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Buco dell’ozono: reazioni, CFC

Fabrice Deseaux

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1 Ottobre 2019

Il significato del buco dell’ozono è la diminuzione dello strato di ozono che agisce come scudo protettivo dalla radiazione U.V. proveniente dal sole.

Cos’è l’ozono?

L’ozono è una forma allotropica dell’ossigeno con formula O₃, che si trova principalmente negli strati superiori dell’atmosfera, in particolare nell’ozonosfera, dove si forma da molecole di ossigeno a causa di fenomeni come fulmini, scariche elettriche o scintille.

Processo di formazione dell’ozono

Durante tali eventi, avviene una scissione omolitica della molecola di ossigeno, generando due radicali. Il radicale così creato reagisce con una molecola di ossigeno per formare l’ozono.

Reazione dell’ozono

Questa reazione è reversibile quando l’ozono viene colpito dalla radiazione solare, portando alla formazione di ossigeno molecolare. In condizioni normali, queste reazioni fotochimiche sono in equilibrio, consentendo all’ozono di filtrare le radiazioni UV più dannose.

Effetti del buco dell’ozono

Il buco dell’ozono comporta rischi per la salute umana, aumentando il rischio di melanoma e altre patologie cutanee. Inoltre, influisce sulla fotosintesi clorofilliana e sulla catena alimentare marina.

Relazione tra CFC e il buco dell’ozono

Il buco dell’ozono è in parte attribuibile ai CFC, composti utilizzati in diversi settori industriali. Queste sostanze, una volta liberate nell’atmosfera, reagiscono con la radiazione solare, rilasciando cloro che danneggia lo strato di ozono.

Trattato internazionale per la protezione dello strato di ozono

Dato il grave impatto dei CFC sullo strato di ozono, nel 1987 è stato firmato il trattato di Montreal per limitarne la produzione e l’uso. L’Unione Europea ha adottato questo trattato nel 1994, ma si prevede che ci vorrà tempo prima che lo strato di ozono possa tornare ai livelli precedenti.

In conclusione, è fondamentale continuare gli sforzi per proteggere lo strato di ozono e limitare le sostanze dannose che contribuiscono al deterioramento di questo importante scudo protettivo per la Terra.

Anidride maleica: sintesi, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

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26 Settembre 2019

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Anidride maleica: sintesi, reazioni, usi

L’anidride maleica è un eterociclo insaturo che deriva dall’acido maleico. Questo composto organico si presenta come un solido cristallino bianco dall’odore acre a temperatura ambiente.

Utilizzi e proprietà

L’anidride maleica è un intermedio ampiamente impiegato grazie alla sua struttura polifunzionale che comprende due gruppi carbossilici e un doppio legame. Ciò la rende adatta per diverse applicazioni chimiche.

Recentemente, la sintesi dell’anidride maleica da idrossimetilfurfurale ottenuto da biomasse è stato oggetto di studio nell’ambito di una chimica sostenibile. Questi nuovi approcci sintetici rappresentano una sfida importante per ridurre l’impatto ambientale.

Fonti di materia prima

Le principali fonti di biomasse per la produzione di anidride maleica includono paglia di riso, paglia di frumento, legno, scarti dell’industria del mais, colture annuali e perenni e carta da macero. Queste materie prime contengono cellulosa, emicellulosa e lignina, che sono componenti cruciali per la sintesi dell’anidride maleica.

Sintesi dell’anidride maleica

L’anidride maleica, insieme agli acidi maleico e fumarico, è stata preparata per la prima volta negli anni ’30 dell’Ottocento. Tuttavia, la produzione su larga scala è iniziata molto tempo dopo. Il metodo di produzione iniziale coinvolgeva l’ossidazione del benzene con un catalizzatore di ossido di vanadio.

Per ottenere l’anidride maleica, si può procedere alla disidratazione dell’acido maleico o fumarico a caldo, con il primo metodo preferito per la sua maggiore velocità. Un’altra via consiste nell’ossidare una miscela di benzene e aria in presenza di un catalizzatore di ossido di vanadio (V), a una pressione di 2 atm e a temperature comprese tra i 400 e i 450°C.

In conclusione, l’anidride maleica ha un ruolo significativo nell’industria chimica e la sua produzione sostenibile rappresenta una sfida rilevante per ridurre l’impatto ambientale delle attività industriali.

