Intermedi chiave da biomasse : processi di cicloaddizioni di acidi muconici e piron carbossilici ed alcheni ad acidi tereftalici sostituiti

Negli ultimi anni il consumo di fonti fossili è costantemente aumentato in relazione alla crescente domanda di energia e di beni di consumo. Le fonti fossili non sono infinite e inesauribili, quindi negli ultimi anni l'attenzione della politica e della ricerca si è orientata per individuare vie alternative alle fonti fossili. Le fonti rinnovabili di energia e di materiali è quindi diventato un imperativo e in quest'ambito fondate speranze sono state riposte nell'utilizzo delle biomasse di tipo lignocellulosico. La biomassa lignocellulosica è ampiamente disponibile a basso costo. Su questo tipo di materiale si è incentrata la ricerca del nostro gruppo, in particolare nella direzione di sviluppare tecnologie chimiche e biochimiche di conversione delle molecole di base della piattaforma degli zuccheri verso target molecolari d'interesse industriale, come alcuni acidi bicarbossilici, importanti monomeri per polimeri (Nylon-6,6, PET, etc.). Il presente lavoro di tesi si colloca in quest'ambito, esplorando l'accesso all'acido tereftalico e suoi derivati partendo da due intermedi chiave di struttura a doppi legami coniugati simile, ottenibili dai semplici zuccheri C-6 mediante processi biotecnologici o chimici. Il primo è l’acido muconico nelle sue tre forme isomeriche, mentre il secondo è l’acido 3-idrossi-2-osso-2-piran-6-carbossilico ottenibile dagli acidi aldarici, acidi bicarbossilici di zuccheri a sei atomi di carbonio a loro volta recuperabili per ossidazione chimica o biochimica di zuccheri C-6. Entrambi questi intermedi hanno come caratteristica peculiare la presenza di 2 doppi legami coniugati, da noi sfruttati per effettuare reazioni di cicloaddizione Diels-Alder su sistemi insaturi allo scopo di sintetizzare nuclei benzenici sostituiti, con conservazione di tutti gli atomi dello zucchero iniziale. L'intento era cioè di sviluppare un approccio sintetico a bio-prodotti, caratterizzato da elevata economia atomica e condizioni blande. L'indagine ha riguardato vari composti olefinici, inquadrandone la reattività e definendo il ruolo della catalisi basica in varie condizioni operative. Sono state individuate condizione in cui la conversione a derivati tereftalici avviene in un solo passaggio e in buone rese. Tuttavia fenomeni di reversibilità e/o instabilità degli cicloaddotti intermedi non hanno consentito di generalizzare il processo.