Ammonium <i>N</i>-(pyridin-2-ylmethyl)oxamate (AmPicOxam): A Novel Precursor of Calcium Oxalate Coating for Carbonate Stone Substrates
Anna Pintus,
M. Carla Aragoni,
Gianfranco Carcangiu,
Veronica Caria,
Simon J. Coles,
Eleanor Dodd,
Laura Giacopetti,
Domingo Gimeno,
Vito Lippolis,
Paola Meloni,
Simone Murgia,
Antonia Navarro Ezquerra,
Enrico Podda,
Claudia Urru,
Massimiliano Arca
Affiliations
Anna Pintus
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
M. Carla Aragoni
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Gianfranco Carcangiu
Consiglio Nazionale Delle Ricerche (CNR), Istituto di Scienze dell’Atmosfera e Del Clima (ISAC), UOS di Cagliari c/o Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Veronica Caria
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Simon J. Coles
National Crystallography Service, School of Chemistry, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK
Eleanor Dodd
National Crystallography Service, School of Chemistry, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK
Laura Giacopetti
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Domingo Gimeno
Facultat de Ciències de la Terra, Universitat de Barcelona, c/Martí i Franquès s/n, 08028 Barcelona, Spain
Vito Lippolis
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Paola Meloni
Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Chimica e dei Materiali, Via Marengo 2, 09123 Cagliari, CA, Italy
Simone Murgia
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Antonia Navarro Ezquerra
Departamento de Tecnología de la Arquitectura, EPSEB-UPC, Avda. Doctor Marañón, 44-50, 08028 Barcelona, Spain
Enrico Podda
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Claudia Urru
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Massimiliano Arca
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, S. S. 554 Bivio per Sestu, 09042 Monserrato, CA, Italy
Ammonium N-(pyridin-2-ylmethyl)oxamate (AmPicOxam), synthesized from O-methyl-N-(pyridin-2-ylmethyl)oxamate, was spectroscopically and structurally characterized and assayed as a novel precursor for the protection and consolidation of carbonate stone substrates. An in-depth characterization of treated and untreated biomicritic limestone and white Carrara marble samples was carried out by means of SEM microscopy, X-ray powder diffraction, helium pycnometry, determination of water transport properties, and pull-off tests. The improved solubility (1.00 M, 16.5% w/w) of the title compound with respect to ammonium oxalate (0.4 M, 5% w/w) results in the formation of a thicker protective coating of calcium oxalate (CaOx) dihydrate (weddellite) on marble and biomicrite samples after the treatment with 5% and 12% w/w water solutions, producing a reduction in the stone porosity and increased cohesion. Theoretical calculations were carried out at the DFT level to investigate both the electronic structure of the N-(pyridin-2-ylmethyl)oxamate anion and the hydrolysis reaction leading from AmPicOxam to CaOx.
