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Thesis etd-01072022-135922


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM5
Author
FRANZE, MARIA CARMELA
URN
etd-01072022-135922
Thesis title
Trasformazione di Idrossimetilfurfurale (HMF) in Deep Eutectic Solvents (DESs)
Department
FARMACIA
Course of study
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Supervisors
relatore Prof. Guazzelli, Lorenzo
relatore Dott. Mezzetta, Andrea
Keywords
  • deep eutectic solvents
  • HMF
Graduation session start date
23/02/2022
Availability
Withheld
Release date
23/02/2092
Summary
Il lavoro di tesi si inserisce nel contesto della transizione ecologica e in particolare nell’impiego di nuovi solventi ecosostenibili nella sintesi di molecole chimiche con potenziale utilizzo in ambito farmaceutico. Nel caso specifico, è stata studiata la reazione di amminazione riduttiva su un substrato di origine naturale come 2,5-idrossimetifurfurale (HMF) utilizzando diverse tipologie di ammine. Tale reazione è stata condotta in nuova classe di solventi “green”, i deep eutectic solvents (DESs). Un DES è una miscela di due o più composti che mostra un punto di fusione più basso del loro eutettico ideale. Questa classe di solventi ha recentemente destato un grande interesse nel campo della ricerca grazie alle loro proprietà chimico-fisiche e alla loro versatilità. Una sottoclasse particolarmente interessante è quella dei DESs composti da prodotti di origine naturale e prendono il nome di natural DES o NADES. Nel lavoro di tesi, i DESs sono stati confrontati con i solventi classici riportati in letteratura, nello specifico l’acqua e il metanolo, in modo da valutarne le differenze. L’HMF, è una molecola con due gruppi funzionali, uno alcolico e uno aldeidico. Proprio quest’ultimo è attivamente coinvolto nella reazione con il gruppo amminico portando alla formazione dell’immina corrispondente. La reazione è stata condotta utilizzando due metodi sintetici, uno one-step e l’altro two-steps. Nel primo caso il riducente viene inserito all’inizio della reazione, mentre nel secondo caso solo dopo la formazione dell’immina. Durante il lavoro di tesi sono stati studiati vari parametri di reazione utilizzando due diversi metodi di riduzione, il sodioboroidruro (NaBH4) e l’idrogeno gassoso (H2). In entrambi i casi sono state studiate differenti ammine primarie, sia alifatiche che aromatiche nei diversi DESs. La prima parte dello studio è stata dedicata alla selezione delle ammine primarie e allo studio della cinetica di formazione dei rispettivi intermedi imminici. In questa fase infatti, tramite analisi FTIR, sono stati definiti i tempi di formazione dell’immina in DESs e di conseguenza sono state selezionate le ammine che meglio si prestano alla reazione. Dopo aver definito le condizioni della reazione utilizzando NaBH4, la seconda parte del lavoro di tesi è stata incentrata sulla riduzione con idrogeno. Nello specifico, in questa fase sono stati oggetto di studio, il tempo di reazione e la temperatura. Nella cinetica di reazione, la riduzione dell’immina è lo step determinante per la velocità complessiva della reazione, mentre aumentando eccessivamente la temperatura si ha l’effetto di degradare il substrato di partenza. Sempre per quanto riguarda le reazioni che prevedono l’utilizzo dell’idrogeno gassoso, la quantità di catalizzatore e il tempo della reazione hanno mostrato una discreta influenza sull’esito della reazione. La parte finale del lavoro è stata incentrata sul recupero del solvente. Quest’ultimo punto si è dimostrato particolarmente interessante in quanto il solvente è facilmente separabile dal prodotto e quindi del tutto recuperabile. Infine, il solvente DES è stato riciclato con successo per 5 cicli.
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