Corso di laurea: Chimica organica e bioorganica Programmazione per l'A.A. 2013/2014

1) INTRODUZIONE - Sviluppi storici e sviluppi attuali- Classificazione dei composti organometallici2) COMPOSTI ORGANOMETALLICI DEI GRUPPI PRINCIPALI - Metodi di preparazione- Organometallici dei metalli alcalini- Organometallici dei metalli alcalino terrosi- Organometallici gruppi 3, 4 e 12- Borani e carborani3) IL LEGAME CHIMICO NEI COMPOSTI ORGANOMETALLICI- Simmetria, teoria dei gruppi, teoria MO.- Applicazioni: formazione di legame nei composti organometallici .4) COMPOSTI ORGANOMETALLICI DEGLI ELEMENTI DI TRANSIZIONE- Metodi di preparazione- Leganti s-donatori: alchili, arili,- Leganti s-donatori/p-accettori: carbeni, carbini, alchilideni e alchilidini, carbonili- Leganti p-donatori/p-accettori: allili, ciclopentadienili, areni. - Casi studio.5) ASPETTI APPLICATIVI E INNOVATIVI- I composti organometallici nella catalisi- I composti organometallici nella sintesi di materiali- I composti organometallici nella scienza della vita















































































































P

Analisi retrosintetica. Sintesi lineare. Sintesi convergente.Strategie sintetiche basate sulle trasformazioni di gruppi funzionali.Disconnessioni one group.Disconnessioni two group.Formazione di legami C-C. Composti organometallici. Reazioni catalizzate da basi e da acidi. Reazioni pericicliche.Formazione di legami C-X.Chemoselettività. Trasformazione di gruppi funzionali con differente o uguale reattività.Gruppi protettori.Regioselettività. Utilità dei gruppi attivanti. Reazione di Michael. Enoli ed enolati. Reazioni di apertura degli epossidi. Sostituzione nucleofila allilica. Reazioni di Diels-Alder. Reazioni di eliminazione.Stereoselettività. Sintoni. Nomenclatura di Seeback. Reazione aldolica. Enoni.Economia di atomi nella sintesi organica.Esercitazioni in laboratorio: Norme e dispositivi di sicurezza nel laboratorio di Chimica Organica. Sintesi di composti organici mediante utilizzo di strategie “multi-step” e di “green chemistry”. Determinazione ed analisi della struttura dei prodotti mediante tecniche spettroscopiche (IR, UV-vis , NMR avanzate) e tecniche computazionali.






















































































































Priority="61"

Teoria della separazione cromatografica.Migrazione differenziale degli analiti: allargamento della banda cromatografica: percorsi multipli, diffusione longitudunale, trasferimenti di massa in fase mobile, in fase mobile stagnante e in fase stazionaria. Ritenzione e fattore di capacità, efficienza e piatto teorico, selettività, risoluzione, simmetria dei picchi. Equazione di Van Deemter. Allargamenti del picco cromatografico non dovuti alla colonna.Classificazione delle tecniche cromatografiche.Gascromatografia. Descrizione di un sistema gascromatografico. Gascromatografia di adsorbimento e di ripartizione. Colonne capillari e impaccate. Gas di trasporto. Fasi stazionarie solide e liquide. Criteri per la scelte della fase stazionaria.Rivelatori in gascromatografia: a termoconducibilità, a ionizzazione di fiamma, a fiamma alcalina, a cattura di elettroni. Spettrometro di massa.La cromatografia liquida. Cromatografia liquida su colonna a bassa pressione (LPC). Descrizione di un sistema cromatografico a pressione atmosferica.Cromatografia liquida su colonna ad alta pressione (HPLC). Descrizione di un sistema cromatografico ad alta pressione. Il sistema di iniezione (“loop”). Le pompe: a siringa, reciprocante a singolo pistone e a doppio pistone. Smorzatori delle pulsazioni (“dampers”).Sistemi di rivelazione per cromatografia liquida: caratteristiche dei rivelatori (limite di rilevabilità, LOD, e intervallo dinamico di linearità, LDR).Tipi di rivelatori: UV-Vis, a serie di diodi, ad indice di rifrazione e a fluorescenzaGli eluenti per HPLC: proprietà fisiche, forza e selettività. Preparazione della fase mobile: disidratazione, filtrazione e degasaggio. Preparazione del campione. Caratteristiche delle fasi stazionarie utilizzate in HPLC in fase normale e inversa (RP-HPLC). Fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. Esempi di separazione di composti organici mediante HPLC in fase normale e inversa. Ottimizzazione dei metodi cromatograficiCromatografia ad esclusione molecolare. Principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. Esempi di separazione di biopolimeri.Cromatografia a scambio ionico. Principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. Esempi di separazione di composti organici: l’analizzatore di amminoacidi. Derivatizzazione post-colonna degli amminoacidi con ninidrina.Cromatografia di affinità. Principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. La cromatografia di affinità proteina-colorante per la purificazione delle proteineSpettrometria di massa. Principi operativi.La sorgente per ionizzazione elettronica. Principi di funzionamentoAnalizzatori a settore magnetico. Risoluzione. Analizzatori a settore magnetico ed elettrostatico. Alta risoluzione. Massa nominale, massa esatta, massa isotopicaIone molecolare e picchi isotopici. Regola dell’azoto. Criteri per l’individuazione dello ione molecolare. Informazioni deducibili dallo ione molecolare e picchi isotopici.Principi generali di frammentazione. Teoria del quasi equilibrio. Classificazione delle reazioni di frammentazione. Scissioni semplici e riarrangiamenti: localizzazione della carica. Criteri per stabilire l’intensità degli ioni frammento.Frammentazione di composti che contengono solo legami sigma. Frammentazioni di composti che contengono insaturazioni o eteroatomi. Scissione alfa. Scissione induttiva. Frammentazioni di composti ciclici. Riarrangiamenti. Frammentazioni tipiche delle principali classi di composti organici.La sorgente MALDI. Principi di funzionamento. Matrici. Preparazione del campione. Calibrazione.Analizzatori a tempo di volo. Principi di funzionamento. Aumento della risoluzione. Delayed extraction e ion reflectronLa sorgente electrospray. Principi di funzionamento. Formazione e trasferimento degli ioni nella sorgente electrospray.La sorgente APCI. Principi di funzionamento.Analizzatori quadrupolari. Principi di funzionamento.Trappole ioniche. Principi di funzionamento.Spettrometria di massa tandem nello spazio e nel tempo.Interfacciamento GC/MS e HPLC/MS.

