Corso di laurea: Chimica e tecnologia farmaceutiche Programmazione per l'A.A. 2013/2014

Corso: Matematica







Pre-Requisiti.

Conoscenze di base di algebra elementare and insiemistica; Notazione Scientifica; Trigonometria; Elementi di geometria analitica.



Teoria degli Insiemi
(modulo 1)

Teoria degli Insiemi. Definizioni. Appartenenza; Cardinalità; Operazioni tra insiemi (Identità booleane; Leggi di De Morgan);
Insiemi numerici. Numeri Naturali; numeri razionali; numeri reali. Intervalli, estremi superiori ed inferiori; massimo e minimo; Prodotti Cartesiani e loro rappresentazioni in R^2 ed R^3.



Teoria delle funzioni (modulo 2)

Funzioni. Definizioni, dominio, codominio, imagine e grafico. Funzioni iniettive, surriettive e biiettive. Composizione di funzioni; funzioni inverse; Funzioni monotone; Massimi e minimi assoluti di funzioni.
Serie numeriche. Limiti delle serie numeriche, teoremi sui limiti.




Limiti e Derivate (modulo 3)

Limiti di funzioni: definizioni e teoremi sui limiti.
Funzioni continue e teoremi fondamentali; funzioni discontinue.
Derivate di una funzione: Definizione e teoremi fondamentali (Lagrange, Rolle, Cauchy e De Hopital); Grafico di una funzione.
Metodi numerici per la soluzione di f(x)=0.




Integrali ed Equazioni Differenziali
(modulo 4)

Integrali. Cenni di teoria della misura; Definzione di integrale definito, Teoremi sugli integrali; Integrali indefiniti; Integrali di funzioni elementari; Metodi di integrazione (cenni).
Equazioni differenziali. Equazioni differenziali del primo ordine. Esempi in chimica e farmaco-cinetica.



Capacità Acquisite

Alla fine del corso gli studenti acquisiranno i concetti base di analisi matematica. Saranno capaci di applicare questi concetti a problemi di chimica e farmaco-cinetica.



Procedure di Esame


L’esame consiste in una prova scritta propedeutica ed una orale. La prova scritta è divisa in tre parti. La prima parte verificherà le conoscenze degli studenti; la seconda parte verificherà la capacità di sviluppare un ragionamento utilizzano le definizioni ed i teoremi. La terza parte verificherà la capacità di calcolo.
Il tempo disponibile per la prova scritta è di 90 min. Come regola, la valutazione ricevuta nella prova scritta è valida solo per la prova orale dello stesso appello.

Conoscenze di base
- TeoriTest - Teoria ed esercizi per le prove di ammissione a Medicina, Odontoiatria, Veterinaria e per i corsi di laurea delle aree: Biotecnologie, Farmacia, CTF, Scienze biologiche. – AlphaTest Ed.
- EserciTest – AlphaTest Ed.

Analisi Matematica
- Metodi e Modelli Matematici, S.Motta e M.A.Ragusa, CULC (2011)
- Elementi di Logica - Domenico Zambella - Dip.di Matematica, Politecnico di Torino, Quaderno # 19 - Settembre 2003;. (http://alpha01.dm.unito.it/personalpages/zambella/papers/elementi/). (chapters 1 and 2)
- Mat&matica, Corso di base per le discipline bio-farmaceutiche, M.C.Patria e G. Zanghirati, Pitagora (2003)
- Matematica per le Discipline Bio-Mediche 4ed., V. Villani – McGraw-Hill (2007)
- Calcolo Differenziale 1 - Robert A. Adams - Casa Editrice Ambrosiana (2003)

Corso: Matematica







Pre-Requisiti.

Conoscenze di base di algebra elementare and insiemistica; Notazione Scientifica; Trigonometria; Elementi di geometria analitica.



Teoria degli Insiemi
(modulo 1)

Teoria degli Insiemi. Definizioni. Appartenenza; Cardinalità; Operazioni tra insiemi (Identità booleane; Leggi di De Morgan);
Insiemi numerici. Numeri Naturali; numeri razionali; numeri reali. Intervalli, estremi superiori ed inferiori; massimo e minimo; Prodotti Cartesiani e loro rappresentazioni in R^2 ed R^3.



Teoria delle funzioni (modulo 2)

Funzioni. Definizioni, dominio, codominio, imagine e grafico. Funzioni iniettive, surriettive e biiettive. Composizione di funzioni; funzioni inverse; Funzioni monotone; Massimi e minimi assoluti di funzioni.
Serie numeriche. Limiti delle serie numeriche, teoremi sui limiti.




Limiti e Derivate (modulo 3)

Limiti di funzioni: definizioni e teoremi sui limiti.
Funzioni continue e teoremi fondamentali; funzioni discontinue.
Derivate di una funzione: Definizione e teoremi fondamentali (Lagrange, Rolle, Cauchy e De Hopital); Grafico di una funzione.
Metodi numerici per la soluzione di f(x)=0.




Integrali ed Equazioni Differenziali
(modulo 4)

Integrali. Cenni di teoria della misura; Definzione di integrale definito, Teoremi sugli integrali; Integrali indefiniti; Integrali di funzioni elementari; Metodi di integrazione (cenni).
Equazioni differenziali. Equazioni differenziali del primo ordine. Esempi in chimica e farmaco-cinetica.



Capacità Acquisite

Alla fine del corso gli studenti acquisiranno i concetti base di analisi matematica. Saranno capaci di applicare questi concetti a problemi di chimica e farmaco-cinetica.



Procedure di Esame


L’esame consiste in una prova scritta propedeutica ed una orale. La prova scritta è divisa in tre parti. La prima parte verificherà le conoscenze degli studenti; la seconda parte verificherà la capacità di sviluppare un ragionamento utilizzano le definizioni ed i teoremi. La terza parte verificherà la capacità di calcolo.
Il tempo disponibile per la prova scritta è di 90 min. Co

Conoscenze di base
- TeoriTest - Teoria ed esercizi per le prove di ammissione a Medicina, Odontoiatria, Veterinaria e per i corsi di laurea delle aree: Biotecnologie, Farmacia, CTF, Scienze biologiche. – AlphaTest Ed.
- EserciTest – AlphaTest Ed.

Analisi Matematica
- Metodi e Modelli Matematici, S.Motta e M.A.Ragusa, CULC (2011)
- Elementi di Logica - Domenico Zambella - Dip.di Matematica, Politecnico di Torino, Quaderno # 19 - Settembre 2003;. (http://alpha01.dm.unito.it/personalpages/zambella/papers/elementi/). (chapters 1 and 2)
- Mat&matica, Corso di base per le discipline bio-farmaceutiche, M.C.Patria e G. Zanghirati, Pitagora (2003)
- Matematica per le Discipline Bio-Mediche 4ed., V. Villani – McGraw-Hill (2007)
- Calcolo Differenziale 1 - Robert A. Adams - Casa Editrice Ambrosiana (2003)

ANATOMIA UMANA

Obiettivo del corso: fornire la conoscenza macroscopica e microscopica degli organi e degli apparati del corpo umano in relazione all'attività delle specialità medicinali e dei prodotti dietetici.

Modalità d’esame : PROVA ORALE

Programma

ANATOMIA GENERALE
Introduzione allo studio dell'Anatomia Umana: l'organizzazione generale del corpo umano e la terminologia anatomica. Concetto di organo, apparato e sistema. Metodi di indagine: l'esame macroscopico e microscopico.


Istologia
Gli epiteli di rivestimento e gli epiteli ghiandolari. Il tessuto connettivo. Classificazione dei connettivi. Il sangue ed i suoi componenti.
Il tessuto muscolare. Struttura dell'organo pieno e dell'organo cavo.

Apparato tegumentario
Descrizione della pelle e dei suoi annessi.

Apparato locomotore
Apparato scheletrico: classificazione delle ossa e loro organizzazione strutturale. Le articolazioni.
Apparato muscolare: classificazione dei muscoli scheletrici. Inserzione e funzione dei principali gruppi muscolari.

