Polifenoli
Giu02

Polifenoli

I polifenoli sono una classe di composti organici caratterizzati dalla presenza di molte unità di gruppi fenolici e sono presenti in natura in molti tipi di piante e frutti. I polifenoli costituiscono un gruppo di molecole altamente complesso con peso molecolare variabile che può superare i 30000 Da. I polifenoli sono metaboliti secondari delle piante in cui hanno la funzione di protezione dai raggi U.V. e da agenti patogeni. L’interesse per questi composti che possono essere ottenuti anche per via sintetica è molto elevato a causa della loro capacità antiossidante e gli studi effettuati suggeriscono che una dieta a lungo termine ricca di polifenoli possa essere utile nella prevenzione del cancro, diabete, osteoporosi  e di altre patologie come quelle cardiovascolari e neurovegetative. Attualmente sono state identificate circa 8000 polifenoli di origine vegetale che possono essere classificati sulla base della loro origine, della loro funzione biologica e della loro struttura chimica. Da un punto di vista chimico i polifenoli vengono classificati in base agli anelli fenolici in essi contenuti e degli elementi strutturali che legano tra loro questi anelli. I polifenoli vengono quindi suddivisi in quattro classi: acidi fenolici, flavonoidi, stilbenoidi e lignani: Gli acidi fenolici sono composti contenenti un gruppo ossidrilico fenolico e un gruppo carbossilico;  gli acidi fenolici presenti in natura sono ulteriormente suddivisi in acidi idrossibenzoici  e acidi idrossicinnamici. Gli acidi idrossibenzoici sono l’acido o-idrossibenzoico noto come acido salicilico, l’acido m-idrossibenzoico e l’acido p-idrossibenzoico. Gli acidi idrossicinnamici sono idrossi derivati dell’acido cinnamico C6H5CH=CHCOOH e tra quelli presenti negli alimenti vi sono tra gli altri l’acido caffeico, l’acido ferulico, l’acido sinapinico, l’acido cumarico, acido gallico e l’acido clorogenico. Gli acidi fenolici costituiscono circa un terzo dei composti polifenolici presenti nella nostra dieta e sono presenti in varia misura in tutte le specie vegetali ed in particolare nella frutta dal sapore acido. l flavonoidi sono i polifenoli più abbondanti nella dieta e presentano nella loro struttura due anelli aromatici legati tra loro da tre atomi di carbonio che formano un eterociclo ossigenato e pertanto la loro struttura generale viene indicata come C6-C3-C6 I flavonoidi vengono suddivisi sulla base del carbonio dell’anello C a cui su lega l’anello B e sul grado di insaturazione dell’anello B. Vengono quindi classificati in flavoni, flavonoli, flavononi, flavanonoli, flavanoli e antociani. Gli stilbenoidi sono derivati ossidrilati dello stilbene costituito da un etene sostituito da ambo i lati con un gruppo fenilico. La maggior parte degli stilbenoidi presenti nelle piante agiscono da fitoalessine composti che costituiscono una risposta all’attacco di agenti patogeni. Gli stilbenoidi si suddividono in agliconi e glicosidi. Fanno parte degli agliconi la pinosilvina, lo pterostilbene presente nei mirtilli, nelle mandorle e nel...

