Micro/Meso-Structured Reactors for Chemical Synthesis: Applications in Materials Science and Medicinal Chemistry

La tematica di ricerca affrontata nel corso del presente progetto di Dottorato è stata l’applicazione di tecnologie microfluidiche per lo sviluppo di nuove metodologie sintetiche. In particolare, sono state studiate molecole con potenziali impieghi in chimica farmaceutica e in scienze dei materiali, con particolare enfasi sulla possibilità di applicare i processi individuati alla produzione industriale. In tale ottica è stato sviluppato, e successivamente adattato per produzioni su larga scala, un processo in flusso continuo per la produzione e l’impiego del diazometano in condizioni di sicurezza. Tale studio è stato svolto durante un periodo di tre mesi presso il Corning European Technology Center (CETC) di Avon, Francia, e i risultati ottenuti sono stati recentemente pubblicati. L’impiego di reattori a flusso è stato inoltre studiato nella sintesi molecole eterocicliche, che possano essere impiegate come farmaci oncologici. Una libreria di composti, contenenti funzionalità strutturali di tipo pirimidinamminico e 4-anilino-chinazolinico, sono stati preparati mediante sintesi multi-step in flusso continuo, in modo più efficiente e sicuro rispetto alle metodologie tradizionali. Tale ricerca è stata portata avanti in collaborazione con un partner industriale, Fabbrica Italiana Sintetici (FIS) Spa, nell’ambito del progetto FSE. Sono stati infine sviluppati processi a flusso continuo per la funzionalizzazione chimica di nanostrutture molecolari, derivate da fullereni, nanotubi di carbonio e porfirine. L’impiego di reattori in continuo in tale campo ha permesso notevoli incrementi di efficienza sintetica rispetto alle metodiche discontinue. I composti preparati hanno inoltre potenziali applicazioni nel campo dei materiali innovativi, in particolare per il fotovoltaico, l’elettronica molecolare e la sensoristica. Tali studi sono stati pubblicati in vari articoli su riviste scientifiche e hanno portato inoltre al deposito di una domanda di brevetto Italiano.