Apparato circolatorio
Cuore: descrizione macroscopica. Conformazione interna delle cavità atriali e ventricolari. Le valvole del cuore. La parete del cuore. Il miocardio specifico: sistema di conduzione degli eccitamenti cardiaci. Il pericardio.
Grande e piccolo circolo: struttura delle arterie, dei capillari e delle vene. Decorso, rapporti e rami delle principali arterie. Le vene: il sistema del seno coronario, il sistema delle vene cave ed il sistema della vena porta. Generalità sulla circolazione fetale. Generalità sull'apparato linfatico. Gli organi emopoietici.

Apparato respiratorio
Gli organi delle vie aerifere. Organizzazione strutturale della loro parete. I polmoni. L'alveolo polmonare e gli scambi gassosi. Generalità sulla pleura.



Apparato digerente
Organizzazione strutturale della parete del canale alimentare. Gli organi del canale alimentare: cavità buccale, faringe, esofago, stomaco ed intestino. Le ghiandole salivari maggiori, il fegato e il pancreas esocrino. Generalità sul peritoneo.



Apparato urinario
Il rene: descrizione macroscopica ed organizzazione del parenchima renale. Il nefrone: filtrazione glomerulare, elaborazione del filtrato e formazione dell'urina. Le vie escretrici dell'urina.

Apparato genitale
La gonade maschile: la struttura del testicolo e la spermatogenesi. La componente endocrina del testicolo. Le vie spermatiche.
La gonade femminile: la struttura dell'ovaio e la gametogenesi. La componente endocrina dell'ovaio. La tuba uterina, l'utero e la vagina.

Apparato endocrino
Descrizione delle seguenti ghiandole: ipofisi, epifisi, tiroide, paratiroidi, surrene, timo e isole di Langerhans. La secrezione degli ormoni e loro meccanismi di azione.


Il tessuto nervoso. Il neurone e la fibra nervosa. Classificazione dei neuroni. Le sinapsi. Il tessuto di nevroglia.

Il sistema nervoso centrale
Generalità sullo sviluppo del sistema nervoso. Le cavità del nevrasse e la circolazione del liquido cefalo-rachidiano. Le meningi.
Il midollo spinale.
Il tronco encefalico.
Il cervelletto. La corteccia cerebellare e le principali vie afferenti ed efferenti del cervelletto.
Il diencefalo: nuclei e principali connessioni.
Il telencefalo: gli emisferi cerebrali ed il telencefalo impari. Lobi, circonvoluzioni ed aree dell'emisfero cerebrale. La corteccia cerebrale e il corpo striato. la sostanza bianca dell'emisfero cerebrale.
Le principali vie motrici: via piramidale e vie extra piramidali.
Le principali vie sensitive: i lemnischi, la via olfattiva, la via ottica, la via acustica e la via vestibolare.

Il sistema nervoso periferico
I nervi spinali ed i nervi encefalici.
Gli organi di senso: apparato della vista: il globo oculare ed i suoi annessi; organo stato-acustico.

Il sistema nervoso autonomo
Ortosimpatico e parasimpatico


Testi consigliati
Ambrosi G. e altri Autori - ANATOMIA DELL'UOMO - Edi Ermes
Cattaneo L. - COMPENDIO DI ANATOMIA UMANA - Monduzzi Ed.

Testi consigliati
Ambrosi G. e altri Autori - ANATOMIA DELL'UOMO - Edi Ermes
Cattaneo L. - COMPENDIO DI ANATOMIA UMANA - Monduzzi Ed.

CHIMICA GENERALE ED INORGANICA




Obiettivo del Corso: trattare gli aspetti fondamentali della Chimica Generale ed Inorganica con lo scopo di facilitare la comprensione di tematiche connesse e sviluppati in altri corsi del Corso di Laurea

Modalità esami: prova scritta e prova orale. La prova scritta, propedeutica alla prova orale, consiste nelle soluzione di un determinato numero di esercizi di stechiometria.

Programma

La materia – Elementi e composti. Fenomeni chimici e fisici. Teoria atomica di Dalton. Le particelle sub-atomiche. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Il modello atomico di Rutherford. Peso atomico e peso molecolare. Il numero di Avogadro e il concetto di mole: grammoatomo e grammomolecola.. Calcoli stechiometrici.

Struttura atomica e sistema periodico degli elementi – Classificazione periodica degli elementi. Modello atomico di Bohr e spettro dell'atomo d’idrogeno. Ipotesi di De Broglie. Principio d’indeterminazione di Heisenberg. Descrizione dell’atomo con la meccanica ondulatoria ed equazione di Schrödinger. Orbitali atomici. Numeri quantici. Principio di Pauli e regola di Hund. Distribuzione degli elettroni negli atomi (principio di “aufbau”). Raggi atomici, potenziale di ionizzazione ed affinità elettronica. Proprietà chimiche e fisiche degli elementi in relazione alla loro posizione nel sistema periodico.

Il legame chimico – La valenza. Energia di legame. Legame ionico. Legame covalente. Legame di coordinazione. Formule di struttura dei composti chimici: geometria molecolare e teoria V.S.E.P.R. Orbitali ibridi. Teoria dell’orbitale molecolare e sua applicazione ad alcune molecole semplici. Legame ad idrogeno. Forze intermolecolari. Legame metallico.

Nomenclatura e reazioni chimiche – Numeri di ossidazione. Classificazione dei composti inorganici e sistematica: Idruri, ossidi, acidi, basi e sali. Significato delle equazioni chimiche. Reazioni acido-base, di scambio e di ossido-riduzione. Bilanciamento

Lo stato gassoso - Generalità. Gas ideali e reali. Relazioni fondamentali sui parametri che caratterizzano lo stato gassoso.

Le soluzioni – Cenni sugli stati di aggregazione. Stato solido e stato liquido: caratteristiche generali. Soluzioni: vari modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni. Le proprietà colligative.

Equilibrio chimico – Equilibrio nei sistemi omogenei. Grado di avanzamento, quoziente di reazione e costante di equilibrio. Legge di azione di massa. Espressione della costante di equilibrio per diversi tipi di reazione. Reazioni omogenee in fase liquida e gassosa. Equilibri eterogenei. Spostamento dall’equilibrio e principio di Le Chatelier. Variazioni di concentrazione, pressione e temperatura.

Equilibri ionici in soluzione acquosa – Dissociazione elettrolitica. Acidi e basi secondo Arrhenius e Bronsted. Forza degli acidi e delle basi. Dissociazione dell’acqua, pH e pOH. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli. Idrolisi. Soluzioni tampone. Elettroliti anfoteri.

Chimica Inorganica – Elementi dei blocchi s, p. Proprietà generali di ciascun gruppo, principali metodi di preparazione degli elementi e loro chimismo, composti principali e metodi di preparazione.

Testi Consigliati
P. Atkins , L. Jones, F. Mani – Principi di chimica –, Zanichelli
A. M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio – Fondamenti di Chimica - Casa Editrice Ambrosiana
M. Schiavello, L. Palmisano – Fondamenti di Chimica - EdiSES
D. Heimler Bandinelli – Chimica Inorganica – Piccin
P. Michelin Lausarot, G.A. VAGLIO - Fondamenti di Stechiometria – Piccin
F. Ugozzoli – Come risolvere i PROBLEMI DI CHIMICA - Casa Editrice Ambrosiana

Testi Consigliati
P. Atkins , L. Jones, F. Mani – Principi di chimica –, Zanichelli
A. M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio – Fondamenti di Chimica - Casa Editrice Ambrosiana
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D. Heimler Bandinelli – Chimica Inorganica – Piccin
P. Michelin Lausarot, G.A. VAGLIO - Fondamenti di Stechiometria – Piccin
F. Ugozzoli – Come risolvere i PROBLEMI DI CHIMICA - Casa Editrice Ambrosiana

CHIMICA GENERALE ED INORGANICA






Obiettivo del Corso: trattare gli aspetti fondamentali della Chimica Generale ed Inorganica con lo scopo di facilitare la comprensione di tematiche connesse e sviluppati in altri corsi del Corso di Laurea

Modalità esami: prova scritta e prova orale. La prova scritta, propedeutica alla prova orale, consiste nelle soluzione di un determinato numero di esercizi di stechiometria.

