazione ossidativa viene riutilizzato per la demolizione del glucosio, mentre il NADPH prodotto durante la fase luminosa viene impiegato per la sintesi del glucosio.

In conclusione, il processo di fotosintesi delle piante rappresenta un complesso meccanismo attraverso il quale l’energia solare viene catturata e convertita in energia chimica necessaria per la crescita e lo sviluppo delle piante.La catena di trasporto degli elettroni nella fosforilazione ossidativa è un processo in cui le molecole trasportatrici di elettroni sono disposte in ordine crescente di potenziale di riduzione, permettendo agli elettroni di fluire facilmente lungo la catena fino all’accettore finale, l’ossigeno.

La sequenza composta dai due fotosistemi e dalle catene fotosintetiche associate costituisce un processo più complesso, rappresentato dallo schema Z. Questo schema rappresenta l’andamento dell’energia libera lungo i fotosistemi e le catene fotosintetiche, evidenziando che nei cloroplasti gli elettroni devono trasferirsi contro il gradiente.

Il percorso completo degli elettroni dalla molecola di acqua al NADP+ implica uno spostamento di energia che richiede un apporto significativo di energia dall’ambiente, come quella fornita dal Sole, catturata dai pigmenti antenna dei fotosistemi I e II.

Il Percorso degli Elettroni:

Seguendo il percorso degli elettroni dalla molecola di H2O al NADP+, considerando la disposizione dei componenti nella membrana di un tilacoide, si osserva che quando un fotone raggiunge il fotosistema II, la sua energia viene assorbita da un elettrone della clorofilla, che viene poi trasferito lungo la catena fotosintetica.

Durante questo processo, l’elettrone passa da un trasportatore all’altro lungo la catena, perdendo energia lungo il percorso. Uno dei trasportatori pompa anche ioni H+ dallo stroma al lume interno del tilacoide.

Una volta giunto al fotosistema I, l’elettrone a basso livello di energia viene trasferito e la clorofilla nel centro di reazione P700 riceve un elettrone eccitato da un fotone. L’elettrone proveniente dalla molecola di acqua riduce la clorofilla nel centro di reazione P680, completando così il processo di fotosintesi.

Questo intricato processo di trasporto degli elettroni permette la conversione di energia luminosa in energia chimica, essenziale per la produzione di biomasse nelle piante attraverso la fotosintesi.

La Fotosintesi Clorofilliana: Fase Oscura e Processo di Calvin

La fotosintesi clorofilliana è un processo fondamentale per le piante, in quanto permette loro di convertire l’energia solare in energia chimica. Dopo la fase luminosa, che coinvolge il fotosistema I e II, si procede alla fase oscura. Questa fase, a differenza di quanto il nome possa suggerire, non richiede luce diretta per avvenire, ma è necessaria per completare il processo fotosintetico.

Ciclo di Calvin: Fase Oscura della Fotosintesi Clorofilliana

Nella fase oscura della fotosintesi clorofilliana, l’energia prodotta durante la fase luminosa sotto forma di molecole di ATP e NADPH viene impiegata per la sintesi di glucosio a partire dal biossido di carbonio. Queste molecole forniscono energia e reagenti essenziali per portare a termine il processo, nonostante la sua natura fortemente endoergonica. Le reazioni della fase oscura avvengono all’interno di un ciclo noto come ciclo di Calvin.

Il Ciclo di Calvin e le Sue Fasi Principali

Il ciclo di Calvin si svolge nello stroma del cloroplasto e coinvolge la fissazione del carbonio, la riduzione e la rigenerazione della molecola di partenza.

Fissazione del Carbonio nel Ciclo di Calvin

Nella fase di fissazione del carbonio, il ribulosio 1,5-bisfosfato (RuBP) agisce come accettore principale del biossido di carbonio. Grazie all’enzima Rubisco, il biossido di carbonio viene fissato al RuBP, dando origine a una molecola instabile a 6 atomi di carbonio che si divide rapidamente in due molecole a tre atomi di carbonio chiamate 3-fosfoglicerato (3-PGA).

Riduzione nel Ciclo di Calvin

La fase di riduzione del ciclo di Calvin richiede sia ATP che NADPH e converte il 3-PGA ottenuto dalla fase di fissazione in uno zucchero a tre atomi di carbonio. Questo processo avviene in due fasi principali, coinvolgendo la fosforilazione del 3-PGA e la successiva riduzione delle molecole risultanti.