Leggi tutto
Schermo dello smartphone che si autoripara
Mag24

Schermo dello smartphone che si autoripara

La ricerca di materiali innovativi, dotati di particolari proprietà da utilizzare nei campi più svariati, ha pervaso l’umanità fin dalla preistoria. La scoperta di nuovi materiali ha condizionato lo sviluppo della società favorendo il progresso ad iniziare dal bronzo fino ai polimeri e ai materiali in 2D. Di recente è stato presentato alla American Chemical Society un lavoro rivoluzionario che potrebbe avere, nei prossimi anni, applicazioni al limite dell’immaginazione. Un team di ricercatori dell’Università della California e dell’Università del Colorado coordinato dal chimico Chao Wang ha ottenuto un nuovo materiale trasparente, estremamente elastico, conduttore di elettricità che ha la caratteristica di autoripararsi una volta rotto che potrebbe essere sfruttato per il touch screen. Il materiale costituito da un polimero estensibile e un sale ionico in cui è presente un legame ione- dipolo che può “ricucirsi” in meno di 24 ore sfruttando l’attrazione tra ioni e molecole polari. Questo materiale potrebbe quindi risolvere l’annoso problema della rottura dello schermo dello smartphone che comporta elevati costi per la riparazione oltre che alla rinuncia per svariati giorni dell’accessorio che è diventato praticamente insostituibile. Gli scienziati sono partiti dal presupposto che i legami covalenti sono forti ma non si ripristinano una volta rotti mentre gli altri legami come, ad esempio il legame a idrogeno è più debole ma può riformarsi: ad esempio il legame a idrogeno è il legame intermolacolare presente nelle molecole di acqua e si rompe e si riforma in modo dinamico. Sebbene esistano polimeri che si autoriparano formano legami a idrogeno o legami di coordinazione ma non sono adatti per essere utilizzati nei conduttori ionici. I ricercatori hanno quindi appuntato la loro attenzione a un tipo di legame diverso ovvero un’interazione ione-dipolo che si verifica tra ioni e molecole polari che non era mai stato preso in considerazione nella realizzazione di polimeri che si autoriparano. Si è quindi considerato un polimero estensibile costituito da fluoruro di polivinilidiene-esafluoropropilene di tipo polare e da un sale ionico che stabilisce con il polimero interazioni ione-dipolo. Il nuovo materiale ottenuto conduttore di elettricità può allungarsi 50 volte rispetto alla sua dimensione iniziale ed è in grado di autoripararsi entro un giorno. La ricerca ora si rivolge all’ottimizzazione del materiale manipolando i legami covalenti presenti e testandolo in particolari condizioni come la presenza di particolare...

Leggi tutto
Parabeni nei cosmetici
Mag19

Parabeni nei cosmetici

Nell’ultimo anno si stanno diffondendo, anche nella grande distribuzione, prodotti per la pulizia del corpo come bagnischiuma, shampoo, deodoranti e tinture per capelli senza parabeni. I parabeni vengono utilizzati quali conservanti nei cosmetici, nei prodotti per l’igiene personale, nei prodotti alimentari e in quelli farmaceutici. Sebbene il loro meccanismo di azione non sia del tutto noto essi mostrano grande efficacia nel prevenire la crescita di funghi, batteri e lieviti che possono portare al deterioramento del prodotto. I parabeni sono esteri derivanti dall’acido p-idrossibenzoico e includono anche sali dall’acido e l’acido stesso. Vengono ottenuti a partire dalla reazione dell’acido p-idrossibenzoico con un opportuno alcol secondo il meccanismo di esterificazione. L’acido p-idrossibenzoico è un solido cristallino bianco scarsamente solubile in acqua e cloroformio mentre è solubile in solventi organici polari come alcol e acetone ed è presente in natura in alcuni frutti come ciliegie e mirtilli e in alcune verdure come cipolle, cetrioli e carote. I parabeni maggiormente usati sono il metilparabene ovvero il metil 4-idrossibenzoato, l’etilparabene, il propilparabene, il butilparabene, isobutilparabene, pentilparabene e il benzilparabene. A seconda del gruppo alchilico presente nella molecola i parabeni presentano diversa solubilità e spettro di azione antimicrobica. All’aumentare del numero di atomi di carbonio presenti nella catena alchilica diminuisce la loro solubilità in acqua mentre aumenta la solubilità nei lipidi. Pertanto parabeni scarsamente solubili in acqua vengono facilmente assorbiti dall’epidermide. I parabeni sono stati oggetto di controversie in ambito scientifico per una loro presunta correlazione con il cancro, ma ripetuti studi, effettuati da enti accreditati hanno escluso qualunque nesso causale dei prodotti contenenti parabeni con l’insorgenza della patologia ed infatti la Food and Drug Administation li ha inseriti tra le sostanze GRAS (Generally Recognized As Safe). Sebbene negli USA l’utilizzo dei parabeni è consentito nei cosmetici senza alcun limite legale di concentrazione, nell’Unione Europea  alcuni di essi e precisamente propilparabene, il butilparabene e isobutilparabene, pentilparabene e benzilparabene sono stati cancellati dalla lista dei conservanti cosmetici autorizzati. L’Unione Europea infatti classifica i parabeni come potenziali interferenti endocrini in quanto esperimenti effettuati su animali hanno mostrato che essi hanno una debole attività estrogenica in quanto agiscono come xenoestrogeni ovvero composti che disturbano il sistema endocrino. L’attività estrogenica dei parabeni aumenta con l’aumentare del numero di atomi di carbonio presenti nel gruppo alchilico e quindi sono stati effettuati studi in vivo sul butilparabene il cui effetto è 100000 volte minore rispetto a quello dell’estradiolo. Persistendo una controversia scientifica sull’utilizzo dei parabeni si è ritenuto, a scopo precauzionale, di escluderli dai prodotti per neonati. Queste regolamentazioni risalgono comunque al 2011 e non si comprende la motivazione per la quale solo di recente sono stati riscoperti ed esclusi da...

