Vai al contenuto principale
Foto gruppo

Organic Chemistry

Componenti

Fotografia

Settore ERC

PE5_17 - Organic chemistry

Attività


  • Prof. Giancarlo Cravotto,
  • Prof. Alessandro Barge,
  • Prof. Katia Martina,
  • Prof. Emanuela Calcio Gaudino
  • Dott. Silvia Tagliapietra,
  • Dott. Arianna Binello,
  • Dott. Luisa Boffa
  • Dott. Giorgio Grillo
  • Dott. Stefano Mantegna
  • Solarino Roberto


 

1. Estrazione 'verde' e sostenibile di prodotti naturali 

L'estrazione verde di prodotti naturali si basa sulla progettazione di processi di estrazione che ridurranno il consumo di energia e i solventi derivati dal petrolio, garantendo al tempo stesso un estratto sicuro e di qualità.
È un concetto chiave per affrontare le sfide del 21° secolo proteggendo sia il nostro ambiente che i consumatori e, nel frattempo, migliorare la concorrenza del mondo accademico e delle industrie per essere più ecologici, economici e innovativi.
Il gruppo di chimica organica cerca di affrontare le sfide future dell'estrazione verde di prodotti naturali nei settori agroalimentari attraverso l'applicazione delle cosiddette 'tecnologie abilitanti' dal laboratorio alla scala pilota:

Estrazione assistita da microonde (Microwave-assisted extraction  MAE)
Estrazione assistito da ultrasuoni (Ultrasound-assisted extraction UAE)
Etrazione in fluidi supercritici (Supercritical fluid extraction SFE) 

2. Ottimizzazione di Green Synthetic Protocols sfruttando tecnologie sostenibili, solventi green e catalizzatori eterogenei riutilizzabili

La chimica verde è un campo in rapido sviluppo che fornisce una via proattiva per lo sviluppo sostenibile della scienza e della tecnologia del futuro.
La chimica verde può essere applicata alla progettazione di protocolli sintetici altamente efficienti e rispettosi dell'ambiente per fornire medicinali salvavita e per accelerare i processi di ottimizzazione dei 'lead' nella scoperta di farmaci, riducendo al minimo l'impatto ambientale.
Offre inoltre una migliore economia del processo chimico, in concomitanza con un ridotto carico ambientale.
Il gruppo di chimica organica cerca di descrivere protocolli rispettosi dell'ambiente per la sintesi di prodotti chimici fini evidenziando i vantaggi dell'utilizzo della chimica verde, ad esempio, procedendo sotto irradiazione a microonde o in mezzi di reazione acquosi, nonché in condizioni prive di solventi.


In questo campo di ricerca le principali applicazioni sono:Sintesi di derivati delle ciclodestrine.
I multicarrier di ciclodestrina dimerica, trimerica, oligomerica idrosolubile come piattaforma macromolecolare per l'imaging molecolare e la somministrazione di farmaci, sono studiati mediante reazioni assistite da ultrasuoni e microonde.

'Grafting material': funzionalizzazione di silice, nanotubi di carbonio e grafene promossa principalmente dall'irradiazione a microonde.

Reazioni chimiche prive di solventi principalmente promosse dalla macinazione meccanica (meccanochimica).

Sintesi di ligandi e complessi metallici V(IV) e sintesi e modifica strutturale di sistemi porfirinici per applicazioni di chemioterapia oncologica e terapia sonodinamica.

Degradazione degli inquinanti organici persistenti e degli scarti di produzione.
Valorizzazione della biomassa: produzione di biodiesel, piattaforme chimiche e biopolimeri
Procedure di estrazione green (piante e biomasse)

Desolforazione sonochimica.
Grazie alla collaborazione con un gruppo di ingegneri, il gruppo è fortemente impegnato nella progettazione e costruzione di reattori chimici innovativi (sistemi a flusso, reattori ibridi che combinano diverse fonti energetiche).

Reactors:

  • Microwave (MW) reactors: mono & multimode reactors working in batch or flow mode also under reactive atmosphere (until 190 bar)
  • Ultrasound (US) reactors: US bath (29, 40, 80, 120, 500 KHz); US Ti horn (19.9 kHz); US cup-horn
  • Hydrodynamic cavitators:rotor stator type reactors and Venturi type reactors also coupled with Plasma technology:
  • Mechanochemical reactors: ball mill, reactive extruder
  • Microwave and Ultrasound flow reactors

Analytical devices:

  • HPLC, HPLC-MS, UHPLC-MS,
  • GC-MS, GC-FID,
  • IR, UV-vis
  • TGA
  • Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Jeol, 600 MHz).