L’anidride Maleica e le sue Applicazioni Chimiche

L’anidride maleica è un intermedio chimico altamente reattivo con un ampio spettro di usi attuali e potenziali in vari settori della chimica, grazie alla sua struttura polifunzionale contenente due gruppi carbossilici e un doppio legame.

Reazioni Chimiche

Reazione di Diels-Alder:

L’anidride maleica può reagire con l’1,3-butadiene tramite una reazione di Diels-Alder, generando l’anidride cis-1,2,3,6-tetraidroftalica.

Dimerizzazione:

Inoltre, può partecipare a una reazione di dimerizzazione attraverso una reazione fotochimica, formando una dianidride.

Applicazioni dell’Anidride Maleica

L’anidride maleica viene impiegata come monomero nella produzione di resine poliestere insature utilizzate per creare polimeri termoindurenti e resine alchidiche modificate, ampiamente impiegate come leganti nel settore delle vernici.

Oltre a queste applicazioni principali, l’anidride maleica trova impiego in diversi settori, quali:

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Rivestimenti

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Prodotti farmaceutici

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Resine poliestere insature costituite da un diacido aromatico o alifatico e un glicole

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Resine alchidiche

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Additivi lubrificanti

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Prodotti agricoli

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Pesticidi

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Erbicidi selettivi

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Tensioattivi

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Esteri

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Additivi per materie plastiche

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Dolcificanti artificiali

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Esaltatori di sapidità

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Spray per capelli

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Copolimeri

In sintesi, l’anidride maleica rappresenta un componente chimico versatile con un’ampia gamma di applicazioni che variano dai settori industriali a quelli farmaceutici e alimentari. La sua versatilità e la sua reattività la rendono un ingrediente di rilievo in numerosi processi chimici e prodotti di consumo.

Acido maleico: sintesi, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

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24 Settembre 2019

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Applicazioni e Caratteristiche dell’Acido Maleico

L’acido maleico (MA) è un’importante materia prima utilizzata in varie industrie, come quella dei lubrificanti, delle resine poliestere insature, dei rivestimenti superficiali, dei plastificanti, dei copolimeri e dei prodotti chimici per l’agricoltura.

Acido Maleico: Struttura e Proprietà

L’acido maleico è un acido bicarbossilico insaturo composto da quattro atomi di carbonio con un doppio legame tra il secondo e il terzo atomo di carbonio. Presenta i gruppi carbossilici sullo stesso lato, rendendolo l’isomero cis dell’acido butendioico.

L’acido maleico si distingue dall’isomero trans, l’acido fumarico, ed è meno stabile di quest’ultimo. Entrambi contengono due gruppi carbonilici acidi e un doppio legame in posizione α e β. È un solido cristallino solubile in acqua che forma una soluzione acida a causa delle sue costanti di dissociazione.

Sintesi dell’Acido Maleico

L’acido maleico può essere ottenuto per idrolisi dell’anidride maleica e per reazione con acido cloridrico in presenza di zinco si ottiene l’acido succinico.

Reazioni dell’Acido Maleico

Riscaldando l’acido maleico si può ottenere l’acido fumarico per isomerizzazione, catalizzata da tiourea o acidi minerali. Mostra reazioni tipiche degli alcheni e degli acidi carbossilici.

L’acido maleico ha una vasta gamma di applicazioni e proprietà uniche che lo rendono un componente essenziale in svariati settori industriali.

Applicazioni dell’Acido Maleico e dei suoi Derivati

L’acido maleico è un composto chimico che trova numerose applicazioni e può essere sfruttato per la sintesi di diversi prodotti. È utilizzato nella produzione di esteri tramite esterificazione con i glicoli, dando vita ai poliesteri. Inoltre, può essere convertito in anidride maleica tramite disidratazione, in acido malico per idratazione, e in acido succinico tramite idrogenazione catalitica.

Reazioni Chimiche dell’Acido Maleico

Questo acido, essendo elettrofilo, è un componente-chiave in molte reazioni di Diels-Alder. Inoltre, reagendo con il cloruro di tionile o il pentacloruro di fosforo, è in grado di formare il cloruro acilico.