Leggi tutto
Tiopental sodico
Mag18

Tiopental sodico

Il tiopental sodico noto con il nome di Pentothal è un anestetico usato per via endovenosa noto ai lettori di fumetti come Diabolik e degli amanti dei videogiochi come Hitman per le sue presunte doti di siero della verità che consentiva ai protagonisti di ottenere informazioni preziose. E’ inoltre tristemente noto per il suo utilizzo insieme ad altre sostanze per praticale l’iniezione letale ai condannati a morte negli Stati Uniti. Il tiopental sodico è un tiobarbiturato che si presenta come una polvere giallastra igroscopica fu sintetizzato negli anni ’30 dello scorso secolo da Ernest H. Volwiler e Donalee L. Tabern nell’ambito delle loro ricerche sugli antidolorifici. Il tiopental sodico è un GABA-agonista e interagisce, nello specifico con il recettore GABA-A. Il GABA, ovvero l’acido γ-amminobutirrico è il principale neurotrasmettitore inibitorio del sistema nervoso centrale. I recettori GABA-A contengono siti che legano i barbiturici con conseguente attivazione e riduzione dell’eccitabilità neuronale deprimendo il sistema nervoso centrale e, se esso vengono assunti in dosi massicce possono portare al coma e alla morte. Nelle dosi opportune il tiopental sodico viene utilizzato come anestetico per interventi chirurgici brevi o come preanestetico e fu utilizzato nel 1941 a seguito dell’attacco di Pearl Harbor come anestetico per poter operare i soldati statunitensi feriti. Purtroppo a causa della scarsa esperienza da parte dei medici con questa sostanza fu somministrato in dosi eccessive e molti militari non sopravvissero. Per la sua capacità di indurre uno stato prossimo al sonno il tiopental sodico risulta, secondo alcuni, valido nell’ambito della psicoterapia. Il tiopental sodico, indicato come 5-etil-5(1-metilbutil)-2-tiobarbiturato ha la struttura rappresentata in figura:Alla luce di tutto il tiopental sodico la cui somministrazione può portare a perdita di coordinazione e capogiri fino a difficoltà respiratorie, febbre e allucinazioni dovrebbe essere utilizzato solo da medici specialisti nei casi in cui lo ritengono opportuno lasciando alla fantasia di un fumetto il suo uso come siero della...

Leggi tutto
L’albero di Diana
Apr30

L’albero di Diana

Oliver Sacks è stato un neurologo d’eccezione che ha divulgato attraverso i suoi scritti le esperienze con i propri pazienti riuscendo a coinvolgere il grande pubblico non esperto in una materia così complessa. Il primo amore di Sacks, tuttavia, fu la chimica per la quale ebbe un enorme interesse e scrisse un libro autobiografico famoso intitolato Zio Tungsteno. Ricordi di un’infanzia chimica a cui associa i ricordi della sua infanzia. In un capitolo di questo libro mirabile egli racconta di come sia riuscito, nell’ambito delle sue esperienze a riprodurre gli “alberi” metallici di cui parlano gli alchimisti. L’albero di Diana, detto anche albero dei filosofi, è un deposito di argento che assume forma di tipo dendritico ovvero una struttura tipica dei metalli costituiti da cristalli che assumono particolari direzioni cristallografiche. A causa della consuetudine di associare i metalli alle divinità o ai pianeti poiché all’argento veniva associata Diana questo deposito di argento a forma di albero venne detto albero di Diana. L’albero di Diana nato dagli esperimenti che gli alchimisti erano usi fare e che appare come una sorta di vegetazione dall’impatto misterioso su cui aleggia qualcosa di magico è dovuto semplicemente a una reazione di ossidoriduzione. In una reazione di ossidoriduzione una specie si ossida ovvero perde elettroni e un’altra si riduce ovvero acquista elettroni quindi la reazione è costituita da due semireazioni di cui una di ossidazione e una di riduzione. Ad ogni semireazione di riduzione è associato un potenziale di riduzione determinato sperimentalmente rispetto alla semireazione di riduzione 2 H+ + 2 e– ⇌ H2 per la quale per convenzione detto potenziale viene assunto pari a 0.00 V a 25°C. A ciascuna semireazione di ossidazione è associato un potenziale uguale in modulo, ma con il segno opposto, rispetto a quello associato alla semireazione di riduzione. Una reazione di ossidoriduzione può avvenire spontaneamente se la somma dei potenziali di ossidazione e di riduzione è positiva. Gli alchimisti ovviamente non conoscevano i potenziali di riduzione ma notarono che ponendo l’argento in acido nitrico, dopo aver diluito la soluzione e messo un po’ di mercurio dopo un tempo di circa 40 giorni si formava l’albero di Diana. Essi non sapevano che l’argento metallico diventava ione argento per la reazione di ossido-riduzione: Ag + 2 HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O e che tale reazione era spontanea visti i potenziali di riduzione delle specie coinvolte ma sapevano bene che l’argento che non si dissolve in acidi forti come HCl si dissolveva nell’acqua forte, antico nome dell’acido nitrico. Non si sa se gli alchimisti conoscessero che la reazione per la quale si forma l’albero di Diana è: 2 Ag+ +...

