Sintesi di cucurbiturile e sue applicazioni come materiale adsorbente in processi di rimozione d'inquinanti da acque reflue

I reflui generati dalle attività produttive, quando non possono essere riciclati o riutilizzati, devono essere sottoposti a trattamento per rientrare nei limiti imposti dalle norme sul rilascio degli inquinanti nell'ambiente. In quest'ottica di disinquinamento, la ricerca scientifica e chimica è continuamente volta a trovare mezzi che siano sempre più efficaci, rapidi ed economici. Nel 1905 fu sintetizzata, quasi casualmente, una complessa molecola organica macropoliciclica, che gli strumenti dell'epoca non permisero di caratterizzare correttamente; solo nel 1981 ciò fu possibile e la struttura che si delineò fece intravedere le enormi potenzialità adsorbenti del nuovo composto: la molecola si presenta altamente simmetrica, anulare, con una cavità di alcuni Å il cui accesso è delimitato da due "corone” di ossigeni carbonilici; complessivamente ha le sembianze di una zucca, da cui deriva il nome di uso comune cucurbiturile. Sia dal punto di vista sintetico, sia da quello applicativo, il cucurbiturile è molto versatile: la sintesi avviene per condensazione in ambiente acido lasciando reagire a caldo e sotto agitazione, glicolurile (acetilurea) e formaldeide (in forma di soluzione acquosa o di solido polimerico – para-formaldeide). Le sue capacità complessanti e adsorbenti, d'altra parte, abbracciano una tale quantità di composti, organici e inorganici, in fase liquida e gassosa, che lo studio in tale ambito non è ad oggi esaurito e tuttavia non sono le uniche: negli anni sono state dimostrate proprietà catalitiche, di "drug carrier", di "sensore" nei confronti di ioni ammonio, ammine organiche, derivati amminoacidici, basi di acidi nucleici, ioni di metalli alcalini o alcalino-terrosi. Gli studiosi si resero conto molto presto che il prodotto di sintesi non era unico, bensì la condensazione dà luogo a una miscela di composti omologhi, che si differenziano per il numero di unità ripetute: [c6h6n4o2]n, dove n è compreso tra i valori 4 e 20. Pertanto è preferibile parlare di cucurbiturili e la nomenclatura per identificare ciascun omologo è ormai consolidata in cucurbiturile, abbreviato cbn. Il presente lavoro di tesi è stato sviluppato lungo un percorso di sintesi, volto alla determinazione delle condizioni operative ottimali per la produzione del cb6, di caratterizzazione dello stesso, il che ha portato tra l'altro alla preparazione di un cristallo finora sconosciuto, e infine di ulteriore conoscenza dell'applicabilità del materiale come adsorbente di alcuni tra i più inquinanti cationi metallici.