Usi dell’Acido Maleico

L’acido maleico viene impiegato non solo per la sintesi dell’acido fumarico, ma anche per la produzione dell’acido gliossilico mediante ozonolisi. Trova inoltre impiego nella produzione di vari altri composti chimici e nella tintura e finissaggio delle fibre naturali. Questo acido è inoltre il precursore dell’acido fumarico, ottenuto mediante una reazione di isomerizzazione catalizzata da tiourea, e dell’anidride maleica.

In definitiva, le potenzialità dell’acido maleico e dei suoi derivati sono ampie e diversificate, offrendo un’ampia gamma di applicazioni nell’ambito della chimica organica e industriale.

Misura della conduttività: conduttimetri

Fabrice Deseaux

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22 Settembre 2019

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Misura della conduttività: conduttimetri

La conduttività: un concetto fondamentale della fisica e della chimica

La conduttività è un’importante proprietà di un corpo che influisce sulla sua capacità di consentire il passaggio di corrente elettrica quando è soggetto a un campo elettrico. I conduttori, come i metalli, offrono poca resistenza al flusso di corrente, mentre gli isolanti, come ceramica, legno e plastica, sono i meno conduttivi.

La conduzione elettrica: un aspetto chiave da comprendere

La corrente elettrica viene trasportata da cationi, anioni e elettroni a seconda del materiale considerato. Studi pionieristici condotti da scienziati come Stephen Gray hanno contribuito a differenziare la conduzione dall’isolamento e a comprendere meglio tali fenomeni.

Conduttività termica e i materiali solidi

La conduttività termica è un’altra caratteristica importante che riguarda il trasferimento di energia termica attraverso un materiale. Questo fenomeno è legato alla struttura cristallina dei solidi non metallici e metallici.

I fattori che influenzano la conduttività

Diversi fattori incidono sulla conduttività di una soluzione, tra cui la concentrazione, la mobilità ionica, la valenza degli ioni e la temperatura. La misurazione della conduttività avviene tramite un conduttimetro, che può essere di diversi tipi a seconda delle esigenze di utilizzo.

Conduttimetri e il loro funzionamento

I conduttimetri sono strumenti dotati di una sonda che viene immersa nella soluzione da analizzare. Essi contengono elettrodi che consentono il passaggio della corrente elettrica, misurata in μS∙cm-1, attraverso la soluzione. Il valore della conduttività dipende dalla conduttanza e dalla costante della cella.

Applicazioni pratiche della conduttività

Le misure di conduttività elettrica trovano impiego nell’analisi della qualità dell’acqua e nel controllo delle acque reflue per garantire il rispetto delle normative ambientali. Misurare la conduttività è utile anche per determinare la concentrazione di vari acidi, come acido cloridrico, fosfato, ammoniaca e altri composti chimici.

In conclusione, la conduttività è un concetto essenziale che trova applicazioni in diversi settori e il suo studio continuo è fondamentale per comprendere i processi chimico-fisici che ci circondano.

Tetrafluoroetilene: sintesi, usi

Fabrice Deseaux

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20 Settembre 2019

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Produzione e Utilizzi del Tetrafluoroetilene

Il tetrafluoroetilene (TFE) è un perfluoroalchene con formula CF₂=CF₂ ed è ampiamente impiegato nell’industria dei polimeri. La sua struttura è simile a quella dell’etene ma con gli atomi di idrogeno sostituiti da atomi di fluoro.

Caratteristiche e Sintesi

Il TFE è un gas incolore e inodore, infiammabile e poco solubile in acqua. Riscaldandolo fino alla decomposizione, emette fumi di fluorocarburi estremamente tossici. L’esposizione acuta per inalazione può causare irritazioni delle vie respiratorie ed edema polmonare.

La sintesi del tetrafluoroetilene avviene mediante la reazione tra metano e cloro a una temperatura compresa tra i 100 e i 150°C, utilizzando gel di allumina o ossido di zinco su silice come catalizzatori. Inizialmente si forma triclorometano (cloroformio) e acido cloridrico. Successivamente, il triclorometano reagisce con acido fluoridrico in presenza di catalizzatori specifici per produrre clorodifluorometano e cloruro di idrogeno.

Produzione e Usi del Tetrafluoroetilene

Il clorodifluorometano viene quindi sottoposto a pirolisi a temperatura elevata per generare tetrafluoroetilene. Questo gas deve essere rapidamente raffreddato per evitare reazioni indesiderate o esplosive. Il tetrafluoroetilene viene impiegato nella produzione di fluoroelastomeri e fluoropolimeri, ed è il monomero essenziale per la produzione del politetrafluoroetilene (PTFE) conosciuto come teflon.