Programma

La materia – Elementi e composti. Fenomeni chimici e fisici. Teoria atomica di Dalton. Le particelle sub-atomiche. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Il modello atomico di Rutherford. Peso atomico e peso molecolare. Il numero di Avogadro e il concetto di mole: grammoatomo e grammomolecola.. Calcoli stechiometrici.

Struttura atomica e sistema periodico degli elementi – Classificazione periodica degli elementi. Modello atomico di Bohr e spettro dell'atomo d’idrogeno. Ipotesi di De Broglie. Principio d’indeterminazione di Heisenberg. Descrizione dell’atomo con la meccanica ondulatoria ed equazione di Schrödinger. Orbitali atomici. Numeri quantici. Principio di Pauli e regola di Hund. Distribuzione degli elettroni negli atomi (principio di “aufbau”). Raggi atomici, potenziale di ionizzazione ed affinità elettronica. Proprietà chimiche e fisiche degli elementi in relazione alla loro posizione nel sistema periodico.

Il legame chimico – La valenza. Energia di legame. Legame ionico. Legame covalente. Legame di coordinazione. Formule di struttura dei composti chimici: geometria molecolare e teoria V.S.E.P.R. Orbitali ibridi. Teoria dell’orbitale molecolare e sua applicazione ad alcune molecole semplici. Legame ad idrogeno. Forze intermolecolari. Legame metallico.

Nomenclatura e reazioni chimiche – Numeri di ossidazione. Classificazione dei composti inorganici e sistematica: Idruri, ossidi, acidi, basi e sali. Significato delle equazioni chimiche. Reazioni acido-base, di scambio e di ossido-riduzione. Bilanciamento

Lo stato gassoso - Generalità. Gas ideali e reali. Relazioni fondamentali sui parametri che caratterizzano lo stato gassoso.

Le soluzioni – Cenni sugli stati di aggregazione. Stato solido e stato liquido: caratteristiche generali. Soluzioni: vari modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni. Le proprietà colligative.

Equilibrio chimico – Equilibrio nei sistemi omogenei. Grado di avanzamento, quoziente di reazione e costante di equilibrio. Legge di azione di massa. Espressione della costante di equilibrio per diversi tipi di reazione. Reazioni omogenee in fase liquida e gassosa. Equilibri eterogenei. Spostamento dall’equilibrio e principio di Le Chatelier. Variazioni di concentrazione, pressione e temperatura.

Equilibri ionici in soluzione acquosa – Dissociazione elettrolitica. Acidi e basi secondo Arrhenius e Bronsted. Forza degli acidi e delle basi. Dissociazione dell’acqua, pH e pOH. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli. Idrolisi. Soluzioni tampone. Elettroliti anfoteri.

Chimica Inorganica – Elementi dei blocchi s, p. Proprietà generali di ciascun gruppo, principali metodi di preparazione degli elementi e loro chimismo, composti principali e metodi di preparazione.

Testi Consigliati
P. Atkins , L. Jones, F. Mani – Principi di chimica –, Zanichelli
A. M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio – Fondamenti di Chimica - Casa Editrice Ambrosiana
M. Schiavello, L. Palmisano – Fondamenti di Chimica - EdiSES
D. Heimler Bandinelli – Chimica Inorganica – Piccin
P. Michelin Lausarot, G.A. VAGLIO - Fondamenti di Stechiometria – Piccin
F. Ugozzoli – Come risolvere i PROBLEMI DI CHIMICA - Casa Editrice Ambrosiana

Testi Consigliati
P. Atkins , L. Jones, F. Mani – Principi di chimica –, Zanichelli
A. M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio – Fondamenti di Chimica - Casa Editrice Ambrosiana
M. Schiavello, L. Palmisano – Fondamenti di Chimica - EdiSES
D. Heimler Bandinelli – Chimica Inorganica – Piccin
P. Michelin Lausarot, G.A. VAGLIO - Fondamenti di Stechiometria – Piccin
F. Ugozzoli – Come risolvere i PROBLEMI DI CHIMICA - Casa Editrice Ambrosiana

CORSO: INFORMATICA

Informatica di base (modulo 1)
Concetti fondamentali della Teoria dell’informazione; Concetti generali: Hardware, Software; Tecnologia dell'Informazione; Tipi di computer; Componenti principali di unPC; Prestazioni di un computer. Hardware: Unità centrale di elaborazione; Memoria; Periferiche di Input; Periferiche di output ; Periferiche di Input/output; Dispositivi dimemoria. Software: Tipi di software; Software di sistema; Software applicativo; Graphical User Interface; Sviluppo di sistemi.
Reti di Computers (modulo 2)
Reti informatiche: LAN, WAN; Intranet, extranet; Internet e relative problematiche; La rete telefonica e i computer. Il computer nella vita di ogni giorno: Il computer al lavoro (le applicazioni piu’ comuni); Mondo elettronico; (e-mail, e-commerce, etc.); la struttura del Web. Sicurezza: Sicurezza dei dati, intrusione informatica.
Algoritmi, Sistemi di numerazione, e Rappresentazione dei Dati(modulo 3)
Algoritmi; Proprietà degli Algoritmi; Descrizione; Costanti e Variabili; Proposizioni e Predicati; Diagrammi a blocchi; Schemi fondamentali di Composizione; Algoritmi iterativi; Vettori; Analisi strutturata; Algoritmi ricorsivi; Cenni su complessità; Sistemi di Numerazione Posizionale; Conversioni; Operazioni binarie; Sistemi base 8 e 16; La forma complemento; Codifica dell’informazione; Bits, Bytes e parole; Codifica BCD; Bit di controllo; L’aritmetica degli Elaboratori; Aritmetica dei numeri interi.
Informatica applicata alle scienze farmaceutiche e biomediche (modulo 4)
Systems biology; Simulatori. Metodi di bioinformatica applicati alle scienze farmaceutiche; Applicazioni alla drug discovery. Applicazioni alla biologia. Applicazioni alla farmacogenomica.
Il ruolo dell’informatica nella diagnostica differenziale e nella diagnostica per immagini.
Conoscenze e abilità da acquisire
Al termine del corso, lo studente acquisirà familiarità con i concetti fondamentali dell’informatica, possiederà una conoscenza globale dei sistemi di programmazione e del processo di reasoning. Conoscerà inoltre le reti di computers e sarà capace di identificare le problematiche ad esse associate. Avrà, infine, una visione globale delle applicazioni informatiche alle scienze biomediche e farmaceutiche.
Modalità d’Esame
L’esame consiste in una prova scritta e in una prova orale. La prova scritta di ogni appello è suddivisa in una parte A e in una parte B, rispettivamente relative ai primi due moduli del programma (parte A) e ai secondi due (parte B). Ogni parte consta di 15 domande, e il tempo complessivo a disposizione per le due parti è di 90 minuti. Come regola generale, il voto riportato nella prova scritta di un qualsiasi appello è valido solo per la prova orale del medesimo appello.
Testi Consigliati Note del docente;

