La meccanochimica è una parte della Chimica dello stato solido che fa riferimento a reazioni normalmente condotte senza uso di solventi e innescate da energia meccanica. E' un' area di ricerca in costante sviluppo, in quanto in questo modo si possono sintetizzare composti in modo quantitativo, veloce e sostenibile.
Nel progetto qui presentato si intende sviluppare la sintesi di diimmine a partire da reagenti allo stato solido usando appunto tale tecnica. L'obiettivo è quello di ottenere ligandi salofenici, cioè delle diimmine ovvero delle doppie basi di Schiff, preparate a partire da salicilaldeidi opportunamente sostituite e diammine aromatiche. Tali ligandi vengono utilizzati per formare complessi stabili con molti metalli di transizione che a loro volta trovano numerose applicazioni nei processi di riconoscimento molecolare.
La Green Chemistry si basa su principi che prevedono la riduzione e, nei casi migliori, la totale eliminazione di sostanze pericolose nella progettazione, sintesi e purificazione di composti chimici (Green Chem. 2014, 16, 2027-2041). Essa costituisce, dunque, un nuovo modo di intendere i processi chimici, che si prefigge l'obiettivo di prevenire e ridurre l'inquinamento e l'impatto ambientale di tali pratiche. Al contrario, la sintesi organica di tipo classico prevede da sempre l'uso di solventi sia come mezzi di reazione che come utili strumenti nei protocolli di purificazione. Inoltre essi rappresentano la componente maggiore degli scarti di tali lavorazioni.
La meccanochimica, che prevede l'utilizzo di mulini a sfere per promuovere le reazioni tra reagenti allo stato solido, ha un approccio più sostenibile fondato appunto sui principi della Green Chemistry, in quanto non richiede l'uso di solventi. Negli ultimi anni in letteratura sono comparsi diversi lavori relativi all'applicazione di tali procedure alla sintesi organica (Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 413), ma ovviamente molte sono le reazioni ancora da esplorare. Tra tali reazioni vi è la sintesi di immine, intermedi chiave per il loro coinvolgimento in molti protocolli sintetici (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7039; Pure Appl. Chem. 2009, 81, 195).
Il progetto qui presentato riguarda appunto la sintesi di diimmine, e.g. doppie basi di Schiff, con tecnica meccanochimica, argomento di ricerca finora poco studiato. Una serie di salicilaldeidi variamente sostituite da me sintetizzate con metodi classici verranno messe a reagire con diimmine aromatiche in fase solida, seguendo le procedure della meccanochimica, in assenza di solvente. Ciò dovrebbe portare ad ottenere i prodotti desiderati in modo quantitativo, in tempi più brevi e in maniera meno "invasiva" nei confronti dell'ambiente (nessun solvente, nessuna purificazione, nessuno scarto nocivo).
Il progetto prevede la collaborazione con il gruppo di ricerca coordinato dal Prof.Wouters dell'Università di Namur (Belgio), presso il quale mi sarà possibile usare l'apparecchio "ball milling" necessario per le reazioni allo stato solido.
Le doppie basi di Schiff ottenute tramite tale procedura costituiranno una preziosa libreria di ligandi adatti a coordinare un numero elevato di metalli di transizione per formare complessi utili per molte applicazioni tra cui la catalisi e il riconoscimento molecolare (Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3863).
Quindi riassumendo i punti innovativi di questo progetto sono:
- sintesi "ecosostenibile" di immine tramite meccanochimica
- accesso efficiente e veloce ad una serie di diiimine da usare come ligandi per ottenere complessi con una serie di metalli.