Introduzione e concetti fondamentaliProprietà magnetiche dei nuclei. Livelli energetici e popolazione di nuclei immersi in un campo magnetico. L’esperimento NMR. Processi di rilassamento Spettroscopia NMR ad impulsi e trasformata di Fourier (PFT- NMR). Spettrometri NMR. Criomagneti e norme di sicurezza. Gli spettri 1H NMRSpostamento chimico (chemical shift). Costante di schermo e sue componenti. Effetti induttivi, di anisotropia diamagnetica, di campo elettrico; effetti delle relazioni intermolecolari sul chemical shift. Intensità dei segnali. L'accoppiamento 'spin-spin'. Accoppiamenti scalari e dipolari. Sistemi di ordine zero e del 1° ordine. Equivalenza chimica ed equivalenza magnetica. Sistemi del 2° ordine.Gli spettri 13C NMRCaratteristiche del nucleo 13C. Parametri da valutare nella esecuzione di un esperimento 13C NMR. Disaccoppiamento di spin (doppia risonanza). Disaccoppiamento eteronucleare a banda larga. Effetto nucleare Overhauser (NOE). NOE eteronucleare. Disaccoppiamento controllato (Gated decoupling).Spettri NMR e struttura molecolareEquivalenza, simmetria e chiralità. Coppie di protoni omotopici, enantiotopici e diasterotopici. Effetti di un centro chirale. Accoppiamento virtuale. Costanti di accoppiamento: struttura e stereochimica. Accoppiamenti omonucleari: geminali, vicinali e a distanza. Accoppiamenti eteronucleari 1H-13C, 1H-2H, 1H-19F, 1H-31P. Doppia risonanza omonucleare 1H-1H. Doppia risonanza eteronucleare. NOE omonucleare 1H-1H. Effetto solvente e reagenti di shift. Solventi chirali e reagenti di shift chirali.NMR nei processi dinamiciEquilibrio conformazionale ed equilibrio chimico. DNMR. Scambio veloce e scambio lento. Spettri NMR a temperatura variabile. Equazione di Eyring. Spettri NMR di composti contenenti idrogeni ‘mobili’. Protoni su atomi N e rilassamento quadrupolare.Esperimenti avanzati e 2D NMREsperimenti monodimensionali avanzati: tempo di evoluzione e tempo di mescolamento. Evoluzione della magnetizzazione in sistemi AX, AX2 e AX3. J-modulation. Spettro DEPT. Spettro 1D-TOCSY. Esperimento NMR bidimensionali (2D NMR) NMR. Spettri di correlazione omonucleare. Analisi degli spettri 1H-1H COSY e 1H-1H-TOCSY. Esperimenti 1H-1H NOESY e ROESYe analisi degli spettri. Spettri di correlazione eteronucleare. Analisi degli spettri 1H-13C COSY (HETCOR). Proton-detected HETCOR (HSQC/HMQC). Long-range 1H-13C COSY (L.r. HETCOR). Proton-detected long range HETCOR (HMBC).Spettri NMR di eteronucleiSpettri 15N NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-15N. Spettri 19F NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-19F. Spettri 29Si NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-29Si. Spettri 31P NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-31P. Accoppiamenti multinucleari.







































































































