GREEN S.O.C. PERUGIA

Il Green SOC (Green Sustainable Organic Chemistry) è un gruppo di ricerca fondato nel 2005 che opera nell’ambito di diverse tematiche della Chimica Verde e costituito attualmente da 4 Docenti, 7 Dottorandi di Ricerca in Chimica Verde, ed un numero medio di 8 Laureandi. Green SOC ha indirizzato la sua ricerca al fine di provare che una chimica pulita al servizio dell’ambiente è possibile. Il gruppo di ricerca si occupa della preparazione di piccole molecole e polimeri che sono considerate target interessanti per applicazioni nell’ambito dell’industria farmaceutica, delle energie rinnovabili, dei biocarburanti o del monitoraggio ambientale. L’obiettivo di Green SOC è quello impiegare le risorse rinnovabili, la catalisi eterogenea, i mezzi di reazioni sostenibili e i reattori a flusso continuo al fine di realizzare protocolli efficienti sia dal punto di vista chimico che ambientale caratterizzati da una minima produzione di rifiuti ed un minimo consumo energetico. Green SOC è molto attivo nell’ambito dell’uso dei solventi sostenibili con il progetto “biosolvent design” con il quale si intende sviluppare nuovi solventi derivanti da biomasse per la sostituzione di solventi tossici derivanti da fonti non rinnovabili. Green SOC ha acquisito notevole esperienza nell’ambito della progettazione e preparazione di nuove matrici polimeriche sia di tipo inorganico (zirconio fosfati e fosfonati) che di tipo organico (basate sul polistirene e sue varianti) al fine di stabilizzare reagenti e sistemi catalitici sia di tipo organico che enzimatico per la produzione di prodotti di chimica fine, semiconduttori organici e per la manipolazione delle biomasse. Inoltre, il gruppo ha acquisito notevole esperienza nell’ambito dell’utilizzo di prodotti derivanti da biomasse quali sostituti di sostanze organiche tossiche e dannose, come già indicato con particolare attenzione ai solventi organici. Il gruppo di ricerca si occupa anche di sviluppo ed applicazione di metriche green per la valutazione della sostenibilità di processo e la quantificazione del miglioramento ambientale ottenibile applicando le proprie metodologie.

Green SOC dispone di diversi laboratori di ricerca con equipaggiamenti moderni per la gestione, manipolazione e analisi di materiali chimici. Sono disponibili inoltre 14 postazioni di lavoro indipendenti per la manipolazione e sintesi di nuovi materiali, ciascuna equipaggiata con una cappa personale (vacuum/ gas), banco da lavoro e scrivania (computer e connessione internet per l’accesso alla emeroteca virtuale) una stanza comune equipaggiata per le riunioni e proiezioni. Direttamente dal gruppo Green SOC sono gestiti i seguenti strumenti: analizzatore elementare Fisher Instrument CHN; 2 HPLC Agilent 1100 series equipaggiati con detector a diodo; Agilent HP 6890 Series GC system/5973 Mass Selective Detector; N.4 GC Agilent 6890 e 6850; Perkin-Elmer RXI FT-IR; UV-vis spectrophotometer Shimadzu 2401PG, Agilent Agilent Microwave Plasma Atomic Emission Spectrometers MPAES4210.Inoltre Green SOC essendo parte del Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie dell’Università di Perugia può accedere alla strumentazione di un centro servizi gestito dall’ente ospitante che inoltre fornisce un supporto analitico e tecnico. Gli strumenti sono: High resolution LC MS-Q-TOF; Spettrometri NMR Bruker 200MHz e 400MHz; FT-IT Bruker ISF 28; X-ray powder diffractometer X’Pert PRO equipped with X’Celerator (PANAlytical); Trasmission Electron Microscopy (TEM) Philips EM 400; Scanning Electron Microscopy (SEM) SEM XL30 PHILIPS; ion chromatography: (DX500 ion chromatographer for the determination of cations and anions (DIONEX); Thermogravimetric (TG) e Differential thermal analyses (DTA) STA 449 C. E’ inoltre disponibile un’officina molto efficiente dove personale specializzato è capace di realizzare manufatti in diversi materiali che permettono di realizzare reattori a flusso continuo adeguati alle esigenze di ricerca.

