Laboratorio di Chimica dei Sistemi e prodotti Bioispirati

Laboratorio di Chimica dei Sistemi e prodotti Bioispirati, Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Napoli Federico II, Napoli

Referente:   Marco d’Ischiaa

Reazioni di trasformazione termica e fotochimica di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) ed altre molecole organiche semplici adsorbite su minerali di rilevanza terrestre o marziana. Obiettivo della ricerca è delineare:

1. Possibili vie di trasformazione e possibile ruolo degli IPA (una delle più abbondanti fonti di carbonio nell’universo) in contesti planetari dove più probabile appare l’origine della vita;

2. Sintesi, caratterizzazione e proprietà di modelli sintetici della Componente Organica Insolubile di meteoriti come potenziale sistema multifunzionale in processi prebiotici all'origine della vita.

3. Interazioni tra formammide, IPA e loro derivati in presenza di meteoriti come processi modello per la formazione di biomolecole e loro precursori (in collaborazione con R. Saladino, Università della Tuscia).

4. Reazioni ad attivazione termica e fotochimica di idrocarburi aromatici policiclici, alchini, aldeidi, oligomeri dell'acido cianidrico ed altre molecole di rilevanza astrochimica in fanghi e su minerali della solfatara (Pozzuoli) come sistemi modello di ambienti prebiotici.

Ricadute attese: La ricaduta attesa delle attività di ricerca è duplice: 

1. la scoperta di nuovi scenari alla base della formazione di molecole e sistemi di rilevanza prebiotica partendo da un approccio molecolare sperimentale proprio della chimica organica utilizzando esperienze e competenze acquisite nel campo di sistemi e processi biomimetici e di materiali funzionali bioispirati; 

2. la scoperta di condizioni esotiche inusuali per la sintesi e formazione di sistemi molecolari complessi con nuove proprietà emergenti di potenziale rilevanza in sintesi organica o nel campo delle scienze dei materiali funzionali. 

Tutte le linee di ricerca sono sviluppate in un contesto spiccatamente interdisciplinare con l’apporto di competenze nel campo della chimica teorica e computazionale (V. Barone, Scuola Normale Superiore), della spettroscopia (C. Puzzarini, Università di Bologna), della chimica prebiotica (R. Saladino, Università della Tuscia), della biologia dei sistemi estremofili (M. Moracci, Università Federico II), della fisica (P. Maddalena, Università Federico II), della chimica analitica (M. Trifuoggi, Università Federico II), della geologia (V. Morra, Università Federico II), della chimica delle superfici e dei materiali (V. Ball, Università di Strasburgo).

Thermal and photochemical transformation reactions of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and other simple organic molecules adsorbed on minerals of terrestrial or Martian relevance. The aim of the research is to outline:

1. Possible ways of transformation and possible role of PAHs (one of the most abundant sources of carbon in the universe) in planetary contexts where the origin of life appears more probable;

   
   

2. Synthesis, characterization and properties of synthetic models of the Insoluble Organic Component of meteorites as a potential multifunctional system in prebiotic processes at the origin of life.

3. Interactions between formamide, PAH and their derivatives in the presence of meteorites as model processes for the formation of biomolecules and their precursors (in collaboration with R. Saladino, University of Tuscia).

4. Thermally and photochemically activated reactions of polycyclic aromatic hydrocarbons, alkynes, aldehydes, hydrocyanic acid oligomers and other molecules of astrochemical relevance in muds and minerals of the solfatara (Pozzuoli) as model systems of prebiotic environments.

   
   

   
   

Expected effects: The effect expectation of the research activities is twofold:

1. The discovery of new scenarios underlying the formation of molecules and systems of prebiotic relevance starting from an experimental molecular approach typical of organic chemistry using experiences and skills acquired in the field of biomimetic systems and processes and bioinspired functional materials;

2. The discovery of unusual exotic conditions for the synthesis and formation of complex molecular systems with emerging new properties of potential relevance in organic synthesis or in the field of functional materials sciences.

All research lines are developed in a distinctly interdisciplinary context with the contribution of expertise in the field of theoretical and computational chemistry (V. Barone, Scuola Normale Superiore), spectroscopy (C. Puzzarini, University of Bologna), prebiotic chemistry (R. Saladino, Tuscia University), biology of extremophile systems (M. Moracci, Federico II University), physics (P. Maddalena, Federico II University), analytical chemistry (M. Trifuoggi, Federico II University), geology (V. Morra, Federico II University), chemistry of surfaces and materials (V. Ball, University of Strasbourg).