Studio della formazione di complessi tra alluminio e molecole di interesse ambientale, biologico e farmaceutico

Questo lavoro di tesi ha riguardato lo studio approfondito delle proprietà leganti di alcuni composti di interesse farmaceutico, biologico o ambientale con lo ione Al3+. Le molecole studiate sono state il 3-idrossi-2-(1H)-piridinone (HPyr), il 2-idrossifeniletanone (HPE), l'acido 2-idrossibenzenacetico (HBA), l'acido 2-idrossinicotinico (HNic), l'acido 3-idrossipicolinico (HPic) e l'acido glutammico (Glu). Fra gli obiettivi primari del lavoro di tesi è stata posta l’affidabilità dei risultati ottenuti; pertanto ogni sistema è stato studiato attraverso la combinazione di più tecniche analitiche in grado di fornire, in maniera indipendente, informazioni quantitative e qualitative sulla natura delle specie presenti e sulla loro stabilità. Le tecniche utilizzate sono state la potenziometria, la spettrofotometria UV-vis e la spettroscopia 1H-NMR. Per HPyr è stato inoltre possibile ottenere un cristallo e quindi derivare la struttura di un complesso tra Al3+ ed HPyr mediante diffrattometria a raggi X. Il confronto tra la forza complessante dei vari leganti studiati, e con altri precedentemente studiati in letteratura, ha confermato le linee guida nel determinare l’affinità dei vari gruppi funzionali nei confronti dell’alluminio, e precisamente la necessità che il gruppo chelante abbia una significativa carica parziale negativa all’ossigeno e formi un anello chelante a 5 o a 6 atomi; in effetti HBA forma complessi molto deboli dato che è molto sfavorita la formazione di un anello chelante a 7 atomi. Nel caso di Glu i complessi sono deboli dato che alla coordinazione partecipa l’azoto, la cui affinità nei confronti dell’alluminio è minore che non quella dell’ossigeno. HPE ha due ossigeni che formano un anello chelante a sei atomi, tuttavia esso forma complessi assai più deboli di quelli formati da HPyr, HNic e HPic, poichè nel caso di HPE la carica parziale negativa sugli ossigeni chelanti è pari a –0.5, mentre per gli altri tre essa è molto prossima a –1. Un altro obiettivo del lavoro è consistito nella scrittura di un nuovo programma di calcolo, PITMAP, per l'elaborazione dei dati potenziometrici. Il programma permette di leggere i dati delle titolazioni e ricavare, previa ottimizzazione dei parametri, le costanti di equilibrio relative alle specie presenti in soluzione.