Leggi tutto
Olio al tartufo
Apr27

Olio al tartufo

I tartufi sono funghi dal corpo fruttifero ipogeo ovvero crescono sotto terra vicino alle radici di alcuni alberi con i quali hanno un rapporto simbiotico. Da sempre apprezzato troneggia sulle mense dei ricchi per la sua caratteristica di conferire un aroma inconfondibile: il suo prezzo proibitivo lo rende infatti accessibile solo a pochi. L’Italia è uno dei maggiori produttori di tartufi nel mondo dove si possono trovare sia il raro e costosissimo tartufo bianco il cui prezzo può arrivare a 450 euro l’etto che il tartufo nero relativamente più economico. Quando il tartufo è maturo si sviluppa il tipico odore penetrante con lo scopo di attirare animali selvatici per spargere le spore e garantire la conservazione della specie. Per la ricerca dei tartufi vengono impiegati i cani da tartufo appositamente addestrati che possono costare fino a 2500 euro. Il tartufo bianco tipico della zona di Alba contiene oltre cento tipi diversi di molecole dotate di un certo aroma, ma l’odore preminente è dovuto al 2,4-ditiopentano molecola presente sia pure in minor misura in formaggi a pasta molle e crosta fiorita come il camembert. Il 2,4-ditiopentano CH3-S-CH2-S-CH3 sostanza liquida, non solubile in acqua caratterizzata da un forte odore appartenente agli organosolfuri. Stante domanda mondiale di tartufo da molti anni si trovano sugli scaffali dei negozi che vendono specialità gastronomiche confezioni accattivanti di olio di tartufo a prezzi variabili. In realtà il costo dipende essenzialmente dal tipo e dalla qualità di olio utilizzato ma non dal tartufo perché, in realtà l’olio di tartufo, tranne rare eccezioni, che un profano potrebbe ritenere essere olio aromatizzato con oli essenziali di tartufo, il tartufo non l’ha mai visto. L’olio al tartufo o aromatizzato al tartufo infatti nella gran parte dei casi ha in comune solo il 2,4-ditiopentano ottenuto sinteticamente. Solo pochi produttori, infatti, indicano nella ricetta il contenuto di tartufo mentre nella gran parte dei casi l’indicazione è quella di olio aromatizzato al gusto di tartufo contenente olio extra vergine di oliva all’aroma di tartufo. Il 2,4-ditiopentano è infatti ottenibile sinteticamente per reazione del metantiolo noto anche come metilmercaptano con formula CH3SH e formaldeide H2C=O: 2 CH3SH + H2C=O → CH3-S-CH2-S-CH3 + H2O Il metantiolo è un gas incolore dall’odore nauseabondo simile a quello del cavolo marcio responsabile dell’alitosi e dell’odore dei piedi mentre la formaldeide è una sostanza tossica usata un tempo per sconfiggere i tarli del legno ma caduta in disuso per la sua pericolosità. Ma la chimica è la scienza delle trasformazioni quindi dalla reazione di queste due sostanze se ne ottiene un’altra che ovviamente non è tossica ed è la stessa contenuta nel tartufo. Per un chimico una sostanza è...

Leggi tutto