INTERVISTA AL MOLESE PROF. VITO CAPRIATI: UN’ECCELLENZA DELLA CHIMICA MONDIALE

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Il prof. Vito Capriati, molese, ordinario di Chimica organica presso il Dipartimento di Farmacia – Scienze del Farmaco dell’Università di Bari, è stato insignito di recente del titolo di “Fellow” dalla prestigiosa Società scientifica britannica “Royal Society of Chemistry”, tra le più importanti associazioni professionali nel campo della chimica a livello mondiale.

La Royal Society of Chemistry ha sede a Londra, conta oltre 50 mila iscritti in tutto il mondo e persegue la promozione delle eccellenze in campo chimico.

L’ingresso tra i “Fellow” della prestigiosa istituzione è un traguardo fondamentale per docenti e ricercatori in chimica di tutto il mondo.

Ecco l’intervista di “Mola Libera” al prof. Capriati, con i più importanti risultati raggiunti dallo scienziato molese e i suoi studi attualmente in corso, strategici per lo sviluppo delle applicazioni della chimica in campo farmaceutico e per la “Chimica verde”.

Il prof. Capriati con il Premio Nobel per la Chimica 2016 Prof. Ben Feringa

Professor Capriati, come nasce la sua passione per la Chimica?

Durante l’adolescenza, mi regalarono la scatola de “Il Piccolo Chimico”. Per mettere in atto gli esperimenti descritti, fui però costretto ad isolarmi nello scantinato della casa dei miei genitori. Rimanevo affascinato ed incuriosito dai cambiamenti di colore che si producevano quando dal mescolamento di sostanze più semplici si producevano nuovi composti. In alcuni casi, intervenivano anche processi di precipitazione di composti poco solubili o di sviluppo di gas. Erano le reazioni di trasformazione della materia che sono alla base della chimica e che comportano sempre la rottura di alcuni legami e la formazione di nuovi. Poi ho cominciato ad approfondire come autodidatta le leggi che regolavano queste trasformazioni per le quali cercavo un confronto continuo a Scuola. Alla fine della frequenza del quinto anno del Liceo Scientifico, la mia insegnante di Scienze mi disse: perchè non ti iscrivi al corso di Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche (CTF)? Negli anni ’80, pochi ne erano a conoscenza e gli immatricolati erano non più di 20-30 per anno, ma si era seguitissimi ed i corsi, allora, erano annuali con una tesi sperimentale biennale. E da lì è cominciato tutto.

Il prof. Capriati mentre premia il Prof. Dieter Seebach

Può descrivere brevemente la sua carriera universitaria?

Dal momento che questa intervista è per un giornale locale, mi piacerebbe ricordare alcuni aspetti che solitamente non si citano in un curriculum più formale. Ho frequentato le Scuole Elementari presso l’ex Monastero di Santa Chiara e la mia maestra (Colomba Lepore) è stata una insegnante davvero straordinaria sotto il profilo umano e didattico dandomi delle solide basi nelle diverse discipline. Dopo la frequenza della Scuola media “Tanzi”, mi sono iscritto al Liceo Scientifico Statale (che allora era una sezione distaccata del Salvemini di Bari) dove mi sono diplomato con 60/60 nel 1983. Nel 1990, conseguo la laurea in CTF sotto la supervisore del Prof. Leonardo Di Nunno, presso l’ex Facoltà di Farmacia dell’Università di Bari “Aldo Moro”. Dopo aver svolto il servizio di prima nomina come Ufficiale addetto alla “Sezione di Chimica” presso l’attuale RIS (Reparto Investigativo Scientifico) dei Carabinieri ed essere stato Borsista CNR presso la Sezione di Bari dell’attuale Istituto ICCOM-CNR (1992–1993) (supervisore: Prof. Francesco Naso), divento Ricercatore universitario nel 1993 ed inizio un lungo e proficuo periodo di collaborazione con il Gruppo del Prof. Saverio Florio. Vengo nominato Professore Associato nel 2002, e conseguo l’abilitazione nazionale a Professore Ordinario di Chimica Organica nel 2014. Nel Giugno 2019, assumo servizio come Professore Ordinario presso il Dipartimento di Farmacia-Scienze del Farmaco dell’Università di Bari dove attualmente sono titolare degli insegnamenti di Chimica Organica I e di Chimica Organica II per il corso di laurea magistrale a ciclo unico in CTF. Sono stato “Visiting Scientist” presso l’Ohio State University (Ohio, USA, 2001) e “Visiting Professor” presso la Gothenburg University (Svezia, 2003). Mi è stato assegnato nel 2009 il Premio CINMPIS “Innovazione nella Sintesi Organica” e nel 2014 il Premio alla Ricerca “Chimica Organica nei suoi Aspetti Meccanicistici e Teorici” dalla Divisione di Chimica Organica della Società Chimica Italiana. Sono stato responsabile scientifico di numerosi progetti di ricerca finanziati a livello locale, nazionale ed internazionale e relatore/supervisore di oltre 100 laureandi in CTF e Farmacia, studenti Erasmus e di “Global Thesis”, borsisti e visiting (PhD) students, e di 11 dottorandi. Sono autore/co-autore di oltre 120 lavori pubblicati su riviste internazionali, 7 capitoli di libro, 3 Monografie specializzate; co-editore del libro “Lithium Compounds in Organic Synthesis” – From Fundamentals to Applications”, pubblicato dalla Wiley-VCH (2014); co-autore di due testi universitari di Chimica Organica tradotti dall’inglese in italiano. Dal 2016, sono Direttore del Consorzio Interuniversitario Nazionale Metodologie e Processi Innovativi di Sintesi (CINMPIS) che rappresenta una rete tematica di eccellenza tra 14 Atenei italiani per sviluppare la ricerca scientifica e l’innovazione tecnologica in collaborazione con Enti e imprese in settori strategici multidisciplinari, dall’agricoltura alla chimica sostenibile e alla scienza dei materiali, dalla medicina alle biotecnologie.