 

facilities

Projects with industry partners

  • CONVEZIONE DSM (Basel CH)
  • CONVENZIONE Bracco Imaging (Milano)
  • CONVENZIONE Soremartec-Ferrero (Alba)
  • CONVENZIONE KemOne (Samarate VA)
  • CONVENZIONE INDENA Spa (Milano)

Progetti Europei

upload_BIOEN_LOGO.PNG

 

AGRITECH

upload_article_000241.png

Centro Nazionale per le Tecnologie dell’Agricoltura AGRITECHProponente: Università degli studi di Napoli Federico II
Soggetti partecipanti totali: 51
Numero Università partecipanti: 28
Numero Enti pubblici di ricerca: 3
Numero di Enti privati: 5
Numero Imprese partecipanti: 15
Finanziamento concesso: 320,070.095,50 euro di cui il 45% al SudGli obiettivi del Centro
Il Centro svolge ricerca e promuove lo sviluppo di tecnologie innovative nel settore agricolo per migliorare quantità e qualità delle produzioni, garantendo l’adattamento sostenibile ai cambiamenti climatici anche attraverso la prevenzione, la resistenza e la resilienza rispetto ai rischi (siccità, emergenze sanitarie, impoverimento dei suoli).
L’adozione dei principi agroecologici e dell’agricoltura conservativa, combinata con la selezione di nuove varietà produttive e la riscoperta di antiche colture, permetterà di diversificare le produzioni e supporterà le filiere locali riducendo sprechi, eccedenze e impatti ambientali.Il Centro sfrutta le tecnologie abilitanti come l’intelligenza artificiale e le produzioni avanzate per promuovere l’agricoltura di precisione volta a contenere l’agrochimica e le emissioni di gas serra, preservando così la tutela delle risorse naturali, e riducendo perdite produttive e sprechi. Attraverso gli approcci biotecnologici e di economia circolare sarà inoltre possibile valorizzare biomasse di scarto favorendo lo sviluppo di filiere alternative in grado di rendere sostenibili le attività anche per i piccoli e medi agricoltori. Un ulteriore tema del Centro riguarda l’applicazione di sistemi di intelligenza artificiale in agricoltura e nell’indotto per implementare la sicurezza, la tracciabilità e la tipicità della filiera e dei prodotti agricoli.Le azioni di ricerca e innovazione del Centro Agritech sono fondamentali anche per individuare soluzioni efficaci per aree agricole marginali e a rischio di erosione generando innovazione e aggregazione di portatori di interesse per promuovere la resilienza e la sostenibilità delle imprese agricole, agro-alimentari e di produzioni non-food


● BIOENPRO4TOupload_BIOEN_LOGO_2.PNGBIOENPRO4TO Project (333-201) aim to the valorisation of Bioenergy and Bioproducts, starting from integrated conversion processes of residual organic fractions. In detail, attention is paid to solid urban wastes (FORSU), to primary and/or residual biomasses (i.e. pruning clippings, waste waters, etc…) and other residual matrices, daily generated from regional areas of “Torino Ovest” and nearby.Call:POR FESR 2014/2020, Piano Operativo Regionale del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale

● PHENOILS_EIT FOOD upload_EIT.JPG
“New technologies implementation in RIS regions’ olive oil mills for healthier olive oil extraction“(https://www.eitfood.eu/projects/PHENOILS)2020 – 2023About the Project: This R&D project has been funded by the EIT Food, a pan-European consortium that focuses on entrepreneurship and innovation in the food sector, as an EIT Regional Innovation Scheme Challenge. The Phenoils project consortium is made up of five partners: Acesur (leader), Instituto de la Grasa (CSIC), Fraunhofer Technology Centre, University of Turin and Energy Pulses Systems (EPS) company.One of the main goals of this project is to increase the content of tocopherols, polyphenols and other bioactive compounds in EVOO thanks to new extraction technologies in mill such as: ultrasound (US), hydrodynamic cavitation (HC), and pulsed electric fields technology (PEF). Synergistic effects of these technologies are expected. This will increase the nutritional properties of EVOO with positive effects in the prevention of cardiovascular diseases and metabolic syndrome.
PARTNERS:upload_PARTN.JPG
 Related Pubblications (First name):Grillo, L. Boffa, E. Calcio Gaudino, A. Binello, D. Rego, M. Pereira, M. Martínez, G. Cravotto, Combined Ultrasound and Pulsed Electric Fields in Continuous-Flow Industrial Olive-Oil Production, Foods, 2022, 11(21), 3419. doi: 10.3390/foods11213419.