Priority="60"
Name="Light Shading Acc

Introduzione Rilevanza applicativa ed economica dei composti naturali. Metaboliti primari e secondari. I ‘mattoni biosintetici’. La varietà strutturale e le parentele biosintetiche fra vari gruppi di composti naturali. Analoghi e derivati semisintetici dei composti naturali. Chimica Medica e Drug DiscoveryComposti guida, farmaci, medicine. Le origini della ‘Chimica Medica’. Drug discovery e Drug development. Metodi empirici e metodi razionali. Individuazione dei composti-guida. Cromatografia bioguidata. Farmacocinetica e farmacodinamica. Relazioni fra struttura e attività (SAR): oppioidi, paclitaxel. Lipofilicità e log P. Grafica Molecolare.Recettori, agonisti e antagonistiEnzimi e malattie. Inibitori enzimatici. Inibitori reversibili e irreversibili. Inibitori competitivi, non competitivi e acompetititvi. Esempi di inibitori reversibili: sulfamidici; ACE-inibitori; statine; inibitori della 5--reduttasi steroidica; inibitori della AchE; inibitori della peptidil transferasi ribosomiale. Esempi di inibitori irreversibili: antibiotici -lattamici; inibitori delle COX.Metabolismo degli XenobioticiXenobiotici. ADME. Enzimi di Fase I e di Fase II. Ossidazioni. Citocromo P450. Ossidrilazione di composti aromatici. Epossidazioni di alcheni. Ossidazione di carboni in  a carboni sp2. Aromatizzazione ossidativa. Dealchilazione ossidativa. CYP450 e interazione fra farmaci. Enzimi di fase II. Coniugazione col glutatione. Glucuronidazione. Solfatazione. N-acetilazione. Esterificazione con lipidi. Metilazione. Esempi di metabolismo dei farmaci. Chemoprevenzione del cancroAgenti chemopreventivi. Anti-iniziatori. Anti-promotori. Antiproliferativi e induttori dell’apoptosi. Via biogenetica dell’acetatoBiosintesi degli acidi grassi. Acidi insaturi. Prostaglandine, trombossani e leucotrieni. Polichetidi aromatici. Biosintesi dei sistemi aromatici e accoppiamento radicalico. Principi attivi di Iperico e Senna. Aflatossine e contaminazione microbica degli alimenti. Acido micofenolico e immunosoppressori. Antibiotici macrolidici e amminoglicosidici. Antracicline. Micotossine. Via biogenetica del mevalonatoTerpenoidi. Emiterpenoidi. Monoterpeni irregolari: piretrine e insetticidi derivati. Iridoidi e secoiridoidi. Monoterpenoidi: costituenti di olii essenziali e fragranze; sintesi industriali del mentolo. Sesquiterpenoidi e lattoni sesquiterpenici. Artemisina e antimalarici. Diterpenoidi: gibberelline (fitormoni). Triterpenoidi; nortriterpenoidi: agenti anoressizzanti (antifeedant). Carotenoidi: sintesi industriale del -carotene. Steroidi: sintesi del progesterone e dei corticosteroidi. Saponine triterpenoidiche. Cardenolidi e bufadienolidi.La via biogenetica dello shikimato e i polifenoliBiosintesi dell’acido shikimico e composti correlati. Acidi fenolici. Biosintesi dei fenilpropanoidi. Costituenti di olii essenziali dalle spezie. Acido salicilico e aspirina. Cloramfenicolo. Curcumina. Cumarine e psoraleni. Biosintesi dei lignani. Podofillotossina e farmaci antitumorali; sintesi dell’etoposide. Biosintesi di stilbenoidi e flavonoidi. Resveratrolo.Flavonoidi. Sintesi di Flavonoidi: Flavanoni (antiossidanti e amaricanti). Flavanoli del tè verde (catechine). Antocianine. Biosintesi degli isoflavonoidi. Isoflavonoidi (fitoestrogeni, insetticidi). Tannini vegetali. Gallotannini, elagitannini. Proantocianidine. Naftochinoni e prenilchinoni a biogenesi mista. Tocoferoli e attività antiossidante. Antrachinoni.AlcaloidiAlcaloidi da ornitina-triptofano: nicotina, arecolina (stimolanti) Alcaloidi da ornitina-fenilalanina: atropina, cocaina e altri alcaloidi tropanici. Sintesi biomimetica della cocaina. Alcaloidi derivanti dal triptofano: serotonina, psilocina, psilocibina. Alcaloidi indolici antitumorali. Alcaloidi pirroloindolici: fisostigmina. Alcaloidi dell’ergot; LSD. Alcaloidi chinolinici: chinina e analoghi (antimalarici). Camptotecina (antitumorali).Alcaloidi da tirosina: fenetilammine, catecolammine, mescalina. Alcaloidi dell’oppio e analoghi sintetici. (Narcotici e analgesici).Alcaloidi da fenilalanina: efedrina e analoghi sintetici (amfetamine); sintesi dell’efedrina. Colchicina Alcaloidi da altre vie biosintetiche: taxolo e semisintesi di Potiers (antitumorali). Solanina; indicaxanthina; neurotossine marine; caffeina e teobromina.Altri composti naturali bioattivi e loro analoghi sinteticiFarmaci antivirali. Ciclopeptidi. Composti solforati in fonti alimentari: aromi, agenti antitrombotici, agenti antitumorali. Antibiotici -lattamici. Glucosinolati. Composti alogenati.

