Studio della sequestrazione dello ione cadmio da parte di leganti s-donatori

Abstract

La presenza in natura del cadmio è dovuta principalmente al suo uso in svariati settori dell’industria [1] ed in misura minore al suo rilascio durante i processi di demineralizzazione delle rocce. La elevata tossicità dello ione cadmio [2] nei confronti degli esseri viventi, animali e vegetali, è dovuta alla elevata affinità che questo catione mostra nei confronti della maggior parte dei gruppi leganti presenti nelle molecole biologicamente attive. In particolare i leganti tiolici presenti nei residui amminoacidici, soprattutto quelli a basso peso molecolare rappresentano i vettori principali attraverso il quale avvengono i fenomeni di trasporto e di distribuzione del cadmio nell’organismo umano. Uno studio della chimica in soluzione dello ione Cd2+ in presenza di tali leganti fornisce pertanto informazioni utili circa la natura e l'entità delle interazioni tra di essi. Tali informazioni possono essere utilizzate per valutare metodi di rimozione del metallo da sistemi biologici attraverso l’uso di agenti chelanti (chelation therapy). I leganti utilizzati in queste indagini sono: la penicillamina (psh), un derivato dall'idrolisi della penicillina, il 2-mercaptosuccinico (o tiolattico) (msa) e il glutatione (gsh), derivato della vitamina PP (acido nicotinico). Lo studio è stato eseguito mediante potenziometria (ISE-H+) in NaNO3 a I = 0.1 mol L-1 e a t = 25 °C; i dati sperimentali hanno permesso di determinare le costanti di formazione dei complessi per i diversi sistemi Cd2+- L (L = psh, msa, gsh) e di definirne la speciazione chimica in soluzione acquosa dello ione cadmio in presenza dei leganti considerati. I calcoli eseguiti hanno messo in evidenza la formazione delle seguenti specie complesse: per il sistema Cd2+/gsh ML2H2, ML2H, ML2, MLH, ML, ML(OH), M2L; per il sistema Cd2+/psh M3L4H2, M3L4, ML3, ML2H, ML2, ML; per il sistema Cd2+/msa M3L4H2, M3L4H, M3L4, ML2H3, ML2H2, ML2, MLH2. Per tutti i sistemi investigati è stata determinata la capacità sequestrante dei differenti leganti tiolici nei confronti dello ione cadmio, attraverso l’uso del parametro pL50 che definisce la quantità di legante necessaria per sequestrare il 50% di ione metallico presente in soluzione.