Rigenerazione nel Ciclo di Calvin

La fase di rigenerazione è fondamentale per il proseguimento del ciclo, in quanto rigenera il RuBP che è essenziale per il processo di fissazione del carbonio. Inoltre, parte del G3P prodotto viene utilizzata per la sintesi di zuccheri come fruttosio 1,6-bisfosfato e glucosio, mentre il resto viene impiegato nei processi anabolici e catabolici del metabolismo.

In conclusione, il ciclo di Calvin rappresenta una fase cruciale della fotosintesi clorofilliana, in cui il biossido di carbonio atmosferico viene convertito in zuccheri utilizzabili dalle piante per la crescita e lo sviluppo.Il Ciclo di Calvin e la Produzione di Glucosio nella Fotosintesi

Il processo della fotosintesi clorofilliana coinvolge diverse reazioni che portano alla produzione di glucosio, essenziale per la sopravvivenza delle piante. Una delle fasi cruciali è il ciclo di Calvin, in cui si verifica la fissazione del biossido di carbonio per la sintesi di zuccheri.

Reazioni del Ciclo di Calvin

Nel ciclo di Calvin, la reazione tra il ribulosio-1,5-bisfosfato e il biossido di carbonio è catalizzata dall’enzima Rubisco. Questa reazione porta alla formazione di composti intermedi instabili che si frammentano in molecole più piccole di tre atomi di carbonio ciascuna, come la gliceraldeide-3-fosfato. Queste molecole possono successivamente condensarsi per formare glucosio, grassi o proteine.

Importanza della Gliceraldeide-3-fosfato

La gliceraldeide-3-fosfato prodotta nel ciclo di Calvin può essere utilizzata in varie vie metaboliche per la sintesi di diversi composti. Parte di essa viene riutilizzata per ricostituire il ribulosio-1,5-bisfosfato, necessario per mantenere attivo il ciclo. Per produrre una molecola di glucosio, il ciclo di Calvin deve essere completato sei volte, consumando ATP e NADPH.

Ruolo del Piruvato nei Mitocondri

Oltre alla produzione di zuccheri, il ciclo di Calvin influisce sulla sintesi di molecole come il piruvato, che può successivamente entrare nei mitocondri per il processo di respirazione cellulare. Questa interconnessione tra la fotosintesi e la respirazione cellulare rappresenta una parte fondamentale del metabolismo delle piante.

Per saperne di più sulla fotosintesi e sui suoi processi biochimici, puoi visitare i seguenti link:

– [La fotosintesi: un sistema redox per la vita](https://chimica.today/biochimica/la-fotosintesi-un-sistema-redox-per-la-vita/)
– [Fase luminosa della fotosintesi](https://chimica.today/biochimica/fase-luminosa-della-fotosintesi/)
– [Ciclo di Calvin o della fase oscura](https://chimica.today/biochimica/ciclo-di-calvin-o-della-fase-oscura/)

Glicolurile: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Chimica Organica

Redazione

-

19 Febbraio 2023

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Glicolurile: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Glicolurile: struttura e proprietà

Il glicolurile è un composto organico avente formula C4H6N4O2 costituito da due gruppi ciclici di urea uniti tra loro da due unità di carbonio. Si presenta come un solido bianco inodore e scarsamente solubile in ammoniaca, acido cloridrico e pochi solventi organici come l’etere etilico. È insolubile in acido acetico e etanolo. La sua solubilità in acqua varia a seconda della temperatura, con 0.2 g/100 mL a 20°C e 1.5 g/100 mL a 100°C.

Sintesi del glicolurile

Il glicolurile può essere ottenuto dalla reazione tra un equivalente di gliossale e tre equivalenti di urea, con una resa del 70%. La reazione avviene in presenza di anidride fosforica. Può anche essere prodotto per riduzione dell’allantoina, composto che appartiene alle ureidi.

Derivati del glicolurile

Alcuni derivati del glicolurile si ottengono attraverso reazioni di condensazione dell’urea con 1,2-dichetoni, utilizzando acido fosforico come catalizzatore. Una possibile sintesi avviene in acqua a temperatura ambiente di urea e composti 1,2-dicarbonilici con anidride fosforica come catalizzatore.

Applicazioni e usi del glicolurile

Il glicolurile è utilizzato nella chimica supramolecolare per la sintesi di cucurbiturili, macrocicli costituiti da unità monomeriche di glicolurile. Trova impiego nella produzione di resine per vernici e rivestimenti, nel trattamento delle acque, come disinfettante per piscine, e come fertilizzante azotato a rilascio lento. Nei materiali, può essere impiegato in polimeri e cristalli liquidi.