Note del docente

CORSO: INFORMATICA
Informatica di base (modulo 1)
Concetti fondamentali della Teoria dell’informazione; Concetti generali: Hardware, Software; Tecnologia dell'Informazione; Tipi di computer; Componenti principali di un PC; Prestazioni di un computer. Hardware: Unità centrale di elaborazione; Memoria; Periferiche di Input; Periferiche di output ; Periferiche di Input/output; Dispositivi di memoria. Software: Tipi di software; Software di sistema; Software applicativo; Graphical User Interface; Sviluppo di sistemi.
Reti di Computers (modulo 2)
Reti informatiche: LAN, WAN; Intranet, extranet; Internet e relative problematiche; La rete telefonica e i computer. Il computer nella vita di ogni giorno: Il computer al lavoro (le applicazioni piu’ comuni); Mondo elettronico; (e-mail, e-commerce, etc.); la struttura del Web. Sicurezza: Sicurezza dei dati, intrusione informatica.
Algoritmi, Sistemi di numerazione, e Rappresentazione dei Dati (modulo 3)
Algoritmi; Proprietà degli Algoritmi; Descrizione; Costanti e Variabili; Proposizioni e Predicati; Diagrammi a blocchi; Schemi fondamentali di Composizione; Algoritmi iterativi; Vettori; Analisi strutturata; Algoritmi ricorsivi; Cenni su complessità; Sistemi di Numerazione Posizionale; Conversioni; Operazioni binarie; Sistemi base 8 e 16; La forma complemento; Codifica dell’informazione; Bits, Bytes e parole; Codifica BCD; Bit di controllo; L’aritmetica degli Elaboratori; Aritmetica dei numeri interi.
Informatica applicata alle scienze farmaceutiche e biomediche (modulo 4)
Systems biology; Simulatori. Metodi di bioinformatica applicati alle scienze farmaceutiche; Applicazioni alla drug discovery.
Applicazioni alla biologia.
Applicazioni alla farmacogenomica.
Il ruolo dell’informatica nella diagnostica differenziale e nella diagnostica perimmagini.
Conoscenze e abilità da acquisire
Al termine del corso, lo studente acquisirà familiarità con i concetti fondamentali dell’informatica, possiederà una conoscenza globale dei sistemi di programmazione e del processo di reasoning. Conoscerà inoltre le reti di computers e sarà capace di identificare le problematiche ad esse associate. Avrà, infine, una visione globale delleapplicazioni informatiche alle scienze biomediche e farmaceutiche.
Modalitàd’Esame
L’esame consiste in una prova scritta e in una prova orale. La prova scritta di ogni appello è suddivisa in una parte A e in una parte B, rispettivamente relative ai primi due moduli del programma (parte A) e ai secondi due (parte B). Ogni parte consta di 15 domande, e il tempo complessivo a disposizione per le due parti è di 90 minuti. Come regola generale, il voto riportato nella prova scritta di un qualsiasi appello è valido solo per la prova orale del medesimo appello.
Testi Consigliati Note del docente;

Note del docente

PROGRAMMA - FISICA
modulo 1: FISICA GENERALE DI BASE
grandezze scalari e vettoriali, vettori e loro rappresentazione, somma di vettori, prodotto vettoriale e prodotto scalare, unità di misura, sistema internazionale, misure ed errori.
CINEMATICA: spostamento, velocità e accelerazione come vettori, moto lineare uniforme e uniformemente accelerato. Moti piani: parabolico e circolare uniforme.
DINAMICA: moti lineari e circolari. Massa inerziale, forze, leggi di Newton, forza peso e massa gravitazionale, forza elettrostatica, forza di attrito, forza elastica, forza centrifuga, il pendolo semplice, il piano inclinato, Lavoro, potenza, energia cinetica e potenziale, principio di conservazione della energia, impulso, quantità di moto, principio di conservazione della quantità di moto.
FLUIDI: densità, pressione, pressione atmosferica,pressione idrostatica, principio di Pascal, principio di Archimede.
TERMOLOGIA: Temperatura e scale di temperatura, temperatura assoluta, equazione di stato dei gas perfetti, diagrammi PVT, teoria cinetica dei gas mole e numero di Avogadro, calore e sua propagazione, equivalenza calore-energia-lavoro, primo principio della termodinamica, calore latente e cambiamenti di stato, calore specifico, ,.
ELETTRICITÀ E MAGNETISMO: Conduttori e isolanti, legge di Coulomb, campo elettrostatico, potenziale elettrostatico, campo di una carica puntiforme, di un dipolo, di una distribuzione piana di cariche, , condensatore piano, moto di cariche in campi elettrici, corrente elettrica, legge di Ohm, potenza elettrica, legge di Joule, l'elettrolisi.
OTTICA: La luce, il colore,raggi luminosi, la riflessione, la rifrazione, leggi di Snell, prisma retto e prisma dispersivo, riflessione totale, le fibre ottiche, lenti, formazione delle immagini.
Modulo 2: COMPLEMENTI DI FISICA GENERALE
Magnetismo: Campo magnetico, Forza magnetica, moto di cariche in campi magnetici.
Oscillazioni e onde: Sistema massa molla, moto armonico,composizione di moti armonici, fase, moto ondoso, onde stazionarie, diffrazione, interferenza.
Onde elettromagnetiche: Campi indotti, dipoli elettrici, antenne, onde e.m. classificazione delle onde e.m. velocità di propagazione, intensità e energia trasportata dalle onde e.m. polarizzazione, assorbimento delle o.e.m. nei materiali
Ottica ondulatoria: diffrazione e interferenza della luce, interferenza da lamine sottili e da doppia fenditura, reticoli di diffrazione, potere risolutivo, spettrometri ottici.
Modulo 3: FISICA DELLA MATERIA
Le basi della spettrometria I.R: oscillazioni di atomi e molecole
Cenni di meccanica quantistica:: i fotoni, l'effetto fotoelettrico, dualismo onda corpuscolo, la quantizzazione dell'energia.
L'atomo di idrogeno: Il modello di Rutherford, il modello di Bohr, i livelli energetici dell'atomo di idrogeno, emissione e assorbimento di fotoni dall'atomo di idrogeno, serie spettrali dell'atomo di H.
Spettrometria: Spettri di onde e.m, costituzione e funzionamento di uno spettrometro uv. ir, vis
Costituzione e principio di funzionamento di uno spettrometro di massa magnetico
Diffrazione di raggi X: Diffrazione alla Bragg
Le radiazioni nucleari: raggi alfa, beta e gamma
Modulo 4: FISICA APPLICATA ALLA MATERIA VIVENTE
Cenni di dinamica dei liquidi e applicazione al circolo sanguigno
Fenomeni molecolari in biologia: osmosi, diffusione, membrane semipermeabili
Il microscopio ottico ed elettronico per l'osservazione di materiali biologici
Fluidi viscosi, legge di Stokes sedimentazione, centrifugazione, elettroforesi
Nozioni di base necessarie preliminari:
E’ necessario avere buona familiarità con la matematica scolastica (algebra e geometria) e in particolare con le operazioni in notazione numerica scientifica, proporzionalità, equazioni, esponenziali, logaritmi, formule trigonometriche, funzioni e loro rappresentazione grafica, funzioni algebriche, trigonometriche, esponenziali.
L’obbiettivo del corso è di fornire le nozioni indispensabili per affrontare i corsi degli anni successivi e di fornire una metodologia mentale per affrontare e risolvere quantitativamente e con rigore logico sia pure con l’uso di una matematica elementare svariati tipi di problemi.

L’esame consiste in due prove scritte e una prova orale
La prima prova scritta consiste in quiz a risposta multipla e brevi esercizi o quesiti a risposta aperta relativi ai moduli 1 e 2.
La prova non superata può, a giudizio del docente, essere integrata da una interrogazione orale
Non si può sostenere la seconda prova scritta se non si è superata la prima.
La seconda prova scritta consiste nella risoluzione di problemi, simili a quelli svolti durante le esercitazioni in aula, relativi ai moduli 3 e 4
Non si può sostenere la prova orale se non si sono superate le due prove scritte.
La prima prova scritta sarà possibile effettuarla anche nel corso dell'anno accademico come prova in itinere
La prova orale consiste in una discussione delle prove scritte svolte precedentemente.

Testi consigliati
DAVIDSON Metodi matematici per un corso introduttivo di fisica - ed. S.E.S.
GIANCOLI – FISICA CON FISICA MODERNA – casa editrice Ambrosiana
JEWETT-SERWAY – PRINCIPI DI FISICA – ed. S.E.S.

