IUPAC ha particolarmente a cuore il coinvolgimento di giovani chimici nelle sue attività ed è per questo che ha promosso il ruolo di Young Observer dedicato a chimici nella fase iniziale o intermedia delle proprie carriere e che vengono invitati a partecipare all’Assemblea Generale ed ai lavori di divisioni e comitati, per poter conoscere e contribuire alle attività IUPAC.

L’utilizzo di biomasse vegetali di scarto associate alla produzione di principi attivi farmaceutici, essenzieri e nutraceutici presenta problemi specifici rispetto a quelle di derivazione agricola o forestale. Questi problemi sono di volumi per quelle pre-estrattive e di contaminazione con solventi per quelle post-estrattive. La co-produzione di attivi, di cui sono discussi esempi specifici, rappresenta il modo migliore di utilizzo di queste biomasse.

La meccanochimica si occupa di condurre trasformazioni chimiche in assenza totale (o quasi) di solventi, mettendo i reagenti direttamente in contatto tra loro e fornendo energia al sistema in forma meccanica. Questa tecnica presenta tutti gli estremi per entrare a far parte della pratica futura della sintesi chimica a livello industriale, con considerevoli vantaggi da un punto di vista di processo, energetico e, di conseguenza, economico ed ambientale.

La produzione di principi attivi farmaceutici (API) attraverso la tecnologia in flusso continuo rappresenta una grande opportunità per l’industria farmaceutica verso lo sviluppo di processi sintetici moderni e sostenibili offrendo, al tempo stesso, maggiore efficienza, sicurezza e produttività. L’adozione della chimica in flusso si basa sul perfetto connubio tra aspetti chimici ed ingegneristici e si nutre di una forte interazione tra il mondo accademico ed industriale.

In questo articolo sono riportati i progetti di sostenibilità di due industrie italiane che operano nella produzione di principi attivi farmaceutici e presenti nella lista delle 50 medio-grandi industrie chimiche italiane. Sono attive nel campo della sostenibilità utilizzando energie rinnovabili, riducendo le emissioni nell’ambiente e realizzando, per quanto possibile, un’economia circolare.

L’insegnamento della cosmetologia, della chimica cosmetologica e della tossicologia dei prodotti cosmetici è caratterizzante nelle scuole per estetista, come la chimica generale e inorganica, la chimica organica e la biochimica. Con i giusti supporti didattici e metodo è possibile insegnare con qualità senza rinunciare a ricchezza di contenuti.

Il progetto di ricerca dal titolo “Innovative process for the conversion of residual biomass into high added-value products combining chemical and biological catalysis” ha avuto come obiettivo l’ideazione, lo sviluppo e l’ottimizzazione di innovativi processi di bioraffineria per la conversione completa di due biomasse lignocellulosiche di scarto in biodiesel di nuova generazione. I processi a cascata sono stati realizzati grazie alla combinazione sinergica tra catalisi chimica (omogenea ed eterogenea) e biologica (enzimatica e su cellula intera).

La catalisi eterogenea in fase gas gioca un ruolo cruciale nella conversione di sostanze rinnovabili e/o di scarto a combustibili o intermedi chimici di largo interesse industriale. Considerando lo scenario presente, uno dei temi di maggiore rilevanza è certamente quello del possibile utilizzo di CO2, vista l’ampia gamma di composti producibili e il potenziale impatto di queste nuove tecnologie.

L’attività legata al “Premio Junior alla Ricerca 2021” del Gruppo Interdivisionale di Catalisi ha riguardato lo sviluppo di protocolli innovativi per la sintesi di nanomateriali carboniosi decorati ad hoc con gruppi azotati selezionati da impiegare come catalizzatori metal-free in processi per la produzione sostenibile di energia, la valorizzazione di CO2 e la sintesi industriale di materie prime.

Lo studio presenta una nuova classe di bio-nano catalizzatori ibridi impiegabili nei trattamenti terziari di acque reflue. Sono state combinate le capacità di biosorbimento della microalga Chlorella vulgaris e le proprietà fotocatalitiche di nanoparticelle di TiO2 al fine di investigare nuovi effetti sinergici che possano spingere le tecnologie di risanamento acque verso un bilancio costi-benefici più conveniente.

La tesi di dottorato intitolata “Catalizzatori a base di manganese e cobalto per idrogenazioni in fase omogenea”, descrive la sintesi e l’applicazione di una nuova classe di complessi “pincer” NNP-manganese(I). I complessi sono stati testati in reazioni di idrogenazione e le loro prestazioni catalitiche sono notevoli per substrati che, generalmente, sono difficili da ridurre, come ammidi e N-eterocicli. Inoltre, l’idrogenazione delle ammidi è stata studiata nel dettaglio utilizzando anche un sistema catalitico formato in situ, basato su un precursore di cobalto ed una fosfina tridentata del tipo Triphos.

La sintesi diretta di H2O2, promossa da nanoparticelle di Pd supportate, è stata studiata in condizioni estreme, per valutare l’evoluzione dei sistemi catalitici durante la reazione. Si dimostra che la formazione di H2O2 viene promossa anche dal supporto catalitico e si descrive il complesso meccanismo di azione di HBr come promotore della selettività.

Le protocellule sono uno strumento vitale per la biologia poiché permettono lo studio di fenomeni biologici complessi in un ambiente semplice e controllato. In questo nuovo campo di ricerca interdisciplinare abbiamo iniziato ad utilizzare la chimica bio-ortogonale di interfaccia per generare adesioni inter-protocellulari ed assemblare protocellule in nuovi materiali che mimano i tessuti viventi.

I (nano)materiali ibridi organico-inorganici offrono la possibilità di combinare le proprietà dei materiali inorganici con la versatilità della chimica organica e dei biopolimeri. Questo approccio porta allo sviluppo di nuovi materiali capaci di rivoluzionare la ricerca scientifica in nanomedicina e teranostica, elettronica organica e stampa 3D, campi di grande rilevanza medica e industriale.

In questo articolo viene descritto come la tecnologia del flusso continuo, in combinazione alla fotochimica e all’elettrochimica, crei nuove opportunità per lo sviluppo di nuove metodologie di sintesi. Infatti, le peculiari caratteristiche fisiche dei reattori capillari permettono migliori efficienza e selettività delle trasformazioni chimiche, ottenendo reazioni talvolta impossibili da condurre negli ordinari reattori batch.

The impact of green chemistry in the pharmaceutical industry is continuously growing thanks to the efforts of academic and industrial research groups. The design of industrial processes inspired by the Twelve Principles of Green Chemistry can be guided by green metrics and nowadays it is relatively simple to stand on the green side when designing the synthesis of a drug.