Verso una chimica più verde

Questo metodo, descritto recentemente sull’edizione online dell’Angewandte Chemie, elimina la necessità di cloro, che è normalmente richiesto per questo tipo di reazioni e che crea rischi per la salute dei lavoratori che maneggiano i prodotti

 Il professore di chimica del Mit, Christopher Cummins, insieme a uno dei suoi collaboratori, Daniel Tofan, ha sviluppato un nuovo modo per attaccare il fosforo ai composti organici dividendo dapprima la molecola di fosforo con la luce ultravioletta.

Il fosforo, un elemento che si trova nelle roccia e nelle ossa, è un ingrediente cruciale per fertilizzanti, pesticidi, detergenti e altri prodotti chimici per la pulizia della casa e per l’industria. Una volta che il fosforo è estratto dalle rocce, è pericoloso e costoso inserirlo in questi prodotti e per decenni i chimici hanno provato a semplificarne il processo.

La maggior parte del fosforo naturale proviene dagli scheletri fossilizzati degli animali che sono particolarmente abbondanti nei fondali marini prosciugati. Questi depositi di fosforo esistono sotto forma di rocce che di solito includono impurità come il calcio e altri metalli che devono essere rimossi.

La purificazione della roccia produce fosforo bianco, una molecola che contiene quattro atomi di fosforo. Il fosforo bianco, noto come P₄, nella sua forma più stabile presenta una struttura tetraedrica.

Per la maggior parte delle applicazioni industriali, gli atomi della molecola di fosforo devono essere staccati dalla molecola uno alla volta e fatti reagire con il cloro per ottenere come intermedio il PCl₃. Gli atomi di cloro vengono poi sostituiti con delle molecole organiche dando così vita un’ampia varietà di composti organofosforici del tipo di quelli che si trovano nei pesticidi. Tuttavia questo metodo è dispendioso e pericoloso.

Cumminis è stato per lungo tempo attratto dal fosforo, in parte per la sua insolita forma tetraedrica. Infatti il fosforo pur trovandosi nella stessa colonna della tavola periodica dell’azoto non si trova in natura nella forma stabile P₂.

Negli ultimi anni il gruppo di ricerca di Cumminis ha esplorato possibili vie per rompere il P₄ in P₂ nella speranza di attaccare la molecola di fosforo più piccola ai composti organici. Nel nuovo studio, Cumminis ha tratto l’ispirazione da un lungo articolo pubblicato nel 1937, che dimostrava che il P₄ poteva essere rotto in due molecole di P₂ con la luce ultravioletta: In quello studio, il P₂ poi polimerizzava nel fosforo rosso.

Cumminis decise di verificare cosa sarebbe accaduto rompendo la molecola P₄ con luce UV in presenza di molecole organiche che hanno un legame insaturo carbonio-carbonio (cioè quegli atomi di carbonio che hanno la capacità di afferrare altri atomi e formare nuovi legami.) Dopo 12 ore di esposizione all’UV, scoprì che si era formato un composto chiamato tetra-organo difosfano che conteneva due atomi di fosforo attaccati a due molecole di composto organico.

Anche se non si tratta di una prova definitiva, questo fatto suggerisce che il P₂ si forma e si lega subito dopo alle molecole organiche. Nelle prossime ricerche, Cummins spera di poter osservare direttamente la molecola di P₂, se essa è di fatto presente.

Cummins vorrebbe anche scoprire quali altri composti organofosforici possono essere sintetizzati con la luce UV, inclusi i composti metallici. Ha già creato una molecola organofosforica che contiene il nickel, che potrebbe avere applicazioni nell’elettronica.

Mit: web.mit.edu

Contenuti correlati

• 
  TÜV SÜD: come mitigare l’impatto delle microplastiche sull’ambiente

  Una delle principali fonti di inquinamento ambientale da microplastiche sono le fibre rilasciate dai tessuti. Oggi molti capi di abbigliamento sono realizzati con fibre sintetiche come il poliestere, il nylon e l’acrilico. Quando gli indumenti in fibre...
• 
  Allarme rendicontazione ESG nei bilanci delle aziende europee

  Le imprese europee corrono il rischio di essere percepite dai cittadini come poco trasparenti rispetto al loro reale impegno in tema di sostenibilità. Sono ben 7 su 10 (70%) le aziende del Vecchio Continente che pubblicano bilanci...
• 
  COP27 e Agenda 2030: i grandi del pianeta per lo sviluppo sostenibile

  Si è da poco conclusa Cop27, la conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici. Focus principale dell’incontro è stato l’urgenza di un’azione immediata in materia ambientale, consci del fatto che il delicato contesto geopolitico in Ucraina ha...
• 
  Carrier investe in Italia 14 milioni di euro per la realizzazione di un nuovo Centro di Ricerca e Sviluppo di Eccellenza

  Carrier annuncia un investimento di 14 milioni di euro per costruire un nuovo Centro di Eccellenza di R&S per il riscaldamento, il condizionamento e i sistemi di acqua sanitaria a Villasanta, Monza (MB). La struttura si concentrerà...
• 
  17 giugno, Giornata Mondiale per la lotta alla Desertificazione e alla Siccità

  La siccità è realtà ed è un problema attuale e globale, che riguarda tutti e che va oltre specifiche zone, superando i confini regionali. In Italia la fotografia è allarmante, con oltre il 20% del territorio nazionale...
• 
  5 giugno: World Environment Day

  In occasione della Giornata Mondiale dedicata al benessere dell’ambiente, emergono dati preoccupanti in merito alle produzioni industriali globali. Le soluzioni per invertire il trend? Innumerevoli, a partire da sistemi innovativi per il risparmio dell’acqua al riutilizzo degli...
• 
  Ricerca applicata alle imprese: approvati i progetti all’avanguardia di SENEC, Unisalento e CNR Nanotec

  SENEC, azienda nota a livello internazionale nel settore dell’autosufficienza energetica, insieme all’Università del Salento ed al CNR Nanotec di Lecce, si è aggiudicata due progetti nell’ambito dell’iniziativa “Riparti” promossa dalla Regione Puglia. L’iniziativa è nata per finanziare...
• 
  Gas serra e cambiamenti climatici, il punto della ricerca

  Il messaggio arrivato da Glasgow è chiaro: il processo di riduzione della concentrazione di gas serra in atmosfera dovrà accelerare nei prossimi anni. In questa transizione è di fondamentale importanza poter contare su dati di elevatissima qualità...
• 
  17 giugno: Giornata Mondiale per la lotta alla desertificazione e alla siccità

  L’occasione è la Giornata Mondiale per la lotta alla desertificazione e alla siccità, momento di assoluta rilevanza rispetto alla tematica della scarsità dell’acqua e della corretta gestione delle risorse. A questo proposito, particolare riferimento va prestato al...
• 
  PNRR, ecco le 6 missioni possibili

  Il Governo ha trasmesso al Parlamento il testo del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). Il Piano, come noto, si inserisce all’interno del programma Next Generation EU (NGEU), ovvero il pacchetto da 750 miliardi di euro concordato dall’Unione Europea in risposta alla...