PROGRAMMA - FISICA
modulo 1: FISICA GENERALE DI BASE
grandezze scalari e vettoriali, vettori e loro rappresentazione, somma di vettori, prodotto vettoriale e prodotto scalare, unità di misura, sistema internazionale, misure ed errori.
CINEMATICA: spostamento, velocità e accelerazione come vettori, moto lineare uniforme e uniformemente accelerato. Moti piani: parabolico e circolare uniforme.
DINAMICA: moti lineari e circolari. Massa inerziale, forze, leggi di Newton, forza peso e massa gravitazionale, forza elettrostatica, forza di attrito, forza elastica, forza centrifuga, il pendolo semplice, il piano inclinato, Lavoro, potenza, energia cinetica e potenziale, principio di conservazione della energia, impulso, quantità di moto, principio di conservazione della quantità di moto.
FLUIDI: densità, pressione, pressione atmosferica,pressione idrostatica, principio di Pascal, principio di Archimede.
TERMOLOGIA: Temperatura e scale di temperatura, temperatura assoluta, equazione di stato dei gas perfetti, diagrammi PVT, teoria cinetica dei gas mole e numero di Avogadro, calore e sua propagazione, equivalenza calore-energia-lavoro, primo principio della termodinamica, calore latente e cambiamenti di stato, calore specifico, ,.
ELETTRICITÀ E MAGNETISMO: Conduttori e isolanti, legge di Coulomb, campo elettrostatico, potenziale elettrostatico, campo di una carica puntiforme, di un dipolo, di una distribuzione piana di cariche, , condensatore piano, moto di cariche in campi elettrici, corrente elettrica, legge di Ohm, potenza elettrica, legge di Joule, l'elettrolisi.
OTTICA: La luce, il colore,raggi luminosi, la riflessione, la rifrazione, leggi di Snell, prisma retto e prisma dispersivo, riflessione totale, le fibre ottiche, lenti, formazione delle immagini.
Modulo 2: COMPLEMENTI DI FISICA GENERALE
Magnetismo: Campo magnetico, Forza magnetica, moto di cariche in campi magnetici.
Oscillazioni e onde: Sistema massa molla, moto armonico,composizione di moti armonici, fase, moto ondoso, onde stazionarie, diffrazione, interferenza.
Onde elettromagnetiche: Campi indotti, dipoli elettrici, antenne, onde e.m. classificazione delle onde e.m. velocità di propagazione, intensità e energia trasportata dalle onde e.m. polarizzazione, assorbimento delle o.e.m. nei materiali
Ottica ondulatoria: diffrazione e interferenza della luce, interferenza da lamine sottili e da doppia fenditura, reticoli di diffrazione, potere risolutivo, spettrometri ottici.
Modulo 3: FISICA DELLA MATERIA
Le basi della spettrometria I.R: oscillazioni di atomi e molecole
Cenni di meccanica quantistica:: i fotoni, l'effetto fotoelettrico, dualismo onda corpuscolo, la quantizzazione dell'energia.
L'atomo di idrogeno: Il modello di Rutherford, il modello di Bohr, i livelli energetici dell'atomo di idrogeno, emissione e assorbimento di fotoni dall'atomo di idrogeno, serie spettrali dell'atomo di H.
Spettrometria: Spettri di onde e.m, costituzione e funzionamento di uno spettrometro uv. ir, vis
Costituzione e principio di funzionamento di uno spettrometro di massa magnetico
Diffrazione di raggi X: Diffrazione alla Bragg
Le radiazioni nucleari: raggi alfa, beta e gamma
Modulo 4: FISICA APPLICATA ALLA MATERIA VIVENTE
Cenni di dinamica dei liquidi e applicazione al circolo sanguigno
Fenomeni molecolari in biologia: osmosi, diffusione, membrane semipermeabili
Il microscopio ottico ed elettronico per l'osservazione di materiali biologici
Fluidi viscosi, legge di Stokes sedimentazione, centrifugazione, elettroforesi
Nozioni di base necessarie preliminari:
E’ necessario avere buona familiarità con la matematica scolastica (algebra e geometria) e in particolare con le operazioni in notazione numerica scientifica, proporzionalità, equazioni, esponenziali, logaritmi, formule trigonometriche, funzioni e loro rappresentazione grafica, funzioni algebriche, trigonometriche, esponenziali.
L’obbiettivo del corso è di fornire le nozioni indispensabili per affrontare i corsi degli anni successivi e di fornire una metodologia mentale per affrontare e risolvere quantitativamente e con rigore logico sia pure con l’uso di una matematica elementare svariati tipi di problemi.

L’esame consiste in due prove scritte e una prova orale
La prima prova scritta consiste in quiz a risposta multipla e brevi esercizi o quesiti a risposta aperta relativi ai moduli 1 e 2.
La prova non superata può, a giudizio del docente, essere integrata da una interrogazione orale
Non si può sostenere la seconda prova scritta se non si è superata la prima.
La seconda prova scritta consiste nella risoluzione di problemi, simili a quelli svolti durante le esercitazioni in aula, relativi ai moduli 3 e 4
Non si può sostenere la prova orale se non si sono superate le due prove scritte.
La prima prova scritta sarà possibile effettuarla anche nel corso dell'anno accademico come prova in itinere
La prova orale consiste in una discussione delle prove scritte svolte precedentemente.

Testi consigliati
DAVIDSON Metodi matematici per un corso introduttivo di fisica - ed. S.E.S.
GIANCOLI – FISICA CON FISICA MODERNA – casa editrice Ambrosiana
JEWETT-SERWAY – PRINCIPI DI FISICA – ed. S.E.S.

Biologia Molecolare
Conoscenze e abilità da conseguireAl termine del corso, lo studente possiede adeguate conoscenze dei principi fondamentali e dei meccanismi di base della biologia molecolare. In particolare, lo studente è in grado di comprendere e discutere tematiche di espressione genica, di replicazione e riparo del DNA, la struttura del genoma. Conosce infine i principi alla base delle principali tecniche di Biologia Molecolare nonche elementi di Bioinformatica
Metodi didatticiLezioni in aula. Il corso è composto da un unico modulo (6 CFU) ed è costituito da lezioni frontali tenute dal docente da solo o insieme ad un docente ospite esperto di specifiche tematiche. La partecipazione di un docente esterno ha lo scopo di approfondire l’aspetto metodologico di alcuni argomenti del programma (es. Bioinformatica) con il supporto di un esperto del settore in un confronto tematico-scientifico tra docente interno ed esterno durante la lezione frontale, al fine di fare acquisire allo studente la mentalità scientifica propria della materia, caratterizzata da multidisciplinarietà dell'approccio metodologico.Modalità di verifica dell'apprendimentoLa verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di 1,5 ore senza l'aiuto di appunti o libri. Alla prova scritta può seguire un esame orale su richiesta del discente.La prova scritta consiste in 6 quesiti Vero/Falso, 6 quesiti a risposta multipla, 7 domande fill-in, 4 domande a risposta aperta, un temino a scelta tra sei. Ogni quesito (V/F, a risposta multipla o domanda fill-in) vale 1 punto, ogni domanda a risposta aperta consente di ottenere al massimo 1,5 punti, mentre il temino consente di ottenere massimo 5 punti. Il voto finale viene calcolato come somma dei punti ottenuti. La lode deriva da un’eccellente soluzione, sia in termini di contenuto che di approccio metodologico, alle domande a risposta aperta ed al temino.
Dalla scoperta del DNA al codice genetico e struttura degli acidi nucleici: Introduzione alla Biologia Molecolare – Cenni sulla struttura degli acidi nucleici - Codice genetico.Organizzazione ed evoluzione di geni, cromosomi e genomi: Cenni sull’impacchettamento del DNA genomico: cromosomi e cromatina - I genomi procariotici ed eucariotici Replicazione e mantenimento del genoma: Replicazione del DNA - Riparazione del DNA - Ricombinazione.Trascrizione e sue regolazioni: Trascrizione nei procarioti - Regolazione della trascrizione nei procarioti - Trascrizione e regolazione negli eucarioti.Processamento e maturazione dell’RNA: Maturazione mediante tagli endonucleolitici ed esonucleolitici - Modificazioni chimiche dell’RNA - Modificazioni delle sequenze nucleotidiche.Traduzione e sue regolazioni: Apparato di traduzione e suoi componenti - Meccanismo della sintesi proteica – Cenni sui meccanismi di regolazione della traduzione; traduzione e stabilità degli mRNA; MicroRNAAltri livelli di regolazione: Introduzione alla regolazione epigenetica: metilazione del DNA - Approcci, tecniche e modelli in biologia molecolare: Tecniche della biologia molecolare e dell’ingegneria genetica - Bioinformatica e genomica – Cenni sugli organismi modello.