Può spiegare ai lettori con quali motivazioni è stato insignito del riconoscimento di Fellow dalla Royal Society of Chemistry?

Non ci sono particolari motivazioni in quanto non si tratta di un Premio, ma di un titolo onorifico. La domanda di ammissione alla Royal Society of Chemistry (RSC) come Fellow viene sostenuta da due Reviewers che in modo indipendente forniscono ad una Commissione ad hoc della RSC (che si riunisce 1-2 volte l’anno) le motivazioni (sulla base di meriti scientifici) per le quali un candidato sarebbe meritevole dell’assegnazione di questo titolo. La Commissione, considerati i pareri ricevuti e sentito anche il candidato che si esprime su una serie di domande che gli vengono fornite, decide autonomamente di accogliere o di rigettare la domanda.

Il prof. Capriati a cena col Prof. Dieter Seeback ed altri colleghi, Bologna 2018

Come ha vissuto questo importante traguardo?

L’assegnazione di questo titolo ha rappresentato sicuramente una grande gratificazione per lo straordinario lavoro compiuto (in particolare in questi ultimi anni) dal mio Gruppo di ricerca, e che è stato giudicato altamente rilevante ed originale per l’avanzamento delle conoscenze in campo chimico. Le porto un esempio. Circa cento anni fa, venivano introdotti nella chimica organica preparativa i reagenti di organolitio. Trattasi di particolari composti organometallici che, in virtù di una elevata polarizzazione del legame carbonio-litio, sono molto reattivi ed utili nella formazione del legame carbonio-carbonio, reazione questa che è alla base della sintesi di nuove molecole. Proprio, però, a causa di questa loro reattività, tradizionalmente tali reagenti vengono impiegati in solventi tossici e volatili (per esempio, l’etere etilico, il tetraidrofurano, il toluene) a basse temperature (–78 °C o minori). In aggiunta, l’anidricità del solvente è cruciale in quanto essi reagiscono facilmente con l’ossigeno e l’umidità dell’aria decomponendosi. Il nostro Gruppo di ricerca ha di recente dimostrato che essi possono essere anche impiegati direttamente in acqua, a temperatura ambiente e all’aria! Può immaginare che cosa sia accaduto negli ambiti accademici e industriali a seguito delle pubblicazione di questi lavori. I referees hanno anche preteso la pubblicazione di video come materiale di supporto affinchè tutti potessero essere messi in grado di replicare e verificare tali reazioni che sicuramente riscrivono alcuni capitoli della Chimica Organica classica. Ma la bellezza della Chimica è proprio in questo. Vede, mentre nessuno riuscirà mai a dimostrare, per esempio, l’infondatezza del Teorema di Pitagora che resiste da oltre 2000 anni, in Chimica vengono sviluppate continuamente nuove teorie, supportate da nuove evidenze sperimentali, che sostituiscono le precedenti. In questo modo, la ricerca evolve verso nuove direzioni.

