Il Fenolo e i suoi derivati

1. Il Fenolo e i suoi derivati Università degli Studi di Pavia - Dipartimento di Chimica Organica 15-03-2007 di Simone Lazzaroni

2. Prologo FENOLO (acido fenico) – Composto più semplice della propria classe, composti aromatici derivati dal benzene che recano un gruppo -OH direttamente legato all'anello aromatico.

3. Gli svariati usi

4. La chirurgia del XIXsecolo Chirurghi operano, con strumenti incrostati e sudici in anfiteatri pieni di osservatori (studenti), in abiti normali. Ai nuovi pazienti vengono di solito assegnati letti nei quali non viene neppure cambiata la biancheria dopo che il paziente precedente è tornato a casa o è MORTO. Mortalità post-operatoria altissima per le condizioni igieniche in cui vengono praticati gli interventi e che determinano fatalmente una infezione (concettualmente sconosciuta) spesso letale (40-70%).

5. La teoria del miasma Infezione causata un gas venefico generato da scarichi e fognature si diffonda nell’aria e possa raggiungere i pazienti.

6. Per contrastare il miasma i medici prescrivono vari rimedi che vanno dai liquori alle erbe agli impiastri di carote crude Gli occasionali successi di ognuno di questi vari rimedi sono fortuiti e non possono essere replicati. Joseph Lister (5 aprile 1827- 10 febbraio 1912) Professore di chirurgia a Glasgow Nota che la cancrena, molto diffusa in ambiente ospedaliero è piuttosto rara all’esterno. Inoltre ritiene che la causa delle infezioni sia da attribuire a qualcosa di microscopico invisibile dall’occhio umano piuttosto che da un gas velenoso. In quel periodo Louis Pasteur pubblica una relazione in cui sostiene che la fermentazione è provocata da germi onnipresenti ma eliminabili attraverso bollitura (pastorizzazione).

7. Lister intuì che nelle ferite avveniva qualcosa di simile alla fermentazione studiata da Pasteur bisognava cercare di impedire la putrefazione delle ferite analogamente a quanto faceva il calore impedendo la fermentazione.

8. La scoperta dell'antisepsi A quei tempi l'acido fenico viene utilizzato come deodorante e disinfettante per le fogne. Lister decide di utilizzarlo su una frattura esposta, patologia drammatica che si conclude inevitabilmente con la morte per cancrena.

9. Il paziente si salva e i risultati degli esperimenti su questo nuovo metodo di cura delle fratture vengono pubblicati sulla prestigiosa rivista "The Lancet“ (16 marzo 1867): “Antiseptic Principle of the Practice of Surgery” L'acido fenico viene in seguito applicato per nebulizzazione degli ambienti operatori per lavare lo strumentario, il materiale d’uso chirurgico e le mani dei chirurghi. La scoperta di Lister non è accolta ovunque con consenso e plauso. In molti ambienti, soprattutto scientifici, le sue teorie vengono osteggiate e derise, ma i risultati ed il tempo gli danno ragione.

10. In ambito medico (fitoterapia), il peperoncino viene utilizzato per alleviare i dolori muscolari e artritici e per normalizzare la pressione sanguigna. Capsaicina La capsaicina, uno dei principi attivi del peperoncino, è contenuta nella placenta, un velo sottile attaccato nell'interno del frutto che sorregge i semi.

11. La radice dello zenzero ha proprietà antitumorali nei casi di carcinomi del colon-retto. Zingerone

12. Acido (acetil)salicilico Ippocrate descrisse nel V secolo AC una polvere amara estratta dalla corteccia del salice bianco che era utile per alleviare mal di testa, febbre, muscoli doloranti, reumatismi e brividi. Tale sostanza (acido salicilico) fu isolata nel 1828 da Henri Leroux e da Raffaele Piria. Salix alba

13. Nel 1897 Hoffmann, chimico presso la Bayer & Co., sostituì il gruppo ossidrile dell'acido salicilico con un gruppo acetile, formando l'acido acetil-salicilico, avente gli stessi effetti terapeutici, ma minori effetti collaterali. Nacque il primo farmaco sintetico – una molecola nuova, non una copia di una molecola già esistente in natura - e la moderna industria farmaceutica.

14. E’ un fenolo che si trova nella Cannabis sativa (canapa indiana). Tetraidrocannabinolo (THC) Questa pianta viene coltivata per le fibre robuste presenti nel fusto dalle quali si possono produrre funi resistenti e tessuti grossolani…. … ma anche per le proprietà inebrianti, sedative e allucinogene della molecola In alcuni stati si permette l’uso medicinale del THC per combattere la nausea, il dolore e la perdita dell’appetito in pazienti che soffrono di cancro e AIDS.

15. Il tè verde Recentemente le è stata attribuita un’azione protettiva contro vari tipi di cancro. Epigallocatechin-3-gallato

16. Vanillina La vanillina è presente nei frutti essiccati fermentati della Vanilla planifolia. Nei profumi si usa la vaniglia per il suo aroma inebriante e caratterestico.

18. Perciò la popolazione degli elefanti inizia a calare sensibilmente e l’avorio a scarseggiare e costare sempre più. Nello stesso periodo in cui Lister sperimenta il fenolo l’uso dell’avorio nella produzione di svariati oggetti è in rapida crescita L’apprensione per il calo della popolazione degli elefanti è particolarmente grande negli Stati Uniti… …non per ragioni conservazionistiche della specie, ma a causa della popolarità in rapida crescita del biliardo. Le palle di biliardo richiedono un avorio di altissima qualità per poter rotolare in modo perfetto, devono essere ricavate dal centro zanne prive di difetto e solo una zanna su 50 ha le caratteristiche necessarie.

19. Alternative all’avorio Una prima scelta è la celluloide, materiale termoplastico, basato sulla cellulosa, la cui durezza e densità può essere controllata in processo di produzione. Problema importante connesso a questo tipo di polimeri è l’infiammabilità e, specialmente quando è in gioco la nitro cellulosa, la tendenza ad esplodere. Non ci sono documentazioni di palle da biliardo di celluloide esplose, ma la celluloide rappresenta un rischio per la sicurezza…

20. In quel periodo Leo Baekeland, chimico brillante ed inventivo che aveva conseguito il dottorato a ventun’anni, anziché optare per la carriera accademica, decide di immigrare negli USA dove crede ci siano più opportunità di sviluppare e produrre sostanze da lui inventate. Fortunatamente riesce a vendere a George Eastman (Kodak) il brevetto di un nuovo tipo di carta fotografica da lui ideata, preparata con un’emulsione di cloruro d’argento che eliminava i primi passi di lavaggio e riscaldamento nello sviluppo delle immagini.

21. La bachelite Baekeland rivolge la sua attenzione alla creazione di una versione sintetica della gommalacca, utile con isolante negli impianti elettrici. La gommalacca di norma viene ottenuta da un’escrezione delle ghiandole laccifere della femmina del Laccifer lacca, una cocciniglia (chilogrammo di lacca/33000 femmine). Baekeland si rende conto che una lacca artificiale sarebbe diventata una necessità per gli isolanti in questo mercato in espansione

22. Fa reagire fenolo e formaldeide. Reazioni rapide e non sufficientemente controllate avevano condotto a materiali insolubili e non fusibili che erano troppo fragili e troppo poco flessibili per essere utili. Baekeland riconosce però che tali proprietà sono idonee per raggiungere il suo scopo. In seguito a vari tentativi (5 anni) ottiene una resina termoindurente che solidifica rapidamente trasformandosi in un solido ambrato trasparente esattamente simile alla forma dello stampo o del recipiente in cui viene versato. Mentre la lacca esposta al calore si deforma, la bachelite (termostabile) conserva la sua forma anche ad alte temperature, in contrasto con un materiale termoplastico come la celluloide. Questa caratteristica è dovuta alla sua struttura chimica.

23. La bachelite venne utilizzata per ottenere oggetti con le caratteristiche fisiche, meccaniche, elettriche più diverse, molte parti protettive di apparecchi elettrici, apparecchi telefonici, cruscotti delle automobili...

25. Conclusioni Il fenolo fu la sostanza che permise l’avvento della chimica antisettica, rendendo possibile l’esecuzione di operazioni chirurgiche abbassando il rischio di infezioni pericolose e aumentando le prospettive di sopravvivenza del paziente. Baekeland sviluppò il primo materiale veramente sintetico dell’epoca della plastica, usato per produrre gli isolatori necessari per l’uso onnipresente dell’energia elettrica, un fattore importante nel moderno mondo industriale. Senza il fenolo e i suoi derivati non sarebbero mai stati possibili gli straordinari risultati della chimica di oggi. I fenoli di cui ci siano occupati hanno cambiato la nostra vita in molti modi. Disponendo di una tale incredibile varietà di strutture, è probabile che i fenoli continuino a plasmare la nostra storia.