Testi/Bibliografia
Il materiale didattico presentato a lezione non è sostitutivo del testo di riferimento ma integrativo ed esplicativo di questo, e costituisce una guida per la selezione e la comprensione degli argomenti da trattare.
BIOLOGIA MOLECOLARE F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani. CEA 2010

FARMACOGNOSIA (c.f.u. 6)

PROGRAMMA

FARMACOGNOSIA GENERALE(Modulo 1- c.f.u. 2)
Significato e scopi della Farmacognosia. Definizione di droga. Classificazione e caratteristiche delle droghe di origine vegetale, animale, organizzate e non organizzate. Definizione di principio attivo e fattori che influenzano la composizione e l’attività delle droghe: fattori naturali endogeni, esogeni e dipendenti dalla preparazione. Raccolta, preparazione e conservazione delle droghe. Riconoscimento e controllo di qualità delle droghe, effettuati secondo le norme riportate nella F.U. Saggi e dosaggi biologici. Conservazione delle droghe. Forme farmaceutiche nelle quali vengono preparati i medicinali fitoterapici. Identificazione delle droghe, controllo di qualità.

FARMACOGNOSIA SPECIALE (Modulo 2 - c.f.u. 4)
Riconoscimento, attività biologica ed impieghi delle principali droghe vegetali e dei principi attivi in esse contenuti.

• Carboidrati e droghe contenenti carboidrati
Monosaccaridi: glucosio, fruttosio, sorbitolo.
Oligosaccaridi: saccarosio.
Polisaccaridi: amido, cellulosa, destrani, inulina, pectine, gomme, mucillagini, carragenani, alginati
-Droghe ad azione lassativa: Manna.
-Droghe ad azione protettiva: Amido, Altea, Lino, Malva.
-Droghe per impieghi tecnici: Gomma arabica, Gomma adragante.
-Droghe ad azione purgativa: Psillio, Agar-Agar.

• Lipidi e droghe contenenti lipidi
Acidi grassi saturi e insaturi, gliceridi, cere.
-Principali droghe: olio di mandorle dolci, olio di semi di lino, olio di ricino.

• Droghe contenenti enzimi proteolitici
- ananas
- papaia.
• Droghe contenenti essenze e resine
Monoterpeni, Diterpeni Sesquiterpeni
-Droghe ad azione sedativa:Valeriana, Camomilla romana, Camomilla comune, Tiglio
-Droghe ad azione revulsiva cutanea ed antisettica: Canfora
-Droghe ad azione eupeptica: Arancio, Anice, Finocchio, Melissa
-Droghe ad azione espettorante: Eucalipto, Menta, Pino mugo, Timo.
-Droghe adattogene: ginko
-Droghe ad attività antitumorale: tasso


• Droghe contenenti glicosidi
-Antrachinonici: aloe, cascara, frangola, rabarbaro, senna, iperico.
-Solforati: aglio
-Saponinici: liquirizia, ginseng, ippocastano, centella.
-Alcolici: salice.
-Aldeidici: vaniglia.
-Fenolici: uva ursina.
-Glicosidi cardioattivi: digitale, strofanto, scilla.
-Glucosidi iridoidi: Arpagofito

• Droghe contenenti fenilpropanoidi
-Flavonoidi: cardo mariano, passiflora, mirtillo, carciofo.
-Lignani: podofillo.
-Tannini: amamelide, noce di galla, tè verde.

• Droghe contenenti alcaloidi
-Fenilalchilaminici: capsaicina, efedra,
-Isochinolinici: boldo, colchico, curaro, ipecacuana, oppio.
-Indolici: rauwolfia, fava del Calabar, segale cornuta, vinca.
-Chinolinici: china.
-Imidazolici: jaborandi.
-Piridinici: tabacco.
-Tropanici: belladonna, giusquiamo, stramonio, coca.
-Purinici: droghe caffeiche.