A che livello collabora con la Royal Society of Chemistry (RSC) e quali sono i suoi rapporti con ambienti accademici internazionali?

Attualmente, la RSC e la Wiley-VCH rappresentano, per il nostro Gruppo di ricerca, le principali case editrici europee di riferimento per la sottomissione dei nostri lavori. Sono molto serie e professionali, hanno un rigoroso sistema di peer-review, e la comunicazione con gli  Editori delle varie riviste è sempre molto pronta ed efficace. Ogni lavoro viene pre-filtrato da una Commissione interna prima di essere inviato ai referees e riceve la massima attenzione. I nostri lavori sono spesso multidisciplinari e quindi collaboriamo con numerosi Gruppi di ricerca a livello nazionale ed internazionale sia per lo sviluppo delle conoscenze a livello della chimica di base sia per nuove applicazioni tecnologiche. Ricordo che quando sottomettemmo il nostro primo lavoro nel 2014 relativamente all’effetto di mezzi protici sulla reattività degli organolitio, simili risultati venivano pubblicati indipendentemente, a distanza di breve tempo, da altri due Gruppi di ricerca in Spagna e in Scozia, a testimonianza di come la ricerca nel mondo sia molto attiva e con un alto grado di competizione. Con questi due Gruppi ora collaboriamo e presentiamo progetti congiuntamente.

Il prof. Capriati con il suo Gruppo di Ricerca

Di quali studi si sta occupando attualmente?

Da alcuni anni, abbiamo limitato fortemente nelle nostre reazioni l’uso di solventi tossici e volatili e siamo concentrati sullo sviluppo di metodologie che consentano direttamente l’impiego di solventi biodegradabili e meno impattanti sull’ambiente. A parte l’impiego dell’acqua di cui parlavo prima, utilizziamo estesamente “bio-based solvents” ispirati dalla Natura. Lo sa che è possibile ottenere liquidi mescolando in opportuni rapporti sostanze in grado di agire da accettori e donatori di legame idrogeno? Senza entrare in tecnicismi, le faccio un esempio: se lei mescola in un rapporto molare di 2:1 il cloruro di colina (adoperato come additivo alimentare in mangimi per polli) e l’urea (un prodotto azotato del nostro metabolismo), entrambi con punti di fusione intorno a 200-300 °C, si ottiene un liquido a temperatura ambiente con delle straordinarie proprietà solventi. Lo stesso risultato si ottiene se si parte da altre molecole naturali quali i carboidrati, gli zuccheri, gli acidi carbossilici organici, gli ammino alcoli, le vitamine, etc. Le possibilità di combinazione tra sostanze con caratteristiche appena citate sono virtualmente infinite, ed è quindi possible preparare fluidi con caratteristiche chimico-fisiche tunabili ed un grado differente di idrofilicità o idrofobicità. In gergo, si chiamano miscele eutettiche a basso punto di fusione (Deep Eutectic Solvents, DESs). In questi fluidi, abbiamo (re)investigato, in collaborazione con vari colleghi, processi di bio-, organo- e metallo-catalisi, realizzati i primi processi fotosintetici con batteri, preparate nuove celle solari a colorante organico per la produzione di energia sostituendo un tossico elettrolita quale l’acetonitrile, preparate molecole attive contro il morbo di Alzheimer, ed estratta con successo (e quantificata) una micotossina quale l’ocratossina A (prodotta dai generi Aspergillus e Penicillium) dal grano e suoi derivati.

Il prof. Capriati in un’altra foto, con il suo gruppo di Ricerca

Quale ausilio può venire dal mondo universitario al settore imprenditoriale  che si occupa della produzione chimica?

