Chimica Supramolecolare della β-Ciclodestrina nell’Anidride Carbonica Supercritica: Studi Spettroscopici

Abstract

Nonostante le sue utili proprietà chimico-fisiche, l’applicazione dell’anidride carbonica supercritica (scCO2) come solvente è spesso limitata dalla poca solubilità per i substrati polari ed i catalizzatori. La soluzione a questi problemi di solubilità in laboratorio è di utilizzare tensioattivi fluorinati o di apportare modifiche tramite l’aggiunta di leganti perfluorinati, misure sia costose che difficili da applicare se trasposte in scala industriale. Il lavoro che presentiamo propone l’uso della β-ciclodestrina come ospite supramolecolare, modificata per migliorare la solubilità dei substrati e dei catalizzatori nel scCO2. A questo fine è stata studiata l’azione tra la β-ciclodestrina peracetilata e una serie di derivate della trifenil fosfina tramite analisi spettroscopica dell’ultravioletto. La costante di equilibrio (Kf) per una reazione di complessazione a concentrazione 1:1 è stata ottenuta da titolazioni spettroscopiche e calcolata tramite due modelli matematici già noti. I valori delle costanti di equilibrio a 40 °C e 30 MPa sono dell’ordine di 100-500, e cioè da uno a tre ordini di grandezza inferiori a quelli ottenuti in soluzione acquose con le stesse fosfine. Probabilmente questo è dato dalla mancanza dell’effetto idrofobico nel scCO2 che in questo caso è stato sostituito da un effetto di CO2-fobia più debole ma corrispondente. Questi risultati preliminari dimostrano più specificamente che Kf è dipendente dal tipo di fosfina usato e quindi fornisce le basi per progettare un’arilfosfina con più solubilità nel scCO2. In senso più generale, questo lavoro mostra l’importanza di considerare la polarità, l’idrofobicità e la grandezza del soluto se si vuole ottenere inclusione e trasporto in questo solvente insolito. Questo lavoro quindi può essere considerato il primo passo verso l’interpretazione delle proprietà termodinamiche di complessazione delle ciclodestrine modificate nel scCO2