GreenPharma _Huvepharma● MANUNET
  • 7th FP - Microwave, Acoustic and Plasma assisted SYNtheses (MAPSYN) 
    7th FP - Translational Kinase Tumor Inhibitor Discovery Consortium (TAKTIC) 
  • Alcotra - Éco-extraction transfrontalière (EET) 
  • Horizon 2020 - Combined Ultrasonic and Enzyme treatment of Lignocellulosic Feedstock as Substrate for Sugar Based Biotechnological Applications (US4GREENCHEM)

Progetti nazionali o regionali

  • Characterization, mechanism of action and structure-property relationship studies of new V(IV)complexes as potential anticancer agents. [VIVA]  
    Innovative nanosized theranostic agents: design, preparation and preclinical in vivo validation (INTA) 
  • MYCOPLANT 
  • CORYLOX

Progetti con aziende partners

  • CONVEZIONE DSM (Basel CH)
  • CONVENZIONE Bracco Imaging (Milano)
  • CONVENZIONE Soremartec-Ferrero (Alba)
  • CONVENZIONE KemOne (Samarate VA)
  • CONVENZIONE INDENA Spa (Milano)

progetto_FILEO

Organic synthesis, Green chemistry, Catalyst, Plants extraction, Natural compounds, Food processing, Nutraceutical, Functional foods, Non-conventional techniques (high-intensity ultrasounds and/or microwaves), Nanotubes, Ionic liquids, Cyclodextrin, Cyclodextrin based multicarrier, Ligands, Oncologic chemio-therapy, Sonodynamic-therapy applications, Pollutants

  • Prof. Giancarlo Cravotto,
  • Prof. Alessandro Barge,
  • Prof. Katia Martina,
  • Prof. Emanuela Calcio Gaudino
  • Dott. Silvia Tagliapietra,
  • Dott. Arianna Binello,
  • Dott. Luisa Boffa
  • Dott. Giorgio Grillo
  • Dott. Stefano Mantegna
  • Solarino Roberto

1. Green and Sustainable Extraction of Natural Products

Green extraction of natural products is one  based on design of extraction processes which will reduce or eliminate energy consumption and petroleum solvents, while ensuring a safe extract and quality. It is a concept to meet the challenges of the 21st century protecting both our environment and consumers, and in the meantime, enhance competition of academia and industries to be more ecologic, economic and innovative. The Organic Chemistry group   try to address the future challenges of green extraction of natural product in the agro-food sectors through the applications of the so called enabling technologies from lab to pilot scale:

  • Microwave-assisted extraction (MAE)
  • Ultrasound-assisted extraction (UAE
  • Supercritical fluid extraction (SFE) 

2. Optimization of Green Synthetic Protocols exploiting sustainable technologies, green solvents and reusable heterogeneous catalysts

Green chemistry is a rapidly developing field providing a proactive avenue for the sustainable development of future science and technology. Green chemistry can be applied to the design of highly efficient, environmentally benign synthetic protocols to deliver life-saving medicines, and to accelerate lead optimization processes in drug discovery, while minimizing environmental impact. It also offers enhanced chemical process economics, concomitant with a reduced environmental burden. The Organic Chemistry group try to describe environmentally benign protocols for the synthesis of fine chemicals highlighting the advantages of using green chemistry, for example, by proceeding under microwave irradiation or in aqueous reaction media as well as in solvent free conditions.

In this field of research the main applications are:

  • Synthesis of cyclodextrin derivatives. Water soluble dimeric, trimeric, oligomeric ciclodextrin multicarrier as macromolecular platform for molecular imaging and drug delivery are studied by means of a ultrasound- and microwave-assisted reactions.
  • Material grafting: Silica, carbon nanotubes and graphene functionalization mainly promoted by microwave irradiation.
  • Solvent-free chemical reactions mainly promoted by mechanical milling (mechanochemistry).
  • Synthesis of ligands and V(IV) metal complexes and synthesis and structural modification of porphyrin systems  for oncologic chemio-therapy and sonodynamic-therapy applications.
  • Degradation of persistent organic pollutants and production wastes.
  • Biomass valorization: biodiesel production, platform chemicals and biopolymers
  • Green extraction procedures (plants and biomass)
  • Sonochemical desulfurization

Thanks to the collaboration with a group of engineers, the group is strongly engaged in the design and construction of innovative chemical reactors (flow systems, hybrid reactors combining different energy sources).