Nozioni propedeutiche allo studio della chimica bio‑organica.Bioisostericità; effetti di prossimità dei gruppi in chimica organica; adattamento molecolare.Chimica bio‑organica degli ammino acidi.proprietà generali; comportamento alla dissociazione; alchilazione;acilazione;sintesi asimmetríca degli alfa-ammino acidi.Chimica bioorganica dei peptidi.Moderni metodi di sintesi in fase solida degli oligopeptidi; sintesi chimica delleProteine: native chemical ligation, Staudinger ligation, click chemistry;Aspetti particolari della sintesi biologica “non-ribosomiale” di oligopeptidi;I depsipeptidi e gli ionofori.Chimica bioorganica del gruppo fosforico e dei polinucleotidi.Sentieri idrolitici del gruppo fosforico e la pseudorotazione;Catalisi enzimatica dell’idrolisi del ponte fosfodiestereo: le ribonucleasi;Sintesi in soluzione di oligonucleotidi;Sintesi in fase solida di oligonucleotidi;Metodi avanzati di sintesi chimica di oligo- e polinucleotidi senza l’impiego di gruppi protettori delle basi;Sintesi di oligonucleotidi mediante chemical ligation.Nucleotidi antisenso, e nucleotidi antisenso modificati;I nuovi orizzonti dell’ “RNA-interference”.Tecnologie degli enzimiEnzimi immobilizzati: tecniche di immobilizzazione su vari supporti organici ed inorganici; biotecnologie enzimatiche atte a conservare la struttura nativa degli enzimi; uso di enzimi immobilizzati nella sintesi di molecole organiche di interesse farmaceutico. Reazioni enzimatiche in solventi non acquosi.Modelli enzimatici.Dalle micelle ai liposomi: liposomi mono- e multilamellari: tecniche utilizzate per la loro preparazione e caratterizzazione; loro impiego in campo farmacologico. Liposomi a triggered release e loro potenziale farmacologicoLiposomi come reattori chimici; Molecular devices.Nanocapsule come Drug delivery systems.











































































































Priority="63"
UnhideWhe

Obiettivo del
corso è la selezione “intelligente” di nuove strutture da sintetizzare
utilizzando le potenzialità della chemioinformatica nella progettazione
molecolare



Rappresentazione
delle strutture molecolari e creazione di databases
strutturali



La meccanica
molecolare.



La dinamica molecolare.




Le cariche negli
atomi e nelle molecole.



Metodologie
multivariate per lo studio delle relazioni quantitative fra struttura
molecolare e proprietà macroscopiche (QSPR) o attività biologica (QSAR).

L’analisi per componenti principali. Il metodo Partial Least
Squares. Ottimizzazione di una reazione chimica.



Descrittori
molecolari

Descrittori molecolari parziali (descrittori dei
sostituenti) sperimentali e teorici. L’equazione di Hammett: applicazioni e
limiti. Descrittori chimico-statistici: le proprietà principali (sostituenti,
solventi reagenti, catalizzatori, ammino acidi, etc.). Descrittori topologici.
Descrittori molecolari globali di derivazione sperimentale o teorica.
Descrittori puntuali tridimensionali ottenuti da campi di forza. Due importanti
descrittori molecolari: pKa, log P. Equilibri acido-base in chimica organica. Energia
e reazioni acido base. Effetti di risonanza, effetti induttivi ed
elettrostatici, effetti sterici e legami idrogeno. Regole di Lipinski.





QSAR. Il docking molecolare. Il metodo GRID. Profili
farmacocinetici e proprietà ADME. Volsurf
nella farmacocinetica. Ottimizzazione di una struttura in funzione della
proprietà desiderata. Selezione delle molecole più informative e ottimizzazione
di proprietà molecolari per ADME: screening veloce, chimica combinatoriale,
screening virtuali e filtering delle
strutture. Esempi di Computer Aided Drug Design. Progettazione di nuove vie di
sintesi mediante databases di
reazioni conosciute.



QSPR. Ottimizzazione di prodotti e/o di processi in funzione di
dati strutturali, analitici, spettroscopici,
parametri di reazione e/o tecnologici. Determinazione della tipicità degli
alimenti in base alla loro caratterizzazione chimica.





































































































Priority="66"
Name="Medium List 2 Accent

Programma del corso: Metodologie Innovative di SintesiNome del Docente: Pappalardo SebastianoIntroduzione: self-assembly in natura. Tipi di interazioni non-covalenti. Riconoscimento molecolare e chimica host-guest. Sintesi non-covalente tramite l’impiego di moduli recettoriali artificiali (eteri corona, criptandi, podanti, ciclodestrine, ciclofani, calixareni). Aggregati supramolecolari e loro caratterizzazione in soluzione.Testi di riferimento: Monografie e reviews sul riconoscimento molecolare, la chimica host-guest e la chimica supramolecolare.