Il teflon è stato scoperto per caso nel 1938 da Roy J. Plunkett mentre lavorava per la DuPont nel New Jersey. Il PTFE è noto per le sue eccezionali proprietà di resistenza chimica, inertezza e basso coefficiente di attrito, ed è ampiamente utilizzato in diverse applicazioni industriali e commerciali.

In conclusione, il tetrafluoroetilene gioca un ruolo chiave nella produzione di materiali avanzati come il teflon e trova impiego in una vasta gamma di settori grazie alle sue proprietà uniche e alla sua versatilità.

Tiocianato di potassio: sintesi, usi

Fabrice Deseaux

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19 Settembre 2019

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Il Tiocianato di Potassio: Caratteristiche e Sintesi

Il Tiocianato di Potassio, noto anche come solfocianuro di potassio, è un solido bianco inodore altamente solubile in acqua, con formula KSCN che include un triplo legame carbonio-azoto. Questo sale incolore dal sapore leggermente amaro è solubile in acqua, alcool ed etere etilico, derivante dall’idrossido di potassio e dall’acido tiocianico.

È un solido cristallino deliquescente che fonde a 173°C. Raggiunta la temperatura di 500°C, il Tiocianato di Potassio subisce una decomposizione termica, producendo cianuro di potassio e zolfo secondo l’equazione: KSCN → KCN + S.

Sintesi del Tiocianato di Potassio

Una via sintetica per ottenere il Tiocianato di Potassio prevede la reazione del potassio esacianoferrato (II) con lo zolfo, formando KSCN, FeS e (CN)2: K4Fe(CN)6 + 5 S → 4 KSCN + FeS + (CN)2.

Un altro metodo sintetico coinvolge il solfuro di carbonio e l’ammoniaca, che reagiscono per formare tiocianato di ammonio e solfuro acido di ammonio: CS2 + 3 NH3 → NH4SCN + NH4HS.

Reazioni e Applicazioni

Il Tiocianato reagisce con l’ione Fe3+ per formare il tiocianato ferrico, che trova impiego nell’analisi quantitativa dell’Fe3+. La colorazione intensa del complesso permette di determinarne la concentrazione tramite tecniche colorimetriche.

Questo composto è utilizzato anche nel

metodo di Volhard

per la determinazione degli alogenuri. In aggiunta a una soluzione di alogenuri, viene aggiunto nitrato di argento in eccesso, seguito da un retrotitolamento con tiocianato di potassio standard usando Fe3+ come indicatore.

Usi

Oltre agli impieghi analitici, il Tiocianato di Potassio ha applicazioni pratiche. Ad esempio, viene utilizzato per sintetizzare l’olio di senape artificiale reagendo con cloruro di allile: CH2=CHCH2Cl + KSCN → CH2=CHCH2NSC è KCl. Trova inoltre utilizzo nella tintura di tessuti e nella produzione di effetti visivi di sangue nei film, soprattutto in combinazione con FeCl3.

In conclusione, il Tiocianato di Potassio, con le sue proprietà uniche e le molteplici applicazioni, rimane un composto versatile nel mondo della chimica e dell’industria.

Entropia: funzioni di stato, processi spontanei

Chimica Fisica

Fabrice Deseaux

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16 Settembre 2019

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Entropia: funzioni di stato, processi spontanei

Il Concetto di Entropia e le sue Applicazioni nel Contesto Termodinamico

L’entropia, simboleggiata dalla lettera S e misurata in joule per kelvin (J/K), rappresenta una funzione di stato introdotta da Clausius nel lontano 1865. Il termine deriva dalla combinazione delle parole greche “εν” (che significa “dentro”) e “τροπη” (che significa “trasformazione”). Questa grandezza può essere spiegata secondo la termodinamica classica in sistemi in equilibrio o tramite un approccio statistico.

L’entropia riveste un ruolo fondamentale nello studio della termodinamica e ha avuto un ruolo chiave nell’introduzione del concetto di funzionamento del motore termico, con contributi significativi da parte di illustri studiosi quali Sadi Carnot, James Prescott Joule, William Thomson, Rudolf Clausius e Max Planck.