1. Sustainable extraction of bioactive compounds under non-conventional technologies from lab to pilot-scale

 upload_01.PNG

upload_02.PNG

2. Optimization of green synthetic protocols through sustainable technologies (microwave & ultrasound) and reusable heterogeneous catalysts

 upload_031.PNG

3. Biomass conversions into platform chemicals through sustainable enabling technologies (Microwave-Ultrasound and mechanochemical activation: ball mill & reactive extruder) and heterogeneous catalysts

upload_04.PNG

4. Wastewater remediation under hybrid plasma/hydrodynamic cavitation technologies

upload_05.PNG

 

Reactors:

  • Microwave (MW) reactors: mono & multimode reactors working in batch or flow mode also under reactive atmosphere (until 190 bar)
  • Ultrasound (US) reactors: US bath (29, 40, 80, 120, 500 KHz); US Ti horn (19.9 kHz); US cup-horn
  • Hydrodynamic cavitators:rotor stator type reactors and Venturi type reactors also coupled with Plasma technology:
  • Mechanochemical reactors: ball mill, reactive extruder
  • Microwave and Ultrasound flow reactors

Analytical devices:

  • HPLC, HPLC-MS, UHPLC-MS,
  • GC-MS, GC-FID,
  • IR, UV-vis
  • TGA
  • Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Jeol, 600 MHz).

 

facilities

Projects with industry partners

  • CONVEZIONE DSM (Basel CH)
  • CONVENZIONE Bracco Imaging (Milano)
  • CONVENZIONE Soremartec-Ferrero (Alba)
  • CONVENZIONE KemOne (Samarate VA)
  • CONVENZIONE INDENA Spa (Milano)

Organic synthesis, Green chemistry, Catalyst, Plants extraction, Natural compounds, Food processing, Nutraceutical, Functional foods, Non-conventional techniques (high-intensity ultrasounds and/or microwaves), Nanotubes, Ionic liquids, Cyclodextrin, Cyclodextrin based multicarrier, Ligands, Oncologic chemio-therapy, Sonodynamic-therapy applications, Pollutants

European Projects

upload_BIOEN_LOGO.PNG

 

AGRITECH

upload_article_000241.png

Centro Nazionale per le Tecnologie dell’Agricoltura AGRITECH

Proponente: Università degli studi di Napoli Federico II
Soggetti partecipanti totali: 51
Numero Università partecipanti: 28
Numero Enti pubblici di ricerca: 3
Numero di Enti privati: 5
Numero Imprese partecipanti: 15
Finanziamento concesso: 320,070.095,50 euro di cui il 45% al Sud

Gli obiettivi del Centro
Il Centro svolge ricerca e promuove lo sviluppo di tecnologie innovative nel settore agricolo per migliorare quantità e qualità delle produzioni, garantendo l’adattamento sostenibile ai cambiamenti climatici anche attraverso la prevenzione, la resistenza e la resilienza rispetto ai rischi (siccità, emergenze sanitarie, impoverimento dei suoli).
L’adozione dei principi agroecologici e dell’agricoltura conservativa, combinata con la selezione di nuove varietà produttive e la riscoperta di antiche colture, permetterà di diversificare le produzioni e supporterà le filiere locali riducendo sprechi, eccedenze e impatti ambientali.

Il Centro sfrutta le tecnologie abilitanti come l’intelligenza artificiale e le produzioni avanzate per promuovere l’agricoltura di precisione volta a contenere l’agrochimica e le emissioni di gas serra, preservando così la tutela delle risorse naturali, e riducendo perdite produttive e sprechi. Attraverso gli approcci biotecnologici e di economia circolare sarà inoltre possibile valorizzare biomasse di scarto favorendo lo sviluppo di filiere alternative in grado di rendere sostenibili le attività anche per i piccoli e medi agricoltori. Un ulteriore tema del Centro riguarda l’applicazione di sistemi di intelligenza artificiale in agricoltura e nell’indotto per implementare la sicurezza, la tracciabilità e la tipicità della filiera e dei prodotti agricoli.

