Radicali e radicali ioni: aspetti fondamentali e loro ruolo in chimica, biologia e nelle scienze dei materiali e dell'ambiente.

Questo progetto di ricerca che riguarda lo studio del ruolo ricoperto dai radicali liberi e radicali ioni in chimica, biologia, e nelle scienze dei materiali e dell'ambiente, vede consorziati i cinque maggiori gruppi che, nelle Università italiane, si interessano di queste importanti specie. Il programma è orientato verso lo studio dei processi radicalici che avvengono in natura e di quelli che possono essere indotti in laboratorio. A tale scopo verranno presi in considerazione,oltre ad alcuni aspetti fondamentali della chimica dei radicali liberi che ancora non sono stati del tutto chiariti, numerosi aspetti applicativi. Per quanto riguarda i primi, verranno effettuate determinazioni di proprietà termodinamiche, nonché misure cinetiche e spettroscopiche su alcuni sistemi modello di interesse generale e verranno eseguiti studi meccanicistici su alcune reazioni particolarmente importanti. Gli aspetti applicativi riguarderanno lo sviluppo di nuove vie sintetiche e di nuovi sistemi catalitici, per la messa a punto di processi radicalici chemo- e stereo selettivi di elevato interesse generale e applicativo, sia in ambito industriale che in quello biologico. Particolare attenzione sarà rivolta alla messa a punto di processi economici, caratterizzati da condizioni blande di operatività e da un basso impatto ambientale che coinvolgono come reagenti l'acqua ossigenata o l'ossigeno sia atmosferico (tripletto) sia fotoeccitato nello stato di singoletto. Verranno anche studiate alcune ossidazioni enzimatiche di derivati organici perfezionando metodiche sviluppate in precedenza da unità di ricerca facenti capo a questo progetto. Sarà anche sviluppato l'utilizzo di reazioni radicaliche per effettuare ciclizzazioni e anellazioni a cascata per la sintesi di derivati eterociclici azotati. Verranno utilizzate sonde di spin (radicali nitrossidi persistenti) progettate appositamente per la determinazione dell'architettura supramolecolare di nanostrutture molecolari in soluzione. Mediante questa metodologia si cercherà di individuare e di chiarire gli effetti della dimensione e della presenza di diversi dominii sull'interazione di soluti organici con il monostrato organico di nanoparticelle metalliche protette, di dendrimeri e di nuove molecole in grado di includere al proprio interno molecole ospiti come i cucurbiturili. Verranno estesi gli studi sull'influenza dell'ambiente di reazione sulla inibizione dei processi autossidativi, rivolgendo particolare attenzione all'effetto del pH e ad effetti di complessazione selettiva di uno dei siti reattivi in antiossidanti polifenolici da parte di cosolventi accettori di legami idrogeno che potenziano l'efficacia inibitrice di questi. Verranno effettuati la sintesi e lo studio di nuovi antiossidanti solubili in ambiente acquoso da poter utilizzare sia in campo biologico. Verranno inoltre studiati gli effetti di radicali tiili e perossili su sistemi biologici.