Una funzione di stato è un’entità il cui valore dipende esclusivamente dalle condizioni iniziali e finali di una trasformazione termodinamica. La variazione di entropia di un sistema, indicata con ∆S, è misurata in relazione ai cambiamenti che il sistema subisce tra uno stato iniziale e uno finale.

La variazione di entropia per un processo reversibile è definita termodinamicamente come ∆S = Q/T, dove Q rappresenta il calore ceduto o assorbito dal sistema e T è la temperatura a cui avviene il processo. In un processo isoentropico, l’entropia del sistema rimane costante (∆S = 0), benché si tratti di un caso ideale. Nei processi irreversibili, come quelli che si verificano a causa di attrito o reazioni chimiche, l’entropia tende ad aumentare.

Il Secondo Principio della Termodinamica formulato da Clausius sostiene che è impossibile realizzare una trasformazione in cui il calore passi da un corpo a una temperatura data ad un altro corpo a temperatura più alta, senza apportare lavoro esterno o altre forme di energia. Questo implica che, in assenza di lavoro esterno o altre interazioni, il calore si trasferisca naturalmente dal corpo più caldo a quello più freddo fino all’equilibrio termico.

In un processo spontaneo, la variazione di entropia è sempre maggiore di zero o al massimo uguale a zero, e questa è legata al concetto di disordine introdotto da Ludwig Boltzmann. Questo fenomeno può essere trattato matematicamente in termini di termodinamica statistica.

I processi spontanei portano a un aumento del disordine e, di conseguenza, dell’entropia. Ad esempio, se si mette un gas in contatto con un recipiente vuoto, il gas tenderà a espandersi per occupare tutto lo spazio disponibile, seguendo il principio di raggiungere lo stato più probabile.

Idrolasi: sottoclassi, reazioni, esempi

Fabrice Deseaux

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15 Settembre 2019

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Le idrolasi sono enzimi che svolgono un’importante funzione catalitica, favorendo la divisione di molecole complesse in molecole più semplici attraverso un processo chiamato idrolisi.

Funzione delle Idrolasi

Le idrolasi svolgono principalmente una funzione digestiva nel corpo. Ad esempio, le proteasi sono idrolasi che scindono le proteine in peptidi più piccoli e infine in amminoacidi. Allo stesso modo, le lipasi idrolizzano i lipidi, come i trigliceridi, in glicerolo e acidi grassi.

Schema di Reazione Catalizzata

Le idrolasi seguono uno schema generale di reazione: A-B + H2O → A-OH + B-H. Nella classificazione degli enzimi attraverso il numero EC, le idrolasi sono assegnate alla categoria EC4 e sono suddivise in base ai legami su cui agiscono.

Sottoclassi delle Idrolasi

EC 3.1 – Esterasi

Le esterasi sono un tipo di idrolasi che catalizzano l’idrolisi del legame estereo. Sono ulteriormente suddivise a seconda del tipo di estere. Un esempio è la carbossilesterasi che scinde gli esteri in alcol e acido carbossilico.

EC 3.2 – Glicosidasi

Le glicosidasi sono un’altra categoria di idrolasi che catalizzano l’idrolisi dei composti glicosidici. Queste idrolasi sono cruciali per la sintesi e rottura dei legami glicosidici.

EC 3.3 – Idrolasi su Legami Eterei

Le idrolasi di questa categoria agiscono sui legami eterei. Un esempio è l’isocorismatasi che converte isocorismato e acqua in piruvato e 2,3-diidrossi-2,3-diidrobenzoato.

EC 3.4 – Idrolasi su Legami Peptidici

Le idrolasi di questa categoria agiscono sui legami peptidici. Un esempio è la proteasi che interviene sul legame peptidico, scomponendo le proteine in componenti più piccoli.

Le idrolasi svolgono quindi un ruolo fondamentale nel metabolismo catalizzando reazioni di idrolisi che sono cruciali per il funzionamento ottimale delle cellule e degli organismi.

Categoria Enzimi EC 3.5

Gli enzimi appartenenti alla classe EC 3.5 sono idrolasi che agiscono su un legame carbonio-azoto escludendo il legame peptidico. Un esempio di questa categoria è la glutaminasi che catalizza l’idrolisi della glutammina producendo acido glutammico e ammoniaca.