1) INTRODUZIONE - Sviluppi storici e sviluppi attuali- Classificazione dei composti organometallici2) COMPOSTI ORGANOMETALLICI DEI GRUPPI PRINCIPALI - Metodi di preparazione- Organometallici dei metalli alcalini- Organometallici dei metalli alcalino terrosi- Organometallici gruppi 3, 4 e 12- Borani e carborani3) IL LEGAME CHIMICO NEI COMPOSTI ORGANOMETALLICI- Simmetria, teoria dei gruppi, teoria MO.- Applicazioni: formazione di legame nei composti organometallici .4) COMPOSTI ORGANOMETALLICI DEGLI ELEMENTI DI TRANSIZIONE- Metodi di preparazione- Leganti s-donatori: alchili, arili,- Leganti s-donatori/p-accettori: carbeni, carbini, alchilideni e alchilidini, carbonili- Leganti p-donatori/p-accettori: allili, ciclopentadienili, areni. - Casi studio.5) ASPETTI APPLICATIVI E INNOVATIVI- I composti organometallici nella catalisi- I composti organometallici nella sintesi di materiali- I composti organometallici nella scienza della vita















































































































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Analisi retrosintetica. Sintesi lineare. Sintesi convergente.Strategie sintetiche basate sulle trasformazioni di gruppi funzionali.Disconnessioni one group.Disconnessioni two group.Formazione di legami C-C. Composti organometallici. Reazioni catalizzate da basi e da acidi. Reazioni pericicliche.Formazione di legami C-X.Chemoselettività. Trasformazione di gruppi funzionali con differente o uguale reattività.Gruppi protettori.Regioselettività. Utilità dei gruppi attivanti. Reazione di Michael. Enoli ed enolati. Reazioni di apertura degli epossidi. Sostituzione nucleofila allilica. Reazioni di Diels-Alder. Reazioni di eliminazione.Stereoselettività. Sintoni. Nomenclatura di Seeback. Reazione aldolica. Enoni.Economia di atomi nella sintesi organica.Esercitazioni in laboratorio: Norme e dispositivi di sicurezza nel laboratorio di Chimica Organica. Sintesi di composti organici mediante utilizzo di strategie “multi-step” e di “green chemistry”. Determinazione ed analisi della struttura dei prodotti mediante tecniche spettroscopiche (IR, UV-vis , NMR avanzate) e tecniche computazionali.






















































































































Priority="61"

Teoria della separazione cromatografica.Migrazione differenziale degli analiti: allargamento della banda cromatografica: percorsi multipli, diffusione longitudunale, trasferimenti di massa in fase mobile, in fase mobile stagnante e in fase stazionaria. Ritenzione e fattore di capacità, efficienza e piatto teorico, selettività, risoluzione, simmetria dei picchi. Equazione di Van Deemter. Allargamenti del picco cromatografico non dovuti alla colonna.Classificazione delle tecniche cromatografiche.Gascromatografia. Descrizione di un sistema gascromatografico. Gascromatografia di adsorbimento e di ripartizione. Colonne capillari e impaccate. Gas di trasporto. Fasi stazionarie solide e liquide. Criteri per la scelte della fase stazionaria.Rivelatori in gascromatografia: a termoconducibilità, a ionizzazione di fiamma, a fiamma alcalina, a cattura di elettroni. Spettrometro di massa.La cromatografia liquida. Cromatografia liquida su colonna a bassa pressione (LPC). Descrizione di un sistema cromatografico a pressione atmosferica.Cromatografia liquida su colonna ad alta pressione (HPLC). Descrizione di un sistema cromatografico ad alta pressione. Il sistema di iniezione (“loop”). Le pompe: a siringa, reciprocante a singolo pistone e a doppio pistone. Smorzatori delle pulsazioni (“dampers”).Sistemi di rivelazione per cromatografia liquida: caratteristiche dei rivelatori (limite di rilevabilità, LOD, e intervallo dinamico di linearità, LDR).Tipi di rivelatori: UV-Vis, a serie di diodi, ad indice di rifrazione e a fluorescenzaGli eluenti per HPLC: proprietà fisiche, forza e selettività. Preparazione della fase mobile: disidratazione, filtrazione e degasaggio. Preparazione del campione. Caratteristiche delle fasi stazionarie utilizzate in HPLC in fase normale e inversa (RP-HPLC). Fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. Esempi di separazione di composti organici mediante HPLC in fase normale e inversa. Ottimizzazione dei metodi cromatograficiCromatografia ad esclusione molecolare. Principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. Esempi di separazione di biopolimeri.Cromatografia a scambio ionico. Principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. Esempi di separazione di composti organici: l’analizzatore di amminoacidi. Derivatizzazione post-colonna degli amminoacidi con ninidrina.Cromatografia di affinità. Principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. La cromatografia di affinità proteina-colorante per la purificazione delle proteineSpettrometria di massa. Principi operativi.La sorgente per ionizzazione elettronica. Principi di funzionamentoAnalizzatori a settore magnetico. Risoluzione. Analizzatori a settore magnetico ed elettrostatico. Alta risoluzione. Massa nominale, massa esatta, massa isotopicaIone molecolare e picchi isotopici. Regola dell’azoto. Criteri per l’individuazione dello ione molecolare. Informazioni deducibili dallo ione molecolare e picchi isotopici.Principi generali di frammentazione. Teoria del quasi equilibrio. Classificazione delle reazioni di frammentazione. Scissioni semplici e riarrangiamenti: localizzazione della carica. Criteri per stabilire l’intensità degli ioni frammento.Frammentazione di composti che contengono solo legami sigma. Frammentazioni di composti che contengono insaturazioni o eteroatomi. Scissione alfa. Scissione induttiva. Frammentazioni di composti ciclici. Riarrangiamenti. Frammentazioni tipiche delle principali classi di composti organici.La sorgente MALDI. Principi di funzionamento. Matrici. Preparazione del campione. Calibrazione.Analizzatori a tempo di volo. Principi di funzionamento. Aumento della risoluzione. Delayed extraction e ion reflectronLa sorgente electrospray. Principi di funzionamento. Formazione e trasferimento degli ioni nella sorgente electrospray.La sorgente APCI. Principi di funzionamento.Analizzatori quadrupolari. Principi di funzionamento.Trappole ioniche. Principi di funzionamento.Spettrometria di massa tandem nello spazio e nel tempo.Interfacciamento GC/MS e HPLC/MS.