Chimica, il Polifosfato – ruolo biologico

Chimica

Redazione

-

19 Febbraio 2023

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Chimica, il Polifosfato – ruolo biologico

Il polifosfato inorganico e la sua struttura

Il polifosfato inorganico è un polimero composto da unità strutturali di fosfato tetraedriche collegate tra loro attraverso legame fosfo-anidridico, noto anche come legame fosfato ad alta energia. Questo polimero può presentarsi sotto forma lineare, ramificata o ciclica.

Origine e distribuzione

I polifosfati inorganici hanno dimensioni variabili, composti da tre a oltre mille residui di ortofosfato. Sono diffusi in natura, presenti nei batteri, nei lieviti, nelle cellule vegetali e animali. Si pensa che siano tra le prime molecole ricche di energia sulla Terra, formate durante le eruzioni vulcaniche.

Metodi di ottenimento e presenza in natura

I polifosfati inorganici si ottengono attraverso la disidratazione dell’ortofosfato a temperature elevate e si trovano nei condensati vulcanici e nelle profonde fumarole oceaniche. A pH fisiologico, ogni unità di fosfato nel polifosfato ha una carica negativa, rendendo il polimero anionico.

Ruolo biologico dei polifosfati

I polifosfati sono biopolimeri antichi che si trovano in una vasta gamma di organismi, dal batterio all’uomo. Questi polimeri sono una fonte energetica chimicamente utilizzabile e hanno un ruolo importante nella mineralizzazione ossea. Inoltre, sono coinvolti in processi di medicina rigenerativa, agendo come deposito di energia e donatori nel contesto extracellulare.

Polifosfato e energia cellulare

Il polifosfato serve come fonte energetica nelle reazioni cellulari, giocando un ruolo chiave nei processi di trasporto di energia e collegando il catabolismo e l’anabolismo cellulare. Inoltre, è coinvolto nella reazione di idrolisi dell’ATP, che rilascia energia per sostenere altri processi cellulari endoergonici.

Modulazione della cascata di coagulazione

Il polifosfato regola la cascata di coagulazione del sangue, influenzando diversi processi come l’attivazione del fattore V, la struttura del coagulo di fibrina e l’attivazione del fattore XI. La sua capacità di legarsi a enzimi della coagulazione come la callicreina e la trombina lo rende un importante regolatore della coagulazione e dell’infiammazione.

In sintesi, il polifosfato inorganico svolge diverse funzioni biologiche cruciali, dalle applicazioni in campo medico alla regolazione delle reazioni cellulari e della coagulazione del sangue. La sua presenza e il suo ruolo sono ampiamente studiati e apprezzati nel contesto della biologia e della medicina.

Chimica organica, gli Eteri polivinilici

Chimica Organica

Redazione

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18 Febbraio 2023

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Chimica organica, gli Eteri polivinilici

Gli Eteri Polivinilici: Caratteristiche e Applicazioni

Gli eteri polivinilici (PVE) sono materiali che si presentano in diverse forme, come oli viscosi o materiali gommosi, a seconda della loro struttura, dei monomeri di partenza e del peso molecolare. Questi composti sono stati sviluppati a seguito dei progressi nel campo degli eteri vinilici, con formula ROCH=CH2, che costituiscono i monomeri di queste specie. Una scoperta fondamentale nella chimica degli eteri vinilici è stata fatta nel 1888 da Favorskij, che ha studiato l’addizione nucleofila di alcoli agli acetileni in presenza di basi.

Proprietà degli Eteri Polivinilici

Gli ether polivinilici hanno una temperatura di transizione vetrosa al di sotto della temperatura ambiente e mostrano elasticità e resistenza all’idrolisi. Sono caratterizzati da una discreta resistenza agli agenti atmosferici e al calore, grazie all’assenza di siti di insaturazione nello scheletro del polimero. Questi materiali sono miscibili con l’acqua e solubili in molti solventi.

Sintesi degli Eteri Polivinilici

I polivinil alchil eteri vengono generalmente preparati mediante polimerizzazione di alchil vinil eteri monomerici. Questa polimerizzazione avviene principalmente attraverso un processo cationico, utilizzando acidi di Lewis come catalizzatori di polimerizzazione, come il trifluoruro di boro e l’anidride solforosa. La reattività dei monomeri di partenza dipende dall’iniziatore utilizzato e dalla struttura del vinil etere stesso.