Categoria Enzimi EC 3.6

Gli enzimi della classe EC 3.6 agiscono principalmente su composti contenenti legami difosfato, come nucleosidi e fosfati. Un esempio è l’adenosintrifosfatasi che rimuove un gruppo fosfato dall’ATP, trasformandolo in ADP.

Categoria Enzimi EC 3.7

Gli enzimi appartenenti alla categoria EC 3.7 agiscono sul legame carbonio-carbonio di sostanze chetoniche. Un esempio è l’ossaloacetasi che catalizza l’idrolisi dell’acido ossalacetico in acido ossalico e acido acetico.

Categoria Enzimi EC 3.8

Gli enzimi della classe EC 3.8 agiscono sul legame carbonio-alogeno. Un esempio di questa categoria sono le alchilalidasi che catalizzano l’idrolisi di composti come dibromo e diclorometano, trasformandoli in bromo, cloro e formaldeide.

Categoria Enzimi EC 3.9

Gli enzimi appartenenti alla categoria EC 3.9 agiscono sul legame fosforo-azoto. Un esempio di questo tipo di enzimi è la fosfoamidasi che catalizza l’idrolisi della N-fosfocreatina producendo creatina e fosfato.

Categoria Enzimi EC 3.10

Gli enzimi della classe EC 3.10 agiscono sul legame zolfo-azoto. Un esempio di questa categoria è la ciclammato solfoidrolasi che catalizza…

Enzimi che agiscono su diversi tipi di legami chimici

Gli enzimi sono proteine altamente specializzate che svolgono un ruolo importante nei processi di idrolisi e trasformazione di diverse molecole. In particolare, esistono diversi tipi di enzimi che agiscono su specifici legami chimici, dando vita a reazioni fondamentali per la sintesi e la degradazione di composti organici.

EC 3.11: Idrolisi del legame carbonio-fosforo

Un esempio di enzimi appartenenti a questa categoria è la fosfonoacetaldeide idrolasi, che catalizza l’idrolisi della fosfonoacetaldeide trasformandola in acetaldeide. Questa reazione è essenziale per la sintesi di composti organofosforici come intermedi nella produzione di vari composti chimici.

EC 3.12: Idrolisi del legame zolfo-zolfo

Gli enzimi che agiscono sul legame zolfo-zolfo rientrano in questa categoria. Ad esempio, la tritionato idrolasi catalizza l’idrolisi del tritionato, che si trasforma in tiosolfato e solfato secondo la seguente reazione:
S3O6^2- + H2O → S2O3^2- + SO4^2- + 2 H+

EC 3.13: Idrolisi del legame carbonio-zolfo

Gli enzimi che lavorano sul legame carbonio-zolfo includono la solfuro di carbonile idrolasi, che catalizza l’idrolisi del solfuro di carbonile trasformandolo in solfuro di idrogeno e biossido di carbonio:
O=C=S + H2O → H2S + CO2

Questi processi enzimatici sono fondamentali per la chimica organica e la sintesi di composti chimici complessi. L’attività catalitica degli enzimi gioca un ruolo cruciale nella regolazione e nell’accelerazione di queste reazioni biochimiche, contribuendo al metabolismo cellulare e alla biochimica dei processi biologici.

Legame δ: legami quadrupli, piani nodali

Fabrice Deseaux

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13 Settembre 2019

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Legame δ: legami quadrupli, piani nodali

Il legame delta, noto anche come legame quadruplo, è un tipo di legame chimico che coinvolge un numero limitato di molecole e un piccolo numero di atomi. Questo concetto è stato introdotto nel 1916 dal chimico statunitense Gilbert Lewis, il quale ha contribuito alla comprensione dei legami chimici tra atomi attraverso la condivisione di elettroni.

Legami con legame delta

La teoria degli orbitali molecolari e la teoria del legame di valenza hanno ulteriormente confermato l’esistenza del legame delta, che è di tipo covalente e coinvolge la sovrapposizione di quattro lobi di un orbitale atomico con quattro lobi di un altro orbitale atomico. Questa sovrapposizione porta alla creazione di un orbitale molecolare di legame che presenta due piani nodali che passano attraverso entrambi gli atomi coinvolti.