Le azioni di ricerca e innovazione del Centro Agritech sono fondamentali anche per individuare soluzioni efficaci per aree agricole marginali e a rischio di erosione generando innovazione e aggregazione di portatori di interesse per promuovere la resilienza e la sostenibilità delle imprese agricole, agro-alimentari e di produzioni non-food

 

 

 

● BIOENPRO4TO

upload_BIOEN_LOGO_2.PNG

BIOENPRO4TO Project (333-201) aim to the valorisation of Bioenergy and Bioproducts, starting from integrated conversion processes of residual organic fractions. In detail, attention is paid to solid urban wastes (FORSU), to primary and/or residual biomasses (i.e. pruning clippings, waste waters, etc…) and other residual matrices, daily generated from regional areas of “Torino Ovest” and nearby.

Call:

POR FESR 2014/2020, Piano Operativo Regionale del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale

 

 

● PHENOILS_EIT FOOD 

upload_EIT.JPG

 

“New technologies implementation in RIS regions’ olive oil mills for healthier olive oil extraction“

https://www.eitfood.eu/projects/PHENOILS

2020 – 2023

About the Project: This R&D project has been funded by the EIT Food, a pan-European consortium that focuses on entrepreneurship and innovation in the food sector, as an EIT Regional Innovation Scheme Challenge. The Phenoils project consortium is made up of five partners: Acesur (leader), Instituto de la Grasa (CSIC), Fraunhofer Technology Centre, University of Turin and Energy Pulses Systems (EPS) company.

One of the main goals of this project is to increase the content of tocopherols, polyphenols and other bioactive compounds in EVOO thanks to new extraction technologies in mill such as: ultrasound (US), hydrodynamic cavitation (HC), and pulsed electric fields technology (PEF). Synergistic effects of these technologies are expected. This will increase the nutritional properties of EVOO with positive effects in the prevention of cardiovascular diseases and metabolic syndrome.

 

PARTNERS:

upload_PARTN.JPG

 

 Related Pubblications (First name):

Grillo, L. Boffa, E. Calcio Gaudino, A. Binello, D. Rego, M. Pereira, M. Martínez, G. Cravotto, Combined Ultrasound and Pulsed Electric Fields in Continuous-Flow Industrial Olive-Oil Production, Foods, 2022, 11(21), 3419. doi: 10.3390/foods11213419.

 

 

GreenPharma _Huvepharma

● MANUNET

 

  • 7th FP - Microwave, Acoustic and Plasma assisted SYNtheses (MAPSYN) 
    7th FP - Translational Kinase Tumor Inhibitor Discovery Consortium (TAKTIC) 
  • Alcotra - Éco-extraction transfrontalière (EET) 
  • Horizon 2020 - Combined Ultrasonic and Enzyme treatment of Lignocellulosic Feedstock as Substrate for Sugar Based Biotechnological Applications (US4GREENCHEM)

 

National or regional projects

  • Characterization, mechanism of action and structure-property relationship studies of new V(IV)complexes as potential anticancer agents. [VIVA]  
    Innovative nanosized theranostic agents: design, preparation and preclinical in vivo validation (INTA) 
  • MYCOPLANT 
  • CORYLOX

Projects with industry partners

  • CONVEZIONE DSM (Basel CH)
  • CONVENZIONE Bracco Imaging (Milano)
  • CONVENZIONE Soremartec-Ferrero (Alba)
  • CONVENZIONE KemOne (Samarate VA)
  • CONVENZIONE INDENA Spa (Milano)

 

progetto_FILEO

 

 

Progetti

Prodotti della ricerca

Prof. Giancarlo Cravotto Scopus Author ID 7003394420,

Prof. Alessandro Barge Scupus Author ID 7003400236

Prof. Katia Martina Scopus Author ID 22235080700,

Prof. Emanuela Calcio Gaidino  Scopus Author ID 23488197200

Dott. Silvia Tagliapietra, Scopus Author ID 6602194254

Dott. Arianna Binello, Scopus Author ID 6603442129

Dott. Luisa Boffa Scopus Author ID 9040187300

Dott. Giorgio Grillo Scopus Author ID 57188866027

Dott. Stefano Mantegna Scopus Author ID 22135571000

Solarino Roberto Scopus Author ID 57200208007

Ultimo aggiornamento: 31/03/2023 11:35
Location: https://www.dstf.unito.it/robots.html
Non cliccare qui!