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sabato 9 marzo 2024

Viola, fuxia e altri grigi pensieri

L'importanza dell'industria dei coloranti nella nascita e nello sviluppo della chimica organica è un dato che ricordo spesso a lezione e che emerge anche in sede di esame di stato, tanto che pure i miei colleghi di altre materie mi ripetono la cosa - insieme all'ammoniaca, agli esplosivi, a Pasteur e a Marie Curie - con un tono un po' canzonatorio al termine degli orali, dopo aver dovuto ascoltare almeno venti volte le stesse cose.

Quest'anno ho aggiunto che proprio studiando le proprietà dei coloranti in relazione ai microbi, Paul Ehrlich ha posto le basi della chemioterapia. E pensare che la sua passione per i colori gli attirò dapprima il biasimo dei suoi insegnanti all'università e infine il premio Nobel, nel 1908. 

Da studente, i coloranti piacevano tanto anche a me: e studiando questi ho poi realizzato che mi interessavano molto di più le molecole dei farmaci e la loro biochimica. Conclusi gli studi, non ho avuto più modo di dedicarmi ai primi e tanto meno ai secondi, ahimè.

Tempo fa, avrei voluto acquistare del cristal violetto (o violetto di genziana o violetto di metile) in soluzione 1%. Mi pareva di ricordare che era venduto in farmacia come antimicotico e batteriostatico e per questo chiedo informazioni alla mia farmacista di fiducia. Ella mi risponde che non è disponibile per la vendita.

Io mi arrabatto cercandolo on-line e vedo che il prodotto esiste ma è dato per esaurito o non disponibile come farmaco: 30 mL costavano poco meno di 3 euro. Come colorante per microscopia costa molto di più: ed era questo l'uso che volevo farne, in realtà; non ho micosi cutanee da curare.

Poi approfondisco la ricerca e scopro che il dotto, preparato e coltissimo (soprattutto in materia medica e farmacologica) ministro della salute di qualche anno fa ha firmato il decreto per togliere il cristal violetto dalla circolazione, con la scusa che è un possibile cancerogeno

Certo. Si tratta di un derivato di ammine aromatiche facilmente ossidabili: un tempo era impiegato per trattare il mughetto dei bambini. O per tingere i capelli di viola. Ma improvvisamente è diventato cancerogeno per legge. E non dubito che lo sia; la chimica non ha bisogno di timbri e ceralacca. Tuttavia, altre ammine aromatiche potrebbero essere cancerogene: per coerenza, allora, dovrebbero essere messi fuori commercio nove farmaci su dieci. E non solo i farmaci.

Poco fa guardavo la formula della fuchsina, colorante utilizzato nella preparazione della vecchia tintura rubra del Castellani, insieme ad acido borico, fenolo, resorcina, acetone, etanolo e acqua.

Strutturalmente è molto simile a quella del violetto di genziana: sono ambedue coloranti derivati dall'anilina (la fuchsina) o dalla N,N-dimetilanilina (il violetto) che appartengono alla classe dei triarilmetani, con tre sistemi aromatici legati a un atomo di carbonio, ottenuti per reazione delle aniline o dei fenoli col cloroformio in presenza di cloruro di zinco; oppure via chetone di Micheler - nel caso del violetto

Infatti anche la fuchsina è stata messa fuorilegge ed è fuorilegge da cinque anni pure il Castellani, possibile cancerogeno anche quello. 

E allora abbandoniamo il mondo dell'illegalità (quello della chimica militante l'ho lasciato anni fa) e consoliamoci con la letteratura, rileggendo Levi laddove ci ricorda che "preparare il bromobenzene o il violetto metile secondo il Gattermann era divertente, anche esilarante, ma non molto diverso dal seguire le ricette dell'Artusi". Già. Divertente. Esilerante. In una parola: cancerogeno. Lo sono pure certe ricette dell' Artusi.