Scoperta del legame delta

La scoperta del legame delta è avvenuta nel 1965 con la conferma dell’esistenza di un legame quadruplo tra atomi nel composto Re2Cl82-. Questo composto contiene un legame sigma, due legami pi e un legame delta. Il Re2Cl82- ha fornito importanti informazioni sul campo dei legami metallo-metallo e ha influenzato ulteriori ricerche sulla struttura e sulle proprietà di questi composti.

Formazione del legame delta

Oltre al renio, al molibdeno e al cromo, anche altri elementi del blocco d e blocco f possono formare legami quadrupli mediante la sovrapposizione di orbitali specifici. Gli orbitali dxy di un atomo possono sovrapporsi con gli orbitali dx2-y2 di un altro atomo per creare il legame delta.

Caratteristiche del legame delta

Il legame delta è caratterizzato da quattro regioni di sovrapposizione degli orbitali e presenta due piani nodali rispetto ai legami pi che ne presentano solo uno. A differenza degli orbitali pi*, che hanno quattro lobi ma con piani nodali differenti, il legame delta è più debole dei legami sigma e pi. Spesso, il legame delta fa parte di cluster di metalli di transizione, contribuendo alle proprietà e alla stabilità di questi composti.

Fruttosio: proprietà, metabolismo

Fabrice Deseaux

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8 Settembre 2019

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Il fruttosio è un tipo di monosaccaride con formula C6H12O6 ed è un isomero del glucosio, caratterizzato come chetoso anziché aldoso. È stato isolato per la prima volta nel 1847 dal chimico francese Augustin-Pierre Dubrunfaut ed è il principale zucchero presente in frutti come mele, uva, arance e angurie, nonché nel miele con una percentuale di zuccheri totale di circa il 50%.

Proprietà del Fruttosio

Il fruttosio, noto anche come levulosio o zucchero della frutta, è il monosaccaride più solubile e dal sapore più dolce per calorie. A livello cristallino, possiede una struttura ciclica emicetalica, come tutti i monosaccaridi con almeno 4 atomi di carbonio. Il β-fruttosio-piranosio ha una struttura ciclica più stabile rispetto alla forma aperta.

Il fruttosio è presente nei disaccaridi come il saccarosio, dove è legato al glucosio, e negli oligosaccaridi e polisaccaridi. Come il glucosio, può subire fermentazione alcolica secondo l’equazione: C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2. Inoltre, come altri zuccheri riducenti, il fruttosio partecipa alla reazione di Maillard con proteine e amminoacidi durante la cottura degli alimenti. In ambienti acidi, può degradarsi formando acido levulinico e acido formico.

Metabolismo

Il fruttosio ha un metabolismo unico rispetto al glucosio, poiché viene elaborato principalmente dal fegato. Esso viene trasformato in glucosio o grassi per essere utilizzato come energia. Il consumo eccessivo di fruttosio può provocare effetti negativi sulla salute metabolica, come resistenza all’insulina e obesità.

In conclusione, il fruttosio è un componente significativo nella natura e nell’industria alimentare, con molteplici implicazioni nel metabolismo e nella salute umana.Il metabolismo del fruttosio nell’organismo umano avviene principalmente nel fegato, dove viene convertito in fruttosio-1-fosfato dalla chinasi. Questa molecola diventa poi substrato dell’aldolasi B, che la divide in diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide.

Metabolismo della gliceraldeide

La gliceraldeide può seguire due vie metaboliche:
– Fosforilazione in gliceraldeide-3-fosfato, che entra nella via glicolitica.
– Riduzione a glicerolo tramite l’alcol deidrogenasi. Il glicerolo viene poi fosforilato in glicerolo-3-fosfato e successivamente deidrogenato in diidrossiacetone fosfato. Quest’ultimo subisce un’isomerizzazione in gliceraldeide-3-fosfato, che entra anch’essa nella via glicolitica.

Conclusione

Un eccessivo consumo di fruttosio, presente in numerosi alimenti e bevande, può comportare rischi per la salute. E’ importante mantenere un equilibrio nella dieta per evitare potenziali danni.

Taurina: sintesi, integratori

Fabrice Deseaux

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6 Settembre 2019

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La scoperta dell’acido 2-amminoetanosolfonico conosciuto come taurina risale al 1827 da parte dei ricercatori tedeschi Friedrich Tiedemann e Leopold Gmelin durante uno studio sulla bile del toro. La taurina è un composto presente in vari tessuti animali e, sebbene sia considerata un amminoacido, non possiede il gruppo carbossilico tipico di queste molecole.