Testi consigliati
A. Bruni - FARMACOGNOSIA GENERALE E APPLICATA – Piccin

F. Capasso, R. De Pasquale, G. Grandolini, N. Mascolo – FARMACOGNOSIA – Springer

CHIMICA ORGANICA I
RICHIAMI DI CHIMICA DI BASE.Configurazione elettronica degli elementi e regola dell’ottetto. Spin elettronico, principio di esclusione di Pauli e principio della massima molteplicità. Legami chimici: ionico e covalente (omopolare, polare e dativo). Legame polarizzato e polarità delle molecole. Forza ed energia di legame. Lunghezza ed angolo di legame. Carica formale e numero di ossidazione di atomi nei composti organici. Orbitali atomici e molecolari. Orbitali HOMO e LUMO. Orbitali ibridi sp3, sp2, sp.Legami ? e ?.Interazioni molecolari: Forze inter- ed intramolecolari: Interazioni dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto, legame ad idrogeno e di van der Waals. Proprietà fisiche di rilievo delle molecole organiche: punti di fusione ed ebollizione, solubilità.Definizione di risonanza e regole per scrivere le strutture di risonanza. Effetti induttivi e mesomerici.Definizione di acido e di base secondo le teorie di Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Scale di acidità e basicità.
GRUPPI FUNZIONALI, CLASSI DI COMPOSTI ORGANICI E NOMENCLATURA Descrizione dei gruppi funzionali. Classi di composti organici. Nomenclatura e caratteristiche chimico-fisiche.
ELEMENTI DI STEREOCHIMICA. Classificazione: isomeria costituzionale e stereoisomeria. Diastereomeri ed enantiomeri. Differenze di natura conformazionale (Proiezioni di Newman) e configurazionale. Stereoisomeria ottica e geometrica. Centri, assi e piani stereogenici. Chiralità molecolare ed elementi che la determinano (centri, assi e piani). Miscele racemiche e scalemiche. Descrittori di configurazione cis/trans, E/Z, R/S. Regole di priorità di Cahn-Ingold-Prelog. Rappresentazione di strutture mediante proiezioni di Fischer (regole per la loro corretta scrittura e manipolazione). Mesoforme. Centri pseudoasimmetrici (descrittori di configurazione r/s). Epimeri. Proprietà scalari e pseudoscalari (attività ottica, eccesso enantiomerico, purezza ottica). Configurazione relativa di centri asimmetrici: descrittori D/L, eritro/treo, sin/anti, eso/endo. Cenni sulla risoluzione di enantiomeri.
LE REAZIONI DELLA CHIMICA ORGANICA.Grandezze termodinamiche coinvolte nelle reazioni: variazioni di energia libera, entalpia ed entropia, equazione di Gibbs. Diagrammi energetici che descrivono le variazioni di queste grandezze in funzione della coordinata di reazione. Grandezze cinetiche implicate nelle reazioni organiche: costanti di velocità ed energie di attivazione. Ordine di reazione. Relazione tra costanti di velocità e costante di equilibrio.Scissione omolitica ed eterolitica dei legami. Reazioni di Addizione, sostituzione, eliminazione, Reazioni pericicliche e reazioni di riarrangiamento: definizioni. Possibili meccanismi implicati: reazioni radicaliche, reazioni polari elettrofilo-nucleofilo, reazioni pericicliche. Reazioni elementari e composte, monomolecolari e bimolecolari.3 CFU
IdrocarburiAlcani e Cicloalcani: analisi conformazionale e tensione d’anello (calore di combustione)Stereoisomeria dei ciclo alcani (decalina)Reazioni Radicaliche:Alogenazione di alcani. Meccanismo radicalico: stadio di attivazione (scissione omolitica di un legame dell’iniziatore), di propagazione e di terminazione della reazione. Regioselettività della sostituzione. Stabilità di radicali alchilici. Principio della reattività-selettività, postulato di Hammond, interpretazione della diversa selettività tra reazioni di clorurazione e bromurazione.Sintesi di alcani e cicloalcani: idrogenazione degli alcheni, riduzione degli alogenuri alchilici, sintesi di Corey-HouseProgettazione di una sintesi.
Alcheni:Reazioni di Addizione: Addizione di acidi alogenidrici, acido solforico, acqua, bromo, cloro: meccanismi di reazione e stereochimica. Reazioni stereospecifiche e stereo selettive. Formazione di aloidrine. Ozonolisi. Reazioni di ossidazione e riduzione (calore di idrogenazione). Stabilità degli alcheni. Addizione radicalica di acido bromidrico. Radicale allilico e catione allilico: descrizione, stabilità e risonanza. Clorurazione e bromurazione allilicaSintesi: deidroalogenazione di alogenuri alchilici, deidratazione degli alcoli, dealogenazione dei dibromuri vicinali.Progettazione di una sintesi.
AlchiniAcidità e sostituzione degli idrogeni acetilenici degli alchini terminaliReazioni: Idrogenazione (addizioni sin ed anti); addizione di alogeni, di acidi alogenidrici e di acqua (tautomeria cheto-enolica). Reazioni di ossidazione.Sintesi degli alchini.Progettazione di una sintesi.
Dieni e polieni: conformazioni e stabilità. Addizione 1,2 ed 1,4 (controllo cinetico e termodinamico). Reazione di Diels-Alder.Progettazione di una sintesi.
Aromaticità Struttura e stabilità del benzene. Regola di Hückel: annuleni e ioni aromatici. Composti aromatici, antiaromatici e non aromatici. Composti policiclici aromatici: naftalene, antracene, fenantrene, pirene e benzo[a]pirene.
Sostituzione Elettrofila AromaticaReazioni e meccanismi di: alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione ed acilazione di Friedel-Crafts. Effetto dei sostituenti su reattività ed orientamento. Alchil benzeni: Radicali e cationi benzilici. alogenazione in catena laterale ed ossidazione. Progettazione di una sintesi.
Composti monofunzionaliAlogenuri alchilici e viniliciCarattere elettrofilo del carbonio legato all’alogeno nei derivati alchilici. Reazioni di Sostituzione Nucleofila ed Eliminazione: Definizioni, termodinamica, cinetica, meccanismi di reazione, stereochimica e fattori che influenzano la velocità delle reazioni SN2 ed SN1, E2 ed E1. Competizione tra sostituzione ed eliminazione. Alogenuri allilici e benzilici nelle reazioni di sostituzione nucleofila3cfu
AlcoliReazioni proprietà acido-base. con: acidi alogenidrici, cloruro di tionile, cloruro di metansolfonile, cloruro di tosile, cloruro di trimetilsilile, tribromuro di fosforoPreparazioni (idratazione degli alcheni, ossimercuriazione-demercuriazione, idroborazione-ossidazione, sostituzione con ossidrili: meccanismi e stereochimica)
EteriScissione degli eteriSintesi degli eteri: deidratazione intra- ed intermolecolare degli alcoli, alchilazione degli alcoli, sintesi di Williamson
Epossidi Sintesi e reazioni (Ossidrilazione anti degli alcheni) Condensazione di Darzens
Fenoli: Reazioni (acidità e basicità, reazione di Reimer e Tieman e di Kolbe. Trasposizione di Claisen)Preparazioni.
Alogenuri arilici: (SNAr): addizione-eliminazione; eliminazione-addizione; delegata; catalizzate da Cu o Cu(I).
Aldeidi e chetoni Addizioni Nucleofile al Gruppo Carbonilico: Addizione al doppio legame carbonio-ossigeno di: acqua formazione di diolo geminali), alcoli (formazione di emicetali e di acetali in presenza acidi anidri), ammoniaca e suoi derivati (formazione di immine ed enammine), idrazina (riduzione di Wolff-Kishner), acido cianidrico, sodio bisolfito, ilidi (reazione di Wittig), reagenti organometallici ([alchil litio, Grignard, alchilacetiluri], reazione di Reformatsky): Aspetti meccanicistici e stereochimici. Reazione di CannizzaroRiduzione ad alcoli con idruri o con idrogeno in presenza di catalizzatori metallici: riduzione a metileni (Clemensen e Wolff-Kishner). Ossidazione con potassio permanganato, ossido di argento e perossiacidi (ossidazione di Baeyer-Villiger). Acidità degli idrogeni in ? al gruppo carbonilico, Tautomeria cheto-enolica, Carattere elettrofilo del carbonio carbonilico e nucleofilo dello ione enolato. Formazione di dello ione enolato da chetoni non simmetrici: controllo cinetico e termodinamico della loro reazione di alchilazione. Racemizzazione. Alogenazione dei chetoni e delle aldeidi (meccanismo catalizzato sia da acidi che da basi). Reazione aloformica. Uso di enammine per achilazioni selettive di chetoni non simmetrici. Reazione di Meyers; Ditiani e Cianidrine come carbanioni (acil anioni). Generazione ed alchilazione dei dianioni. Generazione ed alchilazione delle enammine e degli anioni amminici. Carbanioni da immine e da idrazoni). Condensazioni aldoliche catalizzate dalle basi e dagli acidi, reazione di Claisen-Schmidt. Anellazione di Robinson. Condensazioni con nitroalcani e nitrili (Thorpe e Thorpe-Zigler). Sintesi delle aldeidi: [ossidazione di alcoli primari e dei gruppi aril metilici, idratazione degli alchini, ozonolisi degli alcheni], riduzione controllata di cloruri acilici, esteri e nitrili. Sintesi dei chetoni: [ossidazione di alcoli secondari, ozonolisi degli alcheni, acilazione di Friedel-Crafts, idratazione degli alchini], addizione di litio dialchilcuprati a cloruri acilici ed addizione di reattivi di organo litio o Grignard ai nitrili.
Acidi carbossilici Reattività: Acidità (Fattori che influenzano l’acidità degli idrogeni carbossilici e l’acidità degli idrogeni in posizione ? nei loro derivati) e basicità (Fattori che influenzano la basicità dell’ossigeno carbonilico dei derivati), Sostituzione Nucleofila al Carbonio Acilico (meccanismo e scala di reattività dei derivati degli acidi). Reazione di idrolisi in ambiente acido e basico dei derivati degli acidi. Reazione di Hell-Volhard-Zelinski, Alchilazione in ?. Omologazione di acidi carbossilici. Degradazioni (reazione di Hundsdiecker)Sintesi di: acidi carbossilici (ossidazione degli alcooli primari ed di aldeidi, ozonolisi di alcheni bisostituiti e di alchini, addizione dei composti organo-metallici a CO2) cloruri acilici, anidridi, esteri lattoni, ammidi, lattami, nitrili. Derivati dell’acido carbonico e decarbossilazione
Derivati degli acidi (Cloruri, anidridi, esteri, ammidi e nitrili)Alogenuri acilicisintesi (acidi carbossilici con cloruro di tionile, o PX3 o PX5, trans alogenazione)Reazioni: riduzioni Rosemund, LiAl(OR)3H, LiAlH4Anidridi Sintesi alogenuri acilici con carbosssilati, anidride acetica con acidi carbossilici, disidratazione di acidi carbossilici, EsteriSintesi (Reazione di Fischer, reazione con diazometano, trans esterificazione; reazione di Bayer –Villinger.Reazioni:con ammoniaca o ammine prim. e sec; riduzioni: con DIBAL-H, LiAlH4.Ammidi: sintesi( pirolisi di carbossilati di ammonio, alogenuri acilici o anidridi con ammoniaca o ammine prim e sec (reazione di Schotten-Baumann; idrolisi parziale dei nitrili, degradazione di Hofman,, Curtius.Reazioni: trans amminazione riduzione con LiAlH4, e altri agenti riducentiNitrili: Sintesi (reazione di sostituzione di alogenuri alchilici con cianuro. disidratazione di ammidi primarie, disidratazione delle ossime con anidride acetica).Reazioni: addizione di alcooli (imminoesteri), di ammine (ammidine), riduzione con LiAlH4, H2, DIBAL-H.
Ammine alifatiche e aromatiche
Reazioni: Proprietà acido-base. Fattori che ne influenzano la basicità (effetti di solvatazione, di delocalizzazione di elettroni pi-greco, stato di ibridazione dell’azoto, effetti induttivi e mesomerici di sostituenti). Proprietà nucleofile dell’azoto: alchilazione, acilazione, ossidazione, nitrosazione. Eliminazioni di Hofmann e di Cope. Saggio di Hinsberg. Sali di diazonio aromatici e loro applicazioni (Reazioni di Sandmeyer e di Schiemann. DiazocopulazioneSintesi: ammonolisi degli alogenuri, alchilazione di immidi (sintesi di Gabriel), riduzione di nitrocomposti, ammidi e nitrili, amminazione riduttiva, trasposizioni di Hofmann e di Curtius e di Schmidt.
Composti bicarboniliciAcidi bicarbossilici: comportamento termico. Reazioni: Sintesi acetoacetica e sintesi malonica. Come intermedi di sintesi: Alchilazioni dirette degli esteri. Reazioni di Mannich e di Stork. Condensazioni di Claisen, di Dieckmann.
Composti organometallici.Struttura, nomenclatura e proprietà fisiche. Carattere basico e nucleofilo del carbonio legato al metallo. Composti organo litio; reattivi di Grignard; composti organo zinco; composti organo rame, composti organo palladio.
Idrossialdeidi e idrossichetoni Condensazione aciloinica e bezoinica. Effetto del calore.Idrossi acidiidrolisi di ?-alocarbossilici, idrolisi di cianidrine Formazione di lattoni
Composti carbonilici ???-insaturiReazioni: Addizioni nucleofile di composti azotati, ossigenati, e carboniosi (addizione di Michael). Addizione normale e coniugata. Sintesi: Condensazione di Knoevenagel, di Perkin, , Stobbe