Introduzione e concetti fondamentaliProprietà magnetiche dei nuclei. Livelli energetici e popolazione di nuclei immersi in un campo magnetico. L’esperimento NMR. Processi di rilassamento Spettroscopia NMR ad impulsi e trasformata di Fourier (PFT- NMR). Spettrometri NMR. Criomagneti e norme di sicurezza. Gli spettri 1H NMRSpostamento chimico (chemical shift). Costante di schermo e sue componenti. Effetti induttivi, di anisotropia diamagnetica, di campo elettrico; effetti delle relazioni intermolecolari sul chemical shift. Intensità dei segnali. L'accoppiamento 'spin-spin'. Accoppiamenti scalari e dipolari. Sistemi di ordine zero e del 1° ordine. Equivalenza chimica ed equivalenza magnetica. Sistemi del 2° ordine.Gli spettri 13C NMRCaratteristiche del nucleo 13C. Parametri da valutare nella esecuzione di un esperimento 13C NMR. Disaccoppiamento di spin (doppia risonanza). Disaccoppiamento eteronucleare a banda larga. Effetto nucleare Overhauser (NOE). NOE eteronucleare. Disaccoppiamento controllato (Gated decoupling).Spettri NMR e struttura molecolareEquivalenza, simmetria e chiralità. Coppie di protoni omotopici, enantiotopici e diasterotopici. Effetti di un centro chirale. Accoppiamento virtuale. Costanti di accoppiamento: struttura e stereochimica. Accoppiamenti omonucleari: geminali, vicinali e a distanza. Accoppiamenti eteronucleari 1H-13C, 1H-2H, 1H-19F, 1H-31P. Doppia risonanza omonucleare 1H-1H. Doppia risonanza eteronucleare. NOE omonucleare 1H-1H. Effetto solvente e reagenti di shift. Solventi chirali e reagenti di shift chirali.NMR nei processi dinamiciEquilibrio conformazionale ed equilibrio chimico. DNMR. Scambio veloce e scambio lento. Spettri NMR a temperatura variabile. Equazione di Eyring. Spettri NMR di composti contenenti idrogeni ‘mobili’. Protoni su atomi N e rilassamento quadrupolare.Esperimenti avanzati e 2D NMREsperimenti monodimensionali avanzati: tempo di evoluzione e tempo di mescolamento. Evoluzione della magnetizzazione in sistemi AX, AX2 e AX3. J-modulation. Spettro DEPT. Spettro 1D-TOCSY. Esperimento NMR bidimensionali (2D NMR) NMR. Spettri di correlazione omonucleare. Analisi degli spettri 1H-1H COSY e 1H-1H-TOCSY. Esperimenti 1H-1H NOESY e ROESYe analisi degli spettri. Spettri di correlazione eteronucleare. Analisi degli spettri 1H-13C COSY (HETCOR). Proton-detected HETCOR (HSQC/HMQC). Long-range 1H-13C COSY (L.r. HETCOR). Proton-detected long range HETCOR (HMBC).Spettri NMR di eteronucleiSpettri 15N NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-15N. Spettri 19F NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-19F. Spettri 29Si NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-29Si. Spettri 31P NMR: caratteristiche, regione di chemical shift, costanti 1H-31P. Accoppiamenti multinucleari.







































































































