Sequestrante

Un sequestrante o chelante è un composto chimico o una miscela di composti chimici in grado di formare per chelazione complessi più o meno stabili con atomi o ioni. Il termine chelante viene da chele, immaginando il chelante come un granchio che afferra e avvolge gli ioni metallici. Normalmente più sono i legami che si formano tra il chelante e il metallo, più è stabile il complesso che si forma. Chelanti in grado di stabilire molti legami sono detti pluridentati.

Essendo spesso sostanze chimiche con nomi lunghi e difficilmente pronunciabili o memorizzabili sono spesso definiti con acronimi o sigle.

Utilizzi in generale

In chimica si utilizzano largamente i sequestranti per eliminare ioni interferenti in ambienti di reazione o di analisi, ovvero per isolare specie altrimenti instabili.

Un esempio classico di sequestrante è l'EDTA che, formando un chelato molto stabile con il calcio e il magnesio, viene anche sfruttato per evitare la formazione e il deposito di calcare dalle acque (effetto anti ridepositante).

Vengono utilizzati soprattutto, circa un 80% del consumo mondiale, come ingredienti nei detergenti. Ad esempio nei detergenti per macchine lavastoviglie, nei detergenti per il bucato a mano o in lavatrice, nei detergenti per la pulizia dei pavimenti, in tutti quei detergenti in cui è previsto l'uso di acqua di rete o diluizione del prodotto in quanto l'acqua di rete contiene sali di calcio e magnesio. Diversi chelanti sono utilizzati in grande quantità anche nei processi industriali per la produzione della carta o per l'elettrodeposizione dei metalli, metallizzazioni, produzione di circuiti stampati e nella produzione dei fertilizzanti per la capacità di rilasciare micronutrienti.

I cosiddetti metalli pesanti sono tossici per l'uomo e per l'ambiente, danno luogo a reazioni di ossidazione e gli stati ossidativi in genere sono responsabili di varie patologie dell'organismo. Queste reazioni non sono possibili se il metallo è chelato ed espulso. I sequestranti possono essere utilizzati per contrastare la tossicità dei metalli pesanti nell'uomo, nella bonifica del suolo e nel trattamento delle acque.

Usi in medicina

In medicina trovano impiego in vari ambiti clinici come la talassemia e l'avvelenamento da metalli pesanti (intossicazione acuta); inoltre trovano uso in ambito chimico clinico (laboratori di analisi).

Invece i chelanti sono inefficaci in caso di intossicazione cronica. La terapia richiede più tempo ed è un'integrazione mirata e personalizzata degli oligoelementi carenti.

I chelanti più utilizzati in ambito medico sono:

• Dimercaptopropanolo (dimercaprolo, BAL), per l'avvelenamento acuto da arsenico, oro, mercurio e piombo;
• Dimercaptopropane sulfonate (DMPS), per l'avvelenamento severo da arsenico, mercurio
• Penicillamina, nelle intossicazioni da metalli pesanti
• Deferoxamina mesilato (deferoxamina), trattamento indicato nell'avvelenamento acuto da ferro e alcuni casi di alluminio;
• Acido dimercaptosuccinico (DMSA), indicato nelle intossicazioni da piombo;
• Acido etilendiamminotetraacetico (EDTA), l'EDTA è utilizzato come anti-coagulante ed è indicato nelle intossicazioni da piombo;
• Trientina (trietilenetetramina), chela il rame e il ferro e ne riduce l'assorbimento a livello intestinale.

Sono disponibili molti altri chelanti basati su acidi organici.

Usi nella detergenza

Nella detergenza il ruolo dei chelanti si riassume nella capacità di costruire legami con ioni calcio e magnesio presenti nell'acqua. Questa funzione si sovrappone a quella dei "builder". Alcuni chelanti relativamente forti sono anche in grado di rompere i legami Sporco-Ca-Superficie favorendo la fase di distacco della detergenza. Il massivo utilizzo di chelanti nella detergenza ha creato problemi ambientali nelle acque per la scarsa degradabilità dei complessi chelati e per la mobilizzazione dei micronutrienti, il fenomeno della eutrofizzazione.

I chelanti problematici nella detergenza :

• STPP e altri fosfati, il cui uso è bandito o ristretto e disincentivato in molti paesi, compresa la UE per il rischio eutrofizzazione.
• NTA, acido nitrilotriacetico, soggetto a restrizioni in molti paesi. Sospettato di essere cancerogeno, non può essere inserito in detergenti ECO-LABEL
• EDTA, bandito in alcuni paesi e soggetto a restrizioni in altri per la lenta biodegradabilità, anche se si è accertato che è più degradabile di quanto si pensasse. Non può essere inserito in detergenti ECO-LABEL.
• HEDP, acido etidronico e altri fosfonati, soggetto a restrizioni per la scarsa degradabilità e per il rischio eutrofizzazione. Nel cosmetico europeo può essere utilizzato solo nei prodotti per capelli (fosforo max 1,5%) e nei saponi (fosforo max 0,2%).
• DTPA, diethylenetriamine pentaacetato. Non può essere inserito in detergenti ECO-LABEL in quanto potenzialmente tossico per la riproduzione.

Chelanti biodegradabili

Un gran numero di chelanti biodegradabili sono stati sviluppati come alternativa a quelli problematici.

• EDDS
• GLDA
• MGDA
• IDS

La costante di stabilità di questi chelati Calcio è in certi casi molto inferiore di quella dei chelanti problematici rendendoli non idonei per la detergenza; inoltre il costo industriale è in genere molto superiore. Per questo, non essendo ancora emersa un'alternativa economica e efficiente, le attuali restrizioni europee non prevedono al momento il bando totale dei fosfati e fosfonati.

Invece sono sia biodegradabili sia economici chelanti come i citrati o i gluconati che rappresentano la quota di mercato maggiore nel consumo globale di sequestranti.

Chelanti nella cosmesi e nella preparazione dei cibi

Legando ioni metallici i sequestranti possono inibire l'autossidazione e la crescita microbica. Per questo sono utilizzati nella cosmesi, anche quella non destinata alla detersione personale, e nella conservazione degli alimenti in sinergia con antiossidanti e conservanti.

Bibliografia

• (EN) F.P. Dwyer e D.P. Mellor, Chelating agents and metal chelates, Academic Press Inc., 1964.