TESTI CONSIGLIATI:

AA. VV. – Chimica Organica – Edi-Ermes (2011)
Norman & Coxon- Principi di Sintesi Organica-PICCIN
P. Jurkanis BRUICE – Chimica Organica – EdiSES (2007)
T. W. G. SOLOMONS, C. B FRYHLE – Chimica Organica – Zanichelli (2008)
R. T. MORRISON, R. N. BOID – Chimica Organica – Ambrosiana (1997)
P. C Vollhardt, N. E Schore – Chimica Organica – Zanichelli (2005)
T. W. G. Solomons, C. B Fryhle, R. G. Johnson – La chimica organica attraverso gli esercizi – Zanichelli (2010)

MICROBIOLOGIA6 CFU
MODULO 1 : BATTERIOLOGIAa) CARATTERISTICHE STRUTTURALI E FUNZIONALI DELLA CELLULA BATTERICA b) INFEZIONI BATTERICHE E PRINCIPALI PATOGENI RESPONSABILI
MODULO 2 : VIROLOGIAa) CARATTERISTICHE STRUTTURALI E FUNZIONALI DEI VIRUS.b) PRINCIPALI GRUPPI VIRALI E PATOLOGIE CORRELATE
MODULO 3 : MICOLOGIA E PROTOZOOLOGIACaratteristiche generali;Patogeni importanti dal punto di vista sanitario.
MODULO 4 : RAPPORTI OSPITE-PARASSITA.Associazioni biologiche; le difese specifiche e aspecifiche dell'ospite contro le infezioni microbiche; il ruolo protettivo della microflora endogena; colonizzazione ed invasione; vie di trasmissione delle malattie infettive; patogenicità, virulenza e attenuazione; fattori di patogenicità batterica.MODULO 5 : IL CONTROLLO DELLE INFEZIONIa) CHEMIOTERAPICI ANTIBATTERICI (Metodi di antibiogramma; la MIC e suo significato pratico; Caratteristiche, meccanismo d’azione, utilizzazione, meccanismi di resistenza)b) CHEMIOTERAPICI ANTIVIRALI (Caratteristiche, meccanismo d’azione, utilizzazione, meccanismi di resistenza )
c) CHEMIOTERAPICI ANTIMICOTICI ED ANTIPROTOZOARI (Caratteristiche, meccanismo d’azione, utilizzazione, meccanismi di resistenza )d) PROFILASSI IMMUNITARIA ( Sieri immuni; I principali vaccini; Programma di vaccinazione in Italia: vaccinazioni obbligatorie e raccomandate)

Testi adottati dal docente:
Jawetz et al. MICROBIOLOGIA MEDICA, Piccin
J.J.Perry et al. MICROBIOLOGIA ( vol 1 – 2 ), Zanichelli
G. Tempera et al. MICROBIOLOGIA GENERALE E APPLICATA – Esculapio

Laboratorio di Analisi dei Farmaci I - 8 CFU

Settore scientifico di riferimento: CHIM/08.Anno di corso: 2°.Semestre: 1° e 2°.Numero totale di crediti: 8.Carico di lavoro globale di ore: 194. Numero di ore da attribuire a lezioni frontali: 42, esercitazioni di laboratorio: 30, studio individuale: 122.
CONTENUTO DEL CORSO SICUREZZA IN LABORATORIONorme generali di comportamento e di sicurezza in laboratorio. Decreti legislativi in vigore. Tipologie di rischi. Schede di sicurezza. Frasi R, S, H e P. Pittogrammi. Dispositivi di protezione individuale. Manipolazione di sostanze chimiche. Smaltimento di sostanze chimiche. Intossicazione acuta e cronica. Sostanze chimiche pericolose. Comportamenti e dispositivi di primo soccorsi in caso di incidenti. ANALISI DI IONI DI INTERESSE FARMACEUTICO E TOSSICOLOGICOCaratteristiche chimico-analitiche di specie inorganiche di interesse farmaceutico e tossicologico: mercurio, piombo, argento, arsenico, bismuto, ferro, alluminio, calcio, stronzio, bario, magnesio, sodio, litio, potassio, ammonio, cloruri, bromuri, ioduri, solfati, fosfati, nitrati, ossalati, acetati, borati, carbonati, solfiti. Analisi sistematica per via umida di cationi in miscela. Gruppi dell’argento, del rame-arsenico, dell’alluminio-ferro, dei metalli alcalino terrosi, dei metalli alcalini. Analisi degli anioni per via umida. Saggi per via secca.
FARMACOPEA UFFICIALE ITALIANA E FARMACOPEA EUROPEAFarmaci inorganici e metodi ufficiali riportati nella Farmacopea Ufficiale Italiana ed Europea. Ricerca di impurezze inorganiche in composti di interesse farmaceutico. Saggi limite. PREPARAZIONE DEL CAMPIONE - METODI ESTRATTIVI. Estrazione con solvente: liquido/solido, estrazione liquido/liquido. Coefficiente di ripartizione. Efficienza estrattiva: influenza di pH, temperatura e aggiunta di sali. Applicazioni a formulati farmaceutici e campioni biologici.ASSORBIMENTO ATOMICO E FOTOMETRIA DI FIAMMAPrincipi teorici. Tecniche sperimentali. Strumentazione. Analisi qualitativa e quantitativa di cationi di interesse farmaceuitco.INTRODUZIONE ALLE TECNICHE CROMATOGRAFICHEConcetti generali e classificazione dei metodi cromatografici. Cromatografia di adsorbimento, ripartizione, scambio ionico, esclusione molecolare ed affinità. Tecniche cromatografiche: cromatografia su carta e strato sottile (TLC), gascromatografia (GC), Cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). Strumentazioni. Cenni Rivelatori. Teoria delle separazioni cromatografiche. Tempo di ritenzione. Costante di distribuzione. Fattore di capacità. Selettività. Efficienza: teoria dei piatti; equazione di van Deemter; fattori extracolonna. Asimmetria picchi cromatografici. Risoluzione. Metodi HPLC in fase normale ed inversa. Fast HPLC, UPLC (ultra pressure liquid chromatography). Criteri per lo sviluppo di metodi HPLC: selezione della tecnica cromatografica in base alle proprietà chimico-fisiche del farmaco; criteri di selezione della fase stazionaria; gruppi di selettività dei solventi; triangolo di Snyder. Eluizione isocratica e a gradiente. Analisi quali-quantitativa mediante standard interno ed esterno, curve di calibrazione. Normalizzazione delle aree dei picchi. Aggiunte di standard. Convalida del metodo analitico: linearità, precisione, accuratezza, riproducibilità, limite di rivelabilità e quantificazione. Cenni HPLC-Chip/MS Technology.METODOLOGIE ANALITICHE NELLO SVILUPPO DI NUOVI FARMACICenni sulla determinazione delle interazioni farmaco-proteina bersaglio, mediante cromatografia di affinità ad alte prestazioni, nello sviluppo di nuovi farmaci.ESERCITAZIONI DI LABORATORIOGENERALITÀ SULLE OPERAZIONI DI LABORATORIO.Tecniche dell’analisi semimicro: evaporazione, ebollizione, filtrazione, centrifugazione, precipitazione e lavaggio di precipitati. Valutazione della solubilità e del pH.ANALISI DI SOSTANZE INORGANICHESaggi per via secca: carbonati, acetati, ione ammonio. Analisi di cationi per via umida: ferro, alluminio, calcio, magnesio. Analisi di