Click chemistry, la pragmaticità della chimica in discussione?

Sintesi efficace di architetture molecolari meccanicamente interconnesse. Imagecredit: The Chemical Society of Japan (doi:10.1246/bcsj.80.1856)

In questi ultimi dieci anni le antologie di chimica organica si sono arricchite di un nuovo e importante capitolo. La click chemistry, forse traducibile come la “chimica a scatto”, è una filosofia della chimica moderna introdotta all’inizio di questo millennio da Karl Barry Sharpless (premio Nobel per la chimica nel 2001), distinguendo una categoria di sintesi molecolari condotte in maniera rapida ed efficace grazie all’impiego di quantità minime di reagenti.

Le applicazioni sono molteplici e le tecniche mirano a soddisfare i più verdi auspici previsti dalle pratiche della Green Chemistry, tuttavia è necessario un certo equilibrio tra pragmaticità e sostenibilità, per evitare di scadere in un facile opportunismo, o peggio ancora, nella bieca speculazione.

Un depuratore che va a … piselli!

La chimica verde talvolta può sorprendere per la sua capacità di stravolgere le consuete regole del gioco applicate alla sostenibilità ambientale. Ricordate il cotone nanotech e gli alberi dei miracoli?

Il trattamento tradizionale delle acque reflue contaminate da metalli pesanti provenienti da processi industriali come le concerie, trattamenti galvanici e comparto tessile, in cui è previsto l’impiego di abbondanti quantità di reagenti chimici, spesso deve fare i conti con costi e manipolazioni che comportano diverse criticità.

In particolare quando si rende necessario separare il cromo, le soluzioni consistono in una serie di passaggi intermedi generalmente distinti in acidificazione, riduzione dei cromati e successiva precipitazione in ambiente basico. Il tutto avviene con l’utilizzo di sostanze chimiche non proprio del tutto innocue, come acido solforico, cloruro di ferro (III), idrossido di sodio o di calcio, oltre ad una pletora di vari additivi.

Adesso però un team di ricercatori della University of the Punjab di Lahore, Pakistan, propone un nuovo sistema che sfrutta le proprietà degli scarti agricoli, soprattutto di piselli (Pisum sativum), i quali sono ricchi di gruppi carbossilici e fenolici particolarmente adatti all’impiego come adsorbenti di metalli nelle acque di scarico. Il sistema è particolarmente vantaggioso, in quanto risolve agevolmente due problematiche (la depurazione dei reflui e lo smaltimento dei cascami), a cui vanno aggiunti la disponibilità, il basso costo e una ragionevole capacità di rimozione degli inquinanti, in piena compatibilità con gli auspici della chimica sostenibile. La ricerca è stata pubblicata nel terzo volume del 2010 di Green Chemistry.

La chimica di destra e di sinistra e il futuro della sintesi

Un metalloenzima a base di nichel. Imagecredit: Wikimedia Commons

Le parole definiscono il mondo. Se non ci fossero le parole, non avremmo la possibilità di parlare di niente. Ma il mondo gira e le parole stanno ferme. Le parole si logorano, invecchiano, perdono di senso, e tutti noi continuiamo ad usarle senza accorgerci di parlare… di niente.

Tutti noi ce la prendiamo con la Storia, ma io dico che la colpa è nostra. E’ evidente che la gente è poco seria quando parla di sinistra o destra. Ma cos’è la destra? Cos’è la sinistra?

Così esordì il Signor G negli anni ’90, durante uno dei suoi memorabili spettacoli, rimarcando che la distinzione fra destra e sinistra è solo un astuto espediente costruito apposta per farci perdere di vista gli obiettivi prioritari. Ma questa è un’altra storia, e richiederebbe un’altra sede per essere sviluppata opportunamente. Tuttavia anche in chimica alcuni composti possono avere tendenze di destra o di sinistra. Non solo, tali composti spesso sono indistinguibili tra loro a meno di una piccola differenza nelle proprietà fisiche, come ad esempio la capacità di “dirottare” verso destra oppure a sinistra un fascio di luce polarizzata.

In molti casi però, solo una delle due forme è di interesse per l’impiego nel settore sanitario, in quello agricolo o alimentare, mentre la sintesi chimica ha lo svantaggio di produrre entrambe le forme molecolari in un miscuglio chiamato racemo, in cui la separazione tra i due enantiomeri presenta qualche difficoltà.  La natura invece è molto più efficiente in questo tipo di sintesi, e per questo motivo i ricercatori hanno pensato di sfruttare gli enzimi per ottenere selettivamente uno o l’altro prodotto. Naturalmente questo percorso non era privo di ostacoli e difficoltà, anche se forse siamo arrivati ad una promettente svolta.