Tuttavia - e qui per oggi concludo - in un mondo grigio, dove ogni giorno è uguale ad un altro ed è negato ogni diritto di pensare altrimenti e di sperare in qualcosa di diverso, si muore di noia. Altrove: di fame. O di morte violenta. Si muore.

sabato 11 agosto 2018

Mitscherlich: benzene e derivati


Nel 1834, Eilhard Mitscherlich (1794-1863), distillando a secco una miscela di acido benzoico e calce spenta, ottenne un liquido che chiamò benzene (avendolo ricavato dall'acido benzoico) e dopo un'accurata analisi trovò che esso fosse identico al "bicarburo di idrogeno" isolato da Faraday nel catrame nove anni prima.

Da questa osservazione, Mitscherlich ipotizzò che l'acido benzoico potesse essere un composto di benzene e anidride carbonica, concludendo che tutti gli acidi organici (a n atomi di carbonio) dovessero essere costituiti da idrocarburi (a n-1 atomi di carbonio) più acido carbonico: un'idea che è stata a lungo perpetuata nei testi di chimica organica.

Mediante l'analisi elementare seguita da misurazioni della densità del vapore, Mitscherlich determinò che il rapporto C:H nel benzene fosse 1:1.


Mitscherlich continuò poi a condurre esperimenti sul benzene e ottenne: 
  • nitrobenzene, dalla reazione del benzene con acido nitrico fumante (l'acido nitrico a concentrazione commerciale non reagisce con il benzene); 
  • acido benzensolfonico, dalla reazione di benzene con acido solforico fumante (oleum);
  • azobenzene
  • triclorobenzene
  • esaclorobenzene
  • derivati ​​bromurati.
Il nitrobenzene è il più semplice nitroderivato aromatico, di formula C6H5NO2 (FW = 123.11).
A condizioni ambientali si presenta come un liquido di colore giallo pallido, oleoso, dall'odore gradevole di mandorle amare (essenza di Mirbano) e per questo era usato un tempo per conferire profumo ai saponi di basso costo. Oggi non si adopera più vista la notevole tossicità del composto.

Industrialmente, per la produzione di nitrobenzene commerciale si utilizzano sia processi discontinui che continui e si impiegano miscele di acido nitrico e di acido solforico (miscele solfonitriche) come agenti nitranti.
Il nitrobenzene subisce una seconda nitrazione oppure reazioni di alogenazione e solfonazione molto più lentamente di quanto non faccia il benzene: il gruppo nitro disattiva l'anello aromatico e orienta un secondo sostituente in posizione meta. 

Il nitrobenzene può essere ridotto a una varietà di composti e il prodotto ottenibile dipende dalle condizioni di reazione.


Industrialmente, la riduzione più importante ha come prodotto finale l'anilina, destinata alla produzione di materie plastiche, coloranti e farmaci. 




Quantità più modeste sono impiegate per ottenere:
  • azobenzene;
  • idrazobenzene e benzidina, attraverso il riarrangiamento di Zinin;
  • fenilidrossilammina e 4-amminofenolo, attraverso il riarrangiamento di Bamberger;
  • cicloesilammina, per riduzione totale sia del nitrogruppo sia del sistema aromatico, descritta da Sabatier e Senderens: il composto ottenuto è usato nella produzione del ciclamato, un dolcificante di sintesi.
Il nitrobenzene è adoperato infine quale blando agente ossidante nella sintesi di chinolina (sintesi di Skraup) e fucsina.

Notevoli sono gli studi che, attraverso la carbonilazione riduttiva, conducono alla sintesi di isocianati, benzimidazoloni, carbammati, uree sostituite e altri intermedi di rilevante interesse industriale.
A tal proposito amo ricordare ancora una volta la mia ormai vecchia e sempre amata tesi di laurea triennale (con tutti gli esperimenti nel lab del dr. Ronchin) e il mio relatore, prof. Andrea Vavasori; e non posso non menzionare l'importante monografia Reductive Carbonylation of Organic Nitro Compounds dei proff. Cenini e Ragaini di Milano, testo di riferimento per chi si interessa di queste tematiche.