Un chimico della RUDN University ha sviluppato un catalizzatore per la produzione di eugenolo acetato, una sostanza che distrugge le larve delle zanzare che trasmettono malattie pericolose. L'articolo è stato pubblicato sulla rivista Materiali .

Le zanzare Aedes aegypti (zanzare della febbre gialla) possono trasmettere il virus Zika, febbre gialla, chikungunya e febbre dengue. Fino al 20% dei pazienti con febbre gialla muore, anche se c'è un vaccino. Non esiste una cura o un vaccino per il virus Zika o la febbre dengue. Perciò, la distruzione dei portatori è l'unico metodo efficace per combattere la diffusione delle malattie. È più facile uccidere le zanzare allo stadio larvale, quindi un farmaco anti-larva efficace e conveniente, come l'eugenolo acetato, può seriamente aiutare l'umanità. L'eugenolo è il componente principale nella reazione di acetilazione, ottenuto dall'olio di chiodi di garofano. Però, non è facile sintetizzare eugenolo acetato puro senza impurità e con un alto contenuto del prodotto target (fino al 90 percento). Questo perché non sono ancora stati creati catalizzatori adatti a tale sintesi, e non esistono metodi non catalitici per la produzione di eugenolo acetato. La resa di eugenolo acetato nelle reazioni utilizzate nell'industria è solo del 20-30%.

Il chimico RUDN Rafael Luque ha sviluppato un nuovo catalizzatore per l'acetilazione dell'eugenolo per risolvere questo problema. I chimici si sono assicurati che il catalizzatore potesse essere rimosso dalla zona di reazione e riutilizzato. Inoltre, la temperatura e il tempo di reazione sono bassi mentre la resa del prodotto target è elevata.

Nella prima fase, i chimici hanno analizzato gli svantaggi dei metodi esistenti per la sintesi dell'eugenolo acetato. La catalisi omogenea con acidi minerali può essere utilizzata per acetilare l'eugenolo. Ma questo metodo non consente semplicemente di separare il catalizzatore dai prodotti di reazione. Con catalisi omogenea, è anche possibile la dissoluzione parziale del reattore in acido, che porta alla contaminazione della soluzione. Un altro metodo si basa sull'uso di biocatalizzatori. Consentono di ottenere una resa superiore al 90% di eugenolo acetato e sono rispettosi dell'ambiente. Però, la sintesi dei biocatalizzatori è laboriosa e costosa, e il riutilizzo di tali catalizzatori è quasi impossibile. Questo rende l'uso di biocatalizzatori troppo costoso.

I chimici RUDN hanno proposto di creare un catalizzatore eterogeneo, dove il principio attivo, eteropoli acido, viene applicato a un supporto solido neutro. Gli eteropoli acidi sono derivati ​​degli acidi dell'ossigeno in cui gli ioni di ossigeno sono completamente o parzialmente sostituiti da residui acidi di altri acidi. Gli eteropoli acidi hanno una maggiore attività catalitica rispetto agli acidi minerali, e, a differenza degli acidi minerali, non producono reazioni avverse che inquinano la soluzione. I chimici hanno suggerito che catalizzatori eterogenei, composto da più componenti, potrebbe essere la soluzione ottimale, poiché il catalizzatore solido e la sostanza in soluzione sono in fasi diverse, e non è difficile separarli.

Per una sintesi di catalizzatori eterogenei, i chimici hanno applicato un eteropoliacido a un supporto solido:l'alluminosilicato mesoporoso (AlSiM). Si tratta di una sostanza altamente porosa con un'ampia superficie (fino a 1000 m ² /g) e pori cilindrici della stessa dimensione. Per la sua produzione, TEOS (tetraetossisilano), un componente tossico e costoso, è più spesso usato come fonte di silicio. Rafael Luque e i suoi colleghi hanno dimostrato che invece di TEOS, puoi usare caolino naturale ricco di silicio, che di solito va sprecato nello sviluppo dei depositi. L'uso del caolino per ottenere AlSiM ridurrà significativamente il costo di produzione del supporto del catalizzatore e ridurrà l'impatto ambientale negativo.

Il nuovo catalizzatore si rimuove facilmente dalla zona di reazione e mantiene la sua attività anche dopo diversi cicli ripetuti, permette di effettuare la reazione velocemente e senza impurità, ha un'elevata stabilità e un costo relativamente basso rispetto ai biocatalizzatori. La resa del prodotto è stata del 99,9 per cento. Con cicli ripetuti, la resa cambia leggermente e anche dopo il quinto ciclo esce al 90 per cento. Il catalizzatore può essere raccomandato per la produzione industriale di eugenolo acetato.