A livello industriale, in una trasformazione chimica, i solventi adoperati come mezzo di reazione rappresentano circa l’80-90% della massa utilizzata ai fini dell’ottenimento di  una molecola “target” di interesse farmaceutico. Se poi questi solventi sono quelli derivati dal petrolio, l’impatto sull’ambiente può diventare devastante. Abbiamo cominciato a dialogare con aziende farmaceutiche interessate a mettere in atto nuovi processi produttivi che impieghino “bio-based solvents” al posto dei solventi classici tradizionali e condizioni operative differenti, più blande e meno aggressive. A seguito della presentazione di un progetto nell’ambito di un bando competitivo del MIUR ci è stata assegnata una borsa di studio per lo svolgimento di un “dottorato di ricerca innovativo a caratterizzazione industriale”. Dopo aver messo a punto la sintesi di alcuni APIs (Active Pharmaceutical Ingredients) utilizzando DESs su scala di laboratorio, siamo pronti ora a passare (in collaborazione con un’azienda milanese) ad una produzione industriale degli stessi composti nell’ordine dei kilogrammi!

Il prof. Capriati ospite dell’Università di Alicante (Spagna)

Spesso le lavorazioni chimiche e l’utilizzo di prodotti chimici sono responsabili di inquinamento: cosa si può fare per generare un basso impatto ambientale, in particolare in agricoltura?

I cambiamenti climatici ed il surriscaldamento della terra ci impongono di ridimensionare il consumo di idrocarburi e di puntare rapidamente verso uno sviluppo sostenibile con una attenta salvaguardia dell’ambiente senza distruggere i sistemi naturali da cui oggi ricaviamo le risorse necessarie per vivere. “Sviluppo sostenibile”, come sottolineato dall’Agenzia per la Protezione dell’Ambiente dei Paesi della UE e dell’Europa, significa uno sviluppo in grado di assicurare il soddisfacimento dei bisogni della generazione presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di realizzare i propri sogni e le proprie aspirazioni. In questo contesto, la Chimica Verde, che esplora la possibilità di utilizzare nuovi solventi per una produzione scarsamente impattante sull’ambiente, lo sviluppo di nuovi catalizzatori ed un uso di materie prime ricavate da fonti rinnovabili anche per la preparazione di prodotti biodegradabili e non tossici (in sostituzione e di paragonabile efficacia a quelli precedentemente utilizzati), rappresenta sicuramente lo strumento per realizzare tali obiettivi con evidenti benefici  anche nei riguardi di settori come l’agricoltura che rappresenta un importante volano per lo sviluppo economico della nostra Regione.

Il prof. Capriati ad un Convegno di Chimica Organometallica, Firenze 2018

Quando si riuscirà a produrre e commercializzare plastica biodegradabile in larga scala?

Ci sono ricerche già molto avanzate per la produzione di bioplastiche che abbiano la capacità di biodegradare, ed alcune vengono già utilizzate per la produzione di manufatti compostabili, ossia con la possibilità di essere recuperati mediante riciclo. E’ opportune precisare, però, che tale capacità di biodegradare non è strettamente legata all’origine delle materie prime impiegate perchè anche piccole modifiche di sintesi apportate ad un biopolimero naturale o ottenuto da fonti rinnovabili (ad esempio, l’amido di mais o l’acido polilattico) potrebbero renderlo non più biodegradabile. Quindi, la biodegradabilità e la rinnovabilità sono caratteristiche diverse (non necessariamente interscambiabili) che potrebbero co-esistere in uno stesso materiale. L’industria della bioplastica è, però, un settore nascente. Pertanto, accanto al suo minore impatto ambientale, alla possibilità di riciclo e di ottenimento di bioplastica da fonti rinnovabili, esistono, purtroppo, ancora dei costi di produzione alti. Affinchè tale industria possa decollare e mettersi in competizione con quella legata alla produzione della plastica monouso, essa necessita di un sostegno pubblico forte. Purtroppo, il settore petrolchimico beneficia ancora fortemente di economie di scala e di accorpamento ormai ben consolidate nel tempo. Ma il fatto stesso che se ne stia parlando in questa intervista, testimonia che il problema è fortemente sentito dal Paese e che si stia assistendo ad un “switch” irreversibile verso la sostenibilità a protezione del nostro ambiente.

“Mola Libera” ringrazia, a nome della direzione e dei suoi lettori, il prof. Vito Capriati per averci concesso questa molto interessante e approfondita intervista.

Con la sua mirabile attività, il prof. Capriati dà grande lustro a Mola e ai molesi  in ambienti internazionali a grande qualificazione e strategicità per il progresso scientifico globale.

Ad maiora!

Il prof. Vito Capriati, in una storica aula del Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician” dell’Università di Bologna

 

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