Esempio di Utilizzo: Polietil Vinil Etere

Un esempio di eteri polivinilici è il polietil vinil etere, ottenuto dalla polimerizzazione dell’etil vinil etere in presenza di benzene e cloruro di alluminio. Questo composto è utilizzato come plastificante per lacche a base di nitrato di cellulosa e resina di cellulosa, nonché come base per adesivi sensibili alla pressione in pellicole e nastri, specialmente nelle applicazioni chirurgiche.

Usi degli Eteri Polivinilici

Gli eteri polivinilici e i loro copolimeri sono ampiamente impiegati come adesivi, lubrificanti, grassi, elastomeri e agenti anticorrosione. In particolare, vengono utilizzati come lubrificanti sintetici e come oli refrigeranti.

In conclusione, gli eteri polivinilici sono materiali versatili con diverse applicazioni nell’industria chimica e manifatturiera, grazie alle loro proprietà uniche e alla loro capacità di adattarsi a differenti ambienti e esigenze.

Acido anacardico: proprietà, sintesi, reazioni

Chimica Organica

Redazione

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17 Febbraio 2023

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Acido anacardico: proprietà, sintesi, reazioni

Acido anacardico: un derivato dell’acido salicilico con proprietà versatile

Acido anacardico è un acido idrossibenzoico, ottenuto dal guscio di anacardio, una pianta originaria del Brasile. È un componente principale del liquido presente nel guscio di anacardio. Diversamente dall’acido salicilico, l’acido anacardico presenta un gruppo pentadecilico in posizione 6.

Varianti molecolari dell’acido anacardico sono state individuate dai chimici, caratterizzate da una struttura di base con R che può variare da 15 a 17 atomi di carbonio e differenti gradi di insaturazione.

Proprietà e usi dell’acido anacardico

Questo liquido giallo ha la particolarità di essere miscibile in diversi solventi come etanolo, metanolo, dimetilsolfossido, diclorometano, dimetilformammide, etere etilico, etere di petrolio e acetato di etile.

In passato, era utilizzato nella medicina tradizionale per trattare ulcere, gengivite, malaria e sifilide. Attualmente, l’acido anacardico è apprezzato per le sue proprietà antimicrobiche e antiossidanti, che aiutano a proteggere le cellule umane dallo stress ossidativo. Inoltre, si è dimostrato in grado di modulare le risposte immunitarie e favorire l’angiogenesi.

La preparazione dell’acido anacardico avviene attraverso l’estrazione dei gusci di anacardi con etere di petrolio. Successivamente, tramite cromatografia su strato sottile, è possibile separare l’acido anacardico da altri composti presenti come metilcardolo e cardanolo.

Reazioni e utilizzi dell’acido anacardico

Una delle reazioni più importanti che coinvolge l’acido anacardico è la decarbossilazione, che avviene per decomposizione termica e porta alla formazione di cardanolo.

Questo acido trova impiego come materiale di partenza per la sintesi di vari composti biologicamente attivi. La sua capacità di stimolare la produzione di specie reattive dell’ossigeno lo rende interessante per la possibile creazione di nuovi antibiotici, in un contesto di crescente resistenza batterica agli antibiotici tradizionali.

Nell’industria chimica, l’acido anacardico è utilizzato per la produzione di cardanolo, un lipide fenolico impiegato per la creazione di resine e rivestimenti. Inoltre, il fenolalcanammine derivato dall’acido anacardico viene utilizzato come agente indurente per rivestimenti epossidici, particolarmente efficaci per i pavimenti in calcestruzzo.

Acido poliacrilico: proprietà, sintesi, usi

Chimica Organica

Redazione

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16 Febbraio 2023

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Acido poliacrilico: proprietà, sintesi, usi

Acido Poliacrilico: un polimero versatile derivato dall’acido acrilico

L’acido poliacrilico, noto anche come Carbomer, è un polimero derivato dall’acido acrilico ampiamente utilizzato nell’industria. Presenta un gruppo carbossilico per ogni unità monomerica, conferendogli una elevata densità di carica negativa.

Proprietà dell’acido poliacrilico

Questo polimero è solubile in varie sostanze come tetraidrofurano, acqua, metanolo, diossano, dimetilformammide ed etanolo, ma precipita in etere etilico, acetone ed esano. Inoltre, è biocompatibile, atossico e sensibile al pH. Quando deprotonato, è in grado di assorbire e trattenere acqua, conferendogli un alto grado di rigonfiamento. Per questo motivo, è impiegato in ambito sanitario, agricolo, biomedico, fisiologico, nonché nelle tecniche di isolamento e trattamento delle acque reflue.