Priority="60"
Name="Light Shading Acc

Introduzione Rilevanza applicativa ed economica dei composti naturali. Metaboliti primari e secondari. I ‘mattoni biosintetici’. La varietà strutturale e le parentele biosintetiche fra vari gruppi di composti naturali. Analoghi e derivati semisintetici dei composti naturali. Chimica Medica e Drug DiscoveryComposti guida, farmaci, medicine. Le origini della ‘Chimica Medica’. Drug discovery e Drug development. Metodi empirici e metodi razionali. Individuazione dei composti-guida. Cromatografia bioguidata. Farmacocinetica e farmacodinamica. Relazioni fra struttura e attività (SAR): oppioidi, paclitaxel. Lipofilicità e log P. Grafica Molecolare.Recettori, agonisti e antagonistiEnzimi e malattie. Inibitori enzimatici. Inibitori reversibili e irreversibili. Inibitori competitivi, non competitivi e acompetititvi. Esempi di inibitori reversibili: sulfamidici; ACE-inibitori; statine; inibitori della 5--reduttasi steroidica; inibitori della AchE; inibitori della peptidil transferasi ribosomiale. Esempi di inibitori irreversibili: antibiotici -lattamici; inibitori delle COX.Metabolismo degli XenobioticiXenobiotici. ADME. Enzimi di Fase I e di Fase II. Ossidazioni. Citocromo P450. Ossidrilazione di composti aromatici. Epossidazioni di alcheni. Ossidazione di carboni in  a carboni sp2. Aromatizzazione ossidativa. Dealchilazione ossidativa. CYP450 e interazione fra farmaci. Enzimi di fase II. Coniugazione col glutatione. Glucuronidazione. Solfatazione. N-acetilazione. Esterificazione con lipidi. Metilazione. Esempi di metabolismo dei farmaci. Chemoprevenzione del cancroAgenti chemopreventivi. Anti-iniziatori. Anti-promotori. Antiproliferativi e induttori dell’apoptosi. Via biogenetica dell’acetatoBiosintesi degli acidi grassi. Acidi insaturi. Prostaglandine, trombossani e leucotrieni. Polichetidi aromatici. Biosintesi dei sistemi aromatici e accoppiamento radicalico. Principi attivi di Iperico e Senna. Aflatossine e contaminazione microbica degli alimenti. Acido micofenolico e immunosoppressori. Antibiotici macrolidici e amminoglicosidici. Antracicline. Micotossine. Via biogenetica del mevalonatoTerpenoidi. Emiterpenoidi. Monoterpeni irregolari: piretrine e insetticidi derivati. Iridoidi e secoiridoidi. Monoterpenoidi: costituenti di olii essenziali e fragranze; sintesi industriali del mentolo. Sesquiterpenoidi e lattoni sesquiterpenici. Artemisina e antimalarici. Diterpenoidi: gibberelline (fitormoni). Triterpenoidi; nortriterpenoidi: agenti anoressizzanti (antifeedant). Carotenoidi: sintesi industriale del -carotene. Steroidi: sintesi del progesterone e dei corticosteroidi. Saponine triterpenoidiche. Cardenolidi e bufadienolidi.La via biogenetica dello shikimato e i polifenoliBiosintesi dell’acido shikimico e composti correlati. Acidi fenolici. Biosintesi dei fenilpropanoidi. Costituenti di olii essenziali dalle spezie. Acido salicilico e aspirina. Cloramfenicolo. Curcumina. Cumarine e psoraleni. Biosintesi dei lignani. Podofillotossina e farmaci antitumorali; sintesi dell’etoposide. Biosintesi di stilbenoidi e flavonoidi. Resveratrolo.Flavonoidi. Sintesi di Flavonoidi: Flavanoni (antiossidanti e amaricanti). Flavanoli del tè verde (catechine). Antocianine. Biosintesi degli isoflavonoidi. Isoflavonoidi (fitoestrogeni, insetticidi). Tannini vegetali. Gallotannini, elagitannini. Proantocianidine. Naftochinoni e prenilchinoni a biogenesi mista. Tocoferoli e attività antiossidante. Antrachinoni.AlcaloidiAlcaloidi da ornitina-triptofano: nicotina, arecolina (stimolanti) Alcaloidi da ornitina-fenilalanina: atropina, cocaina e altri alcaloidi tropanici. Sintesi biomimetica della cocaina. Alcaloidi derivanti dal triptofano: serotonina, psilocina, psilocibina. Alcaloidi indolici antitumorali. Alcaloidi pirroloindolici: fisostigmina. Alcaloidi dell’ergot; LSD. Alcaloidi chinolinici: chinina e analoghi (antimalarici). Camptotecina (antitumorali).Alcaloidi da tirosina: fenetilammine, catecolammine, mescalina. Alcaloidi dell’oppio e analoghi sintetici. (Narcotici e analgesici).Alcaloidi da fenilalanina: efedrina e analoghi sintetici (amfetamine); sintesi dell’efedrina. Colchicina Alcaloidi da altre vie biosintetiche: taxolo e semisintesi di Potiers (antitumorali). Solanina; indicaxanthina; neurotossine marine; caffeina e teobromina.Altri composti naturali bioattivi e loro analoghi sinteticiFarmaci antivirali. Ciclopeptidi. Composti solforati in fonti alimentari: aromi, agenti antitrombotici, agenti antitumorali. Antibiotici -lattamici. Glucosinolati. Composti alogenati.

