Dapagliflozin scaduto come promettente inibitore di corrosione per il rame in acido nitrico 1,0 M: convalida sperimentale e computazionale

Trasformare gli scarti di compresse in protezione dei metalli

La maggior parte di noi considera i medicinali scaduti rifiuti da gettare. Questo studio esplora un’idea molto diversa: usare un farmaco antidiabetico fuori data, il dapagliflozin, per proteggere il rame da un acido forte. Il rame è presente in oggetti di uso quotidiano, dai cavi agli scambiatori di calore, e quando si corrode può causare guasti costosi e rischi per la sicurezza. I ricercatori mostrano che il dapagliflozin scaduto può formare un film protettivo sul rame in acido nitrico aggressivo, riducendo i danni e dando al contempo una seconda vita a un prodotto farmaceutico scartato.

Perché il rame va protetto in fluidi aggressivi

Il rame è ampiamente usato nell’industria perché conduce molto bene sia il calore sia l’elettricità. Tuttavia, in ambienti acidi come bagni di decapaggio, soluzioni detergenti e reattori chimici, il rame si dissolve gradualmente. In acido nitrico questo attacco è particolarmente aggressivo e può persino creare piccole cavità che scavano in profondità nel metallo. Gli ingegneri spesso aggiungono piccole quantità di particolari composti organici al liquido per rallentare questo processo, ma molti di questi inibitori sono costosi o poco rispettosi dell’ambiente. Gli autori si sono chiesti se le compresse scadute di dapagliflozin, non più adatte ai pazienti, potessero invece servire come uno scudo economico e più sicuro per le apparecchiature in rame.

Testare un farmaco come scudo metallico

Per sondare questa idea, il team ha immerso pezzi di rame accuratamente lucidati in acido nitrico con e senza dapagliflozin scaduto disciolto a diverse concentrazioni e temperature. Hanno pesato i campioni prima e dopo l’immersione per valutare la perdita di metallo e hanno usato metodi elettrici per monitorare la velocità delle reazioni di corrosione sulla superficie. In tutti questi test l’aggiunta del farmaco ha ridotto nettamente la velocità di dissoluzione del rame. La protezione aumentava con la concentrazione del farmaco, raggiungendo circa il 90% alla dose più alta, ma diminuiva a temperature maggiori, suggerendo che il film protettivo si basa in parte sullo aderire relativamente delicato e reversibile delle molecole al metallo.

Come si forma lo strato protettivo

Le misure elettriche hanno mostrato che il dapagliflozin rallenta sia la perdita di atomi di rame sia le reazioni che consumano l’acido, classificandolo come inibitore «misto» che limita il danno su più fronti. Il farmaco ha anche spostato l’insorgenza della corrosione per pitting verso potenziali più positivi, il che significa che la superficie resiste maggiormente all’attacco localizzato profondo. Altri test hanno rivelato che gli ioni rame e il dapagliflozin si combinano in soluzione in un semplice rapporto 1:1, formando un complesso stabile che può depositarsi sul metallo. Mentre questo complesso e specie correlate si distribuiscono sulla superficie, spiazzano l’acqua e creano una barriera compatta che impedisce all’acido nitrico aggressivo e agli ioni cloruro di raggiungere i siti di rame nudo.

Analizzare il comportamento della molecola

Per capire perché questo farmaco scaduto si lega così bene al rame, i ricercatori hanno fatto ricorso a calcoli al computer basati sulla meccanica quantistica. Questi calcoli hanno mappato dove gli elettroni sono concentrati nella molecola di dapagliflozin e hanno mostrato che i suoi numerosi gruppi ricchi di ossigeno e i sistemi ad anello agiscono come uncini naturali per il legame con gli atomi di rame. I dati indicano che la molecola è un buon donatore di elettroni in grado di formare legami di coordinazione con il rame, ricevendo al contempo parte della densità elettronica indietro, il che stabilizza lo strato adsorbito. Il fatto che la copertura del farmaco sul rame segua un semplice modello di adsorbimento di Langmuir suggerisce che si forma uno strato singolo e abbastanza uniforme piuttosto che depositi spessi e irregolari.

Cosa significa per l’uso pratico

In termini semplici, lo studio mostra che una compressa scaduta può comportarsi come una vernice antiruggine per il rame immerso in acido forte. Formando un film sottile e ordinato e complessi rame–farmaco stabili sulla superficie, il dapagliflozin scaduto rallenta notevolmente sia la corrosione generale sia quella per pitting, soprattutto a temperatura ambiente e con concentrazioni adeguate. Sebbene la composizione esatta dei prodotti di degradazione in una compressa scaduta possa variare, le caratteristiche comuni ricche di elettroni di queste molecole sembrano sufficienti a costruire una barriera efficace. Questo lavoro indica un modo pratico per riutilizzare i rifiuti farmaceutici proteggendo allo stesso tempo apparecchiature metalliche preziose, collegando una chimica più pulita a una migliore gestione delle risorse.

Citazione: Abdallah, M., Guesmi, N.E., Al-Gorair, A.S. et al. Expired dapagliflozin as a promising corrosion inhibitor for copper in 1.0 M nitric acid: experimental and computational validation. Sci Rep 16, 15346 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51683-9

Parole chiave: corrosione del rame, inibitore di corrosione, farmaci scaduti, acido nitrico, dapagliflozin