Capacità mucoadesive dell’acido poliacrilico

Grazie alla sua idrofilicità dovuta ai gruppi carbossilici, l’acido poliacrilico presenta caratteristiche mucoadesive. Ciò significa che è in grado di aderire alle superfici umide come le mucose, formando legami a idrogeno. La mucoadesione avviene in due fasi: stabilimento del contatto e formazione di legami chimici secondari con le glicoproteine della mucina.

Sintesi dell’acido poliacrilico

L’acido poliacrilico viene sintetizzato in un mezzo acquoso mediante una reazione di polimerizzazione radicalica, utilizzando persolfato di potassio e pirosolfato di sodio come iniziatore e solfato di ferro (II) pentaidrato come regolatore della lunghezza della catena.

Utilizzi dell’acido poliacrilico

Questo polimero viene impiegato nelle lacrime artificiali come idrogel per trattare la sindrome dell’occhio secco, oltre che in applicazioni mediche e farmaceutiche. Sebbene la sua elevata solubilità in acqua limiti l’utilizzo diretto nel campo farmaceutico, è possibile superare questa limitazione mediante opportune modificazioni come la complessazione o reticolazione del polimero. Ad esempio, le nanoparticelle derivate dall’acido poliacrilico possono essere utilizzate per la somministrazione di farmaci grazie alla loro stabilità e biocompatibilità. Inoltre, trova impiego in adesivi, rivestimenti e imballaggi.

Chimica, Acetato di sodio: pH, sintesi, reazioni

Chimica

Redazione

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15 Febbraio 2023

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Chimica, Acetato di sodio: pH, sintesi, reazioni

Acetato di sodio: caratteristiche e sintesi

L’acetato di sodio, conosciuto anche come sodio etanoato, è il sale sodico dell’acido acetico con formula CH3COONa, che può presentarsi anidro o come sale triidrato. Derivante da un acido debole (acido acetico) e una base forte (NaOH), le soluzioni contenenti tale sale mostrano un’ idrolisi basica e un pH superiore a 7.

Proprietà dell’acetato di sodio

L’acetato di sodio si presenta sotto forma di polvere bianca cristallina igroscopica, solubile in acqua ed etanolo. Non ha odore a temperatura ambiente, ma emana l’odore caratteristico dell’aceto quando riscaldato. È reattivo con ossidanti forti e subisce decomposizione termica ad alte temperature, producendo metano, biossido di carbonio e, a temperature superiori ai 400°C, anche idrogeno.

Sintesi dell’acetato di sodio

Per preparare l’acetato di sodio, si può far reagire una soluzione di acido acetico con bicarbonato di sodio o carbonato di sodio decaidrato secondo l’equazione:

CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O

Il sodio acetato: produzione e reazioni

Il sodio acetato, anche noto con la formula CH₃COONa, può essere preparato tramite la reazione tra acido acetico glaciale e sodio metallico in atmosfera inerte. Questo processo industriale segue l’equazione:

2 CH₃COOH + 2 Na → 2 CH₃COONa + H₂

Un’altra reazione importante riguarda la decarbossilazione del sodio acetato, ottenuta riscaldando il sale anidro a 360 °C in presenza di NaOH e CaO. Qui i prodotti della reazione sono metano e carbonato di sodio:

CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

Il sodio acetato può anche reagire con il cloruro di acetile per produrre anidride acetica:

CH₃COONa + CH₃COCl → CH₃COOCOCH₃ + NaCl

Usi del sodio acetato

Il sodio acetato trova diversi utilizzi:

– In campo medico, viene impiegato per trattare bassi livelli di sodio.
– In combinazione con l’acido acetico, è utilizzato per preparare soluzioni tampone.
– Nell’industria tessile, viene impiegato per neutralizzare l’acido solforico.
– Grazie alla capacità di inibire la crescita batterica in un’ampia gamma di pH, viene utilizzato come conservante alimentare.
– Trova impiego come emulsionante in vari prodotti industriali come gelati, budini e creme spalmabili.

Il sodio acetato rappresenta dunque una sostanza versatile con numerose applicazioni sia nel settore industriale che in quello medico e alimentare. La sua produzione e le sue reazioni chimiche offrono un ampio spettro di possibilità d’impiego.