Tecnologie innovative applicate alla scoperta di nuovi materiali e molecole complesse

The evolution of chemistry, from its chemical roots until nowdays, is a fascinating journey marked by the development of new technologies and designing processes that are environmentally sustainable. In this work technology and design has been applied. In Chapter 1 a new approach to diphenolic esters (DPE) is presented. The method reported is a one-pot synthesis of alkyl DPEs in the presence of heterogeneous catalyst. Employing the commercial catalyst Aquivion®, ten new compounds were synthesized from levulinic acid, an alcohol, and phenol as a solvent-reagent. The first mechanochemical example of the synthesis of 1,4 allenynes is reported in Chaper 2. Thanks to the mechanochemical activation of copper zero valent metal a new class of substances were synthesized under ball mill conditions. The products can be obtained in a short time (2h) without the use of ligands. Chapter 3 contains the development of a Resonance Acoustic Mixer (RAM) methodology for the synthesis of valuable indoles moiety. The 5 hydroxy-indole moiety was synthesized with a procedure that employed the use of calcium chloride (10 mol%) as catalyst and low reaction time (2h). The products reported were precipitated and isolated without further purification. The importance of the application of mechanochemical forces is reported in Chapter 4. Under mechanochemical conditions erbium oxide structural modifications were observed. Due to the complex interplay of mechanical forces, including shock-type impulses and torsional stresses together with crystal size reduction and defect formation a transition phase from cubic to monoclinic phase was reported.

L’evoluzione della chimica, dalle sue radici chimiche fino ai giorni nostri, è un affascinante viaggio all’insegna dello sviluppo di nuove tecnologie e progettare processi che siano sostenibili dal punto di vista ambientale. In questo lavoro tecnologia e design sono stati applicati. Nel Capitolo 1 viene presentato un nuovo approccio agli esteri difenolici (DPE). Il metodo riportato è una sintesi one-pot di DPE alchilici in presenza di un catalizzatore eterogeneo. Con l’impiego del catalizzatore commerciale Aquivion®, dieci nuovi composti sono stati sintetizzati dall’acido levulinico, da un alcol e dal fenolo come solvente-reagente. Il primo esempio meccanochimico della sintesi di 1,4 allenini è riportato nel capitolo 2. Grazie all’attivazione meccanochimica del rame metallico, una nuova classe di sostanze è stata sintetizzata sotto condizioni di ball-milling. I prodotti possono essere ottenuti in breve tempo (2h) senza l’utilizzo di leganti. Il capitolo 3 contiene lo sviluppo di una metodologia che prevedere l’uso di resonance acoustic mixer (RAM) per la sintesi di composti a base di indoli, in particolare 5-idrossi indoli. Il 5 idrossi-indolo è stata sintetizzato con una procedura che impiegava l’uso del calcio cloruro (10 mol%) come catalizzatore e basso tempo di reazione (2h). I prodotti sono stati precipitati e isolati senza ulteriore purificazione. L’importanza dell’applicazione delle forze meccanochimiche è riportata in Capitolo 4. In condizioni meccanochimiche all’ossido di erbio sono state osservate modifiche strutturali. A causa della complessa interazione di forze di torsione, compresi gli impulsi di tipo urto e le sollecitazioni torsionali assieme alla riduzione delle dimensioni dei cristalli e successiva formazione di difetti una fase di transizione da cubica a monoclina è stata descritta.