Nozioni propedeutiche allo studio della chimica bio‑organica.Bioisostericità; effetti di prossimità dei gruppi in chimica organica; adattamento molecolare.Chimica bio‑organica degli ammino acidi.proprietà generali; comportamento alla dissociazione; alchilazione;acilazione;sintesi asimmetríca degli alfa-ammino acidi.Chimica bioorganica dei peptidi.Moderni metodi di sintesi in fase solida degli oligopeptidi; sintesi chimica delleProteine: native chemical ligation, Staudinger ligation, click chemistry;Aspetti particolari della sintesi biologica “non-ribosomiale” di oligopeptidi;I depsipeptidi e gli ionofori.Chimica bioorganica del gruppo fosforico e dei polinucleotidi.Sentieri idrolitici del gruppo fosforico e la pseudorotazione;Catalisi enzimatica dell’idrolisi del ponte fosfodiestereo: le ribonucleasi;Sintesi in soluzione di oligonucleotidi;Sintesi in fase solida di oligonucleotidi;Metodi avanzati di sintesi chimica di oligo- e polinucleotidi senza l’impiego di gruppi protettori delle basi;Sintesi di oligonucleotidi mediante chemical ligation.Nucleotidi antisenso, e nucleotidi antisenso modificati;I nuovi orizzonti dell’ “RNA-interference”.Tecnologie degli enzimiEnzimi immobilizzati: tecniche di immobilizzazione su vari supporti organici ed inorganici; biotecnologie enzimatiche atte a conservare la struttura nativa degli enzimi; uso di enzimi immobilizzati nella sintesi di molecole organiche di interesse farmaceutico. Reazioni enzimatiche in solventi non acquosi.Modelli enzimatici.Dalle micelle ai liposomi: liposomi mono- e multilamellari: tecniche utilizzate per la loro preparazione e caratterizzazione; loro impiego in campo farmacologico. Liposomi a triggered release e loro potenziale farmacologicoLiposomi come reattori chimici; Molecular devices.Nanocapsule come Drug delivery systems.











































































































Priority="63"
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Obiettivo del
corso è la selezione “intelligente” di nuove strutture da sintetizzare
utilizzando le potenzialità della chemioinformatica nella progettazione
molecolare



Rappresentazione
delle strutture molecolari e creazione di databases
strutturali



La meccanica
molecolare.



La dinamica molecolare.




Le cariche negli
atomi e nelle molecole.



Metodologie
multivariate per lo studio delle relazioni quantitative fra struttura
molecolare e proprietà macroscopiche (QSPR) o attività biologica (QSAR).

L’analisi per componenti principali. Il metodo Partial Least
Squares. Ottimizzazione di una reazione chimica.



Descrittori
molecolari

Descrittori molecolari parziali (descrittori dei
sostituenti) sperimentali e teorici. L’equazione di Hammett: applicazioni e
limiti. Descrittori chimico-statistici: le proprietà principali (sostituenti,
solventi reagenti, catalizzatori, ammino acidi, etc.). Descrittori topologici.
Descrittori molecolari globali di derivazione sperimentale o teorica.
Descrittori puntuali tridimensionali ottenuti da campi di forza. Due importanti
descrittori molecolari: pKa, log P. Equilibri acido-base in chimica organica. Energia
e reazioni acido base. Effetti di risonanza, effetti induttivi ed
elettrostatici, effetti sterici e legami idrogeno. Regole di Lipinski.





QSAR. Il docking molecolare. Il metodo GRID. Profili
farmacocinetici e proprietà ADME. Volsurf
nella farmacocinetica. Ottimizzazione di una struttura in funzione della
proprietà desiderata. Selezione delle molecole più informative e ottimizzazione
di proprietà molecolari per ADME: screening veloce, chimica combinatoriale,
screening virtuali e filtering delle
strutture. Esempi di Computer Aided Drug Design. Progettazione di nuove vie di
sintesi mediante databases di
reazioni conosciute.



QSPR. Ottimizzazione di prodotti e/o di processi in funzione di
dati strutturali, analitici, spettroscopici,
parametri di reazione e/o tecnologici. Determinazione della tipicità degli
alimenti in base alla loro caratterizzazione chimica.





































































































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Name="Medium List 2 Accent

Programma del corso: Metodologie Innovative di SintesiNome del Docente: Pappalardo SebastianoIntroduzione: self-assembly in natura. Tipi di interazioni non-covalenti. Riconoscimento molecolare e chimica host-guest. Sintesi non-covalente tramite l’impiego di moduli recettoriali artificiali (eteri corona, criptandi, podanti, ciclodestrine, ciclofani, calixareni). Aggregati supramolecolari e loro caratterizzazione in soluzione.Testi di riferimento: Monografie e reviews sul riconoscimento molecolare, la chimica host-guest e la chimica supramolecolare.