La struttura della taurina

La taurina assume la forma di uno zwitterione intorno al valore di pH fisiologico di 7. Questo è confermato dalla cristallografia a raggi X, che mostra il gruppo amminico protonato e il gruppo -SO3H deprotonato nella sua forma zwitterionica.

Proprietà e funzioni della taurina

La taurina è coinvolta nel catabolismo ossidativo della cisteina e si trova in alimenti come pesce, uova, latte, frutti di mare e carne. Non è incorporata nelle proteine, ma è diffusa nei tessuti animali, concentrandosi particolarmente negli occhi, nel sistema nervoso centrale e nei muscoli scheletrici. Svolge un ruolo chiave nel metabolismo dei cationi, nell’attività enzimatica, nello sviluppo cellulare e nella segnalazione cellulare.

Biosintesi della taurina

Il corpo umano sintetizza la taurina nel pancreas attraverso la via dell’acido solfinico della cisteina. La cisteina si trasforma in acido cistein-solfonico incorporando ossigeno, catalizzata dall’enzima sulfinoalanina decarbossilasi. Successivamente, l’acido cistein-solfonico perde biossido di carbonio e diventa acido sulfinico, noto come ipotaurina. Infine, l’ipotaurina si converte in taurina grazie all’azione dell’ipotaurina deidrogenasi.

In conclusione, la taurina svolge un ruolo fondamentale nei processi fisiologici del corpo umano e viene prodotta internamente attraverso una precisa via metabolica nel pancreas.

La Sintesi della Taurina

La taurina può essere sintetizzata attraverso diverse vie, ad esempio tramite la reazione tra l’acido 2-amminoetilsolfonico e il solfito di sodio:

NH₂CH₂CH₂SO₄H + Na₂SO₃ → NH₂CH₂CH₂SO₄H + Na₂SO₄

Gli Usi della Taurina

La taurina è naturalmente presente in varie parti del corpo umano come il cervello, il cuore e il muscolo scheletrico. Sebbene il suo ruolo fisiologico non sia ben definito, si ritiene che possa migliorare le prestazioni mentali e atletiche.

Nonostante non abbia effetti energizzanti diretti, la taurina è spesso aggiunta insieme alla caffeina nelle bevande energetiche, che hanno ottenuto una crescente popolarità. Troviamo la taurina anche in diversi integratori alimentari, vari tipi di latte per la crescita e mangimi per animali.

Per maggiori informazioni sulla taurina, puoi consultare la pagina [ossidoreduttasi](https://chimica.today/chimica-organica/ossidoriduttasi).

Nitrobenzene

Fabrice Deseaux

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4 Settembre 2019

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Il Nitrobenzene e le sue Caratteristiche

Il nitrobenzene è un composto organico costituito da un anello benzenico con un idrogeno sostituito da un nitrogruppo -NO₂. La sua formula chimica è C₆H₅NO₂. Si presenta come un ibrido di risonanza tra diverse strutture.

Proprietà e Reattività del Nitrobenzene

Il nitrogruppo presente nel nitrobenzene è un elettronattrattore che disattiva il benzene rispetto alle reazioni di sostituzione elettrofila aromatica. Questo comporta una direttrice orto/para.

Sintesi del Nitrobenzene

Il nitrobenzene può essere ottenuto attraverso la nitrazione del benzene in presenza di acido solforico e acido nitrico. Oppure, può essere sintetizzato a partire dall’anilina, che viene convertita in un sale di diazonio e trasformato successivamente in nitrobenzene.

Applicazioni e Utilizzi del Nitrobenzene

Il nitrobenzene viene ampiamente impiegato come precursore nella sintesi di vari composti. Viene utilizzato per la produzione di anilina, che a sua volta è utilizzata in diversi settori industriali. Inoltre, il nitrobenzene può essere convertito in chinolina, un composto utilizzato nella produzione di coloranti, idrossichinolina e solventi per resine e terpeni.

Conclusione

Il nitrobenzene si rivela un composto versatile che trova applicazioni in diversi settori, dalla produzione di anilina a quella di chinolina. La sua sintesi e le sue proprietà chimiche lo rendono un elemento fondamentale in vari processi industriali.