I risultati ottenuti dalle attività di ricerca del gruppo Green SOC dal 2006 ad oggi sono un numero elevatissimo, e si traducono negli ultimi 5 anni in circa 70 pubblicazioni su riviste scientifiche a internazionale e 3 capitoli di libri. Il Prof. Luigi Vaccaro è stato Editore del libro Sustainable Flow Chemistry: Methods and Applications della Wiley-VCH. Si citano i risultati più rilevanti: -Sviluppo di protocolli sintetici innovativi sia in batch che in flusso per la realizzazione della preparazione di semiconduttori organici e prodotti di chimica fine in modo sicuro e al minimo inquinamento da metalli pesanti. -Sviluppo di catalizzatori eterogenei basati su nuovi polimeri organici ed inorganici per la preparazione di target per applicazioni nell’ambito dell’industria farmaceutica e delle energie rinnovabili e per la manipolazione delle biomasse. – Sviluppo di protocolli sintetici innovativi sia in batch che in flusso per la manipolazione delle biomasse. – Sviluppo di metriche green per la valutazione della sostenibilità di processo. – Sostituzione di sostanze tossiche con prodotti derivanti da biomasse ed aventi un basso grado di tossicità e pericolosità. con particolare riferimento a: additivi, composti volatili organici (VOCs), polimeri, biocarburanti e solventi organici.

• Consulenza e supporto per Enti ed imprese nell’ambito della sostituzione di prodotti chimici tossici, per la realizzazione di processi green scalabili e caratterizzati dalla minima produzione di rifiuti, per la preparazione efficiente di prodotti chimici in termini di costi sia ambientali che di produzione.
• Attività di formazione nell’ambito del settore Chimica Verde

PROGETTI INTERNAZIONALI: Di seguito i principali progetti a carattere internazionale che hanno coinvolto o tutt’ora coinvolgono Green SOC:

• “Synthesis and characterization of functional organometallic polymers for photovoltaic applications”
• “Employment of the automated cyclic continuous-flow reactor technology for the clean largescale fabrication of organic solar cells” finanziati nell’ambito dell’ Israel-Italy Joint Innovation Program for Scientific and Technological Cooperation in R&D, (International Agency). Entrambi i progetti hanno avuto come scopo lo sviluppo di materiali per il fotovoltaico organico preparati in modo sostenibile, in accordo con la filosofia di produrre beni di consumo con la minima quantità di rifiuti associati.
• “Solid Catalysts for activation of aromatic C-H bonds (H-CCAT)”, finanziato nell’ambito del programma europeo Horizon 2020, nel bando H2020-NMBP-2016 al topic NMBP-01-2016 – “Novel hybrid materials for heterogeneous catalysis.” In questo ambito il gruppo Green SOC di Perugia e responsabile della realizzazione di tecnologie di produzione in flusso continuo nell’ambito del recente progetto di ricerca Europeo H-CCAT che coinvolge fra gli altri gruppi di ricerca leader e industrie multinazionali di Inghilterra, Francia, Belgio, Germania. II progetto che ha un budget di circa 8 milioni di euro ha come scopo di crea re innovazione accademica ma anche di realizzare nuovi catalizzatori e processi per migliorare Ia produzione del la Rilpiverina, un nuovo farmaco per curare I ‘HIV.

PROGETTI NAZIONALI: Di seguito i principali progetti nazionali che hanno coinvolto o tutt’ora coinvolgono Green SOC:

• “Innovative sustainable synthetic methodologies for C-H activation processes”, finanziato dal MIUR nell’ambito del primo programma di eccellenza per giovani ricercatori (105 vincitori su circa 4000 partecipanti in tutte le aree .
• “Produzione verde di semiconduttori organici per lo sfruttamento dell’energia solare con l’impiego di γ-valero lattone, un solvente innovativo derivante da biomasse”, finanziato da Fondazione Cassa di Risparmio di Terni e Narni (2015); l’obiettivo di questo progetto è studiare le potenzialità del γ-valerolattone (GVL) derivante da biomassa come mezzo di reazione alternativo ai solventi polari aprotici tossici al fine di rendere sostenibile il suo uso e rendere impiegabile a livello industriale il percorso produttivo da biomassa a “biochemical” di largo uso.
• “Manipolazione di biomassa lignocellulosica per la produzione di additivi per biocarburanti”, finanziato da Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia (2016). Il progetto si propone l’obiettivo generale di contribuire all’individuazione di nuovi prodotti chimici largamente impiegabili e provenienti da biomasse, nella direzione di promuovere il concetto di bioraffineria di nuova generazione integrata nel territorio. L’attività di ricerca del progetto è focalizzata sulla realizzazione di nuovi protocolli green scalabili per la sintesi di molecole di interesse derivate dalla degradazione delle biomassa quali gli alchil-levulinati, di interesse come additivi di carburanti, ma anche come solventi green e precursori di altri prodotti ad alto valore aggiunto.