Scoperta una rana fluorescente
Mar30

Scoperta una rana fluorescente

L’Hypsiboas punctatus detta rana a pois è un anfibio della famiglia delle Hylidae che vive nell’America del Sud ed in particolare nelle foreste tropicali e subtropicali. Secondo recentissimi studi pubblicati il 13 marzo pubblicati sul Proceedings of the National Academy of Sciences è stato scoperto che questo genere di rana mostra il fenomeno della fluorescenza. La fluorescenza era stata in precedenza evidenziata solo in creature marine tra cui coralli, alcune specie di pesci, squali, una specie di tartaruga marina ma raramente in animali terrestri come alcuni pappagalli, farfalli, scorpioni e ragni e mai negli anfibi. Nell’ambito degli studi sui pigmenti presenti in queste rane i ricercatori brasiliani e argentini per caso hanno scoperto che esse, che si presentano di colori opachi che vanno dal verde al rosso se esposti alla luce naturale, quando vengono illuminate con luce U.V. si illuminano di un colore verde brillante. Non è ancora nota la motivazione della fluorescenza che presentano queste rane ma i ricercatori suppongono che esse utilizzino questo fenomeno per poter comunicare tra loro specie per l’accoppiamento. La fluorescenza rende le rane più luminose del 30% durante il crepuscolo e del 19% durante il periodo di luna piena ed è possibile che essa renda le rane visibili l’una con le altre durante la notte. Gli scienziati hanno scoperto che sono tre molecole presenti nel tessuto linfatico, nella pelle e nelle secrezioni ghiandolari a essere responsabili di questo fenomeno che hanno denominato H-L1, H-L2 e H-G1 che non sono presenti in altri animali I ricercatori pertanto effettueranno altri studi sugli anfibi ed in particolare su quelli che appaiono translucidi per verificare se questo fenomeno si verifica anche in altre...

Leggi tutto
Stabilità degli alcheni
Mar29

Stabilità degli alcheni

Il prodotto principale di qualsiasi reazione chimica è sempre quello più stabile quindi la conoscenza della stabilità degli alcheni consente di poter prevedere quale isomero si forma in quantità maggiore a seguito di una reazione. Un metodo per conoscere la stabilità di un alchene consiste nel determinare sperimentalmente la quantità di energia associata alla reazione di idrogenazione che è di tipo esotermico; poiché in questa reazione l’alchene viene trasformato in alcano a seguito della rottura del doppio legame l’energia emessa è proporzionale all’energia del doppio legame presente nella molecola. Quanto più un alchene è stabile tanto minore è la sua energia pertanto dalla reazione di idrogenazione si svolgerà meno calore. Dai dati sperimentali si ha che quanto più un alchene è sostituito tanto più è stabile pertanto l’ordine di stabilità degli alcheni è il seguente: La maggiore stabilità degli alcheni sostituiti è dovuta alla iperconiugazione causata dalla interazione tra uno dei quattro orbitali ibridi sp3 del gruppo –CH3 con l’orbitale π* del doppio legame. Questa interazione stabilizzante tra un legame di tipo σ e uno di tipo π coinvolge la donazione di densità di carica elettrica dal legame saturo C-H all’orbitale vuoto del doppio legame. L’iperconiugazione pertanto si verifica solo se il carbonio in α al doppio legame è legato almeno a un atomo di idrogeno quindi nel caso del 3,3-dimetil-1-butene in cui al carbonio 3 in α al doppio legame non sono legati atomi di idrogeno non si verifica iperconiugazione. Il motivo per il quale il 2-butene è più stabile rispetto all’1-butene risiede nel fatto che nel 2-butene vi sono 3+3 = 6 idrogeni che contribuiscono all’iperconiugazione mentre nell’1-butene ve ne sono solo 2. Dai dati sperimentali inoltre si ha che l’isomero cis è meno stabile dell’isomero trans; questo fenomeno può essere giustificato sia da dalla maggiore repulsione sterica che si ha nell’isomero cis rispetto all’isomero trans. Ad esempio si consideri il cis-2-butene e il trans-2-butene: Nel caso del cis-2-butene i gruppi metilici si trovano dalla stessa parte rispetto al doppio legame e le rispettive nuvole elettroniche possono interferire l’una con l’altra provocando una deformazione della molecola e quindi una minore...

Leggi tutto
Acroleina
Mar27

Acroleina

L’acroleina o propen-2-ale è la più semplice delle aldeidi insature ed ha formula CH2=CHCHO E’ un liquido incolore o giallastro dall’odore acre di grasso bruciato che evapora rapidamente e brucia con facilità solubile in acqua, alcol e numerosi solventi organici. L’acroleina veniva preparata dalla condensazione aldolica tra formaldeide e acetaldeide secondo la reazione: HCHO + CH3CHO → CH2=CHCHO + H2O secondo il metodo Degussa. Sebbene questo rimanga ancora un metodo valido per la produzione di acroleina in laboratorio dal 1958 è stata preparata, a livello industriale, per ossidazione del propene in presenza di ossidi metallici quali catalizzatori secondo la reazione: CH2=CHCH3 + O2 → CH2=CHCHO + H2O Negli ultimi anni, stante la disponibilità di glicerolo ottenuto come sottoprodotto nella produzione di biodiesel, l’acroleina viene ottenuta dalla sua pirolisi secondo la reazione: HO-CH2-CHOH-CH2-OH → CH2=CHCHO +2 H2O L’acroleina che è una sostanza tossica per il fegato e irritante della mucosa gastrica fu usata nell’ambito della guerra chimica nella Prima Guerra Mondiale con il nome di papite. L’acroleina è un biocida che agisce per contatto e viene utilizzata nei canali di irrigazione per distruggere erbe infestanti e alghe. Viene inoltre usata nella sintesi dell’acido acrilico ma la maggior parte della produzione è indirizzata alla sintesi della metionina per reazione con il metantiolo: La metionina ha caratteristiche antiossidanti e viene usata negli integratori alimentari; viene inoltre somministrata per alleviare i sintomi dell’osteoartrite e della fibromialgia e di molte altre patologie. L’ acroleina viene impiegata in numerose reazioni: viene ossidata in presenza di perossido di idrogeno o ossidi metallici per dare l’acido acrilico; per reazione con il trietilsilano seguita da idrolisi l’acroleina può dare una riduzione selettiva del doppio legame e trasformarsi in propanale. L’inoltre può dare reazioni pericicliche, metatesi, addizioni 1,2 e addizioni 1,4. L’acroleina è uno dei componenti presenti nel fumo di sigaretta e si trova tra i componenti derivanti dalla combustione di combustibili fossili e può essere assunta tramite gli alimenti insieme alla acrilammide nei cibi fritti, nel caffè tostato e negli oli degradati. Per inalazione può provocare danni polmonari e alle vie respiratorie, alle mucose gastriche, irritazione agli occhi e un’esposizione elevata può influire sul sistema nervoso centrale. La sostanza è inoltre potenzialmente cancerogena ed è tossica per il...

Leggi tutto
Reazioni di disidratazione
Mar24

Reazioni di disidratazione

Per disidratazione si intende una reazione che avviene con perdita di acqua. In chimica organica molte reazioni di disidratazione avvengono quando il reagente contiene un gruppo –OH come, ad esempio nel caso degli alcoli. Il gruppo –OH è, tuttavia, un cattivo gruppo uscente pertanto è necessario operare in ambiente acido in modo che esso venga protonato per dare –OH2+ che è un buon gruppo uscente affinché possa verificarsi la reazione di disidratazione. La reazione di disidratazione degli alcoli avviene tramite meccanismo E1: inizialmente il gruppo –OH viene protonato e successivamente si ha la fuoriuscita di acqua con formazione di un carbocatione che viene attaccato da una base o anche dall’acqua che rimuove un idrogeno in α al carbocatione con formazione di un doppio legame Gli alcoli,ed in particolare metanolo e etanolo, inoltre danno luogo a una disidratazione intermolecolare per dare eteri simmetrici come il dietiletere che è un importante solvente industriale. La reazione avviene a una temperatura di 130-140°C in presenza di acido solforico. Nel  primo stadio della reazione avviene la protonazione dell’alcol; l’ossigeno alcolico di un’altra molecola di alcol dà luogo a una reazione di sostituzione nucleofila con fuoriuscita di acqua e formazione di un etere simmetrico protonato. Una molecola di acqua deprotona l’intermedio con formazione dell’etere Le anidridi possono essere ottenute dalla reazione, a caldo, di due equivalenti di acido carbossilico in presenza di ossido di zinco Le ammidi primarie in presenza di un agente disidratante come P2O5 o POCl3 possono essere convertite in nitrili Nell’ambito delle chimica biologica vi sono due importanti reazioni che avvengono con perdita di una molecola d’acqua ovvero la formazione di un disaccaride ottenuto dalla condensazione di due monosaccaridi e la formazione di un peptide a partire dalla condensazione di due amminoacidi Molti polimeri di policondensazione vengono ottenuti, come il nylon per condensazione di due gruppi funzionali con eliminazione di una molecola d’acqua In generale se due molecole si uniscono tra loro con eliminazione di una molecola di acqua si ha una sintesi per disidratazione mentre se la disidratazione avviene da una sola molecola si ha una reazione di disidratazione. Ad esempio la formazione di un disaccaride da due monosaccaridi e una sintesi per disidratazione mentre la conversione di un alcol in alchene è una reazione di disidratazione....

Leggi tutto
Glicerolo
Mar22

Glicerolo

L’1,2,3-propantriolo noto come glicerolo o glicerina è di colore chiaro, viscoso, igroscopico, umettante, dal sapore dolciastro e contiene tre gruppi –OH che rendono il composto solubile in acqua. La sua struttura è rappresentata in figura: E’ presente nei lipidi dove si trova sotto forma di trigliceride ovvero in forma esterificata in cui al posto dell’idrogeno presente nei gruppi –OH vi sono tre catene di acidi grassi a lunga catena. Dall’idrolisi dei trigliceridi in ambiente alcalino si ottiene il glicerolo e tre sali di acidi grassi con cui vengono fatti i saponi. Il glicerolo viene abitualmente ottenuto come sottoprodotto della preparazione dei saponi. Il glicerolo può essere ottenuto dalla fermentazione degli zuccheri con rese molto basse che possono essere elevate fino al 25% in presenza di solfito di sodio: C6H12O6 → HOCH2CHOHCH2OH + CH3CHO + CO2 Può essere ottenuto a livello industriale a partire dal propene che viene fatto reagire con il cloro con ottenimento del cloruro di allile; quest’ultimo in presenza di NaOH dà luogo alla formazione di un alcol allilico che per reazione con HClO dà una β-monocloridrina che per successiva reazione con NaOH dà il glicerolo Il glicerolo viene anche ottenuto come sottoprodotto della sintesi del biodiesel. Il glicerolo ha due gruppi –OH che sono di tipo primario e un gruppo –OH di tipo secondario; poiché i gruppi alcolici primari sono più acidi dei gruppi alcolici secondari facendo reagire a temperatura ambiente il glicerolo con il sodio vengono attaccati solo i gruppi –OH primari con ottenimento dell’1,3-disodio gliceroato NaOCH2CHOHCH2ONa. In ambiente acido il glicerolo viene disidratato e la reazione può procedere in due modi: se la disidratazione avviene sul gruppo ossidrilico primario si ottiene, come principale prodotto di reazione l’idrossiacetone mentre se avviene sul gruppo ossidrilico secondario si ottiene il 3-idrossipropanale che viene successivamente disidratata ad acroleina usata per la produzione industriale dell’acido acrilico. Il glicerolo può essere ossidato e, a seconda dell’agente ossidante, dà luogo alla formazione di diversi prodotti di reazione: In presenza di acido nitrico diluito dà l’acido 2,3-diidrossipropanoico noto come acido glicerico In presenza di acido nitrico concentrato dà oltre all’acido glicerico l’acido 2-idrossipropandioico noto come acido tartronico In presenza di nitrato di bismuto dà l’acido ossopropandioico noto come acido mesossalico In presenza del reattivo di Fenton costituito da perossido di idrogeno e ione Fe2+ dà gliceraldeide e diidrossiacetone In presenza di permanganato di potassio dà acido ossalico e biossido di carbonio a seguito di una reazione violenta ed esplosiva Il glicerolo fu utilizzato per ottenere uno dei poliesteri che si diffuse nel corso della Prima Guerra Mondiale noto con il nome di Glyptal, resina alchidica, ottenuta da glicerolo, anidride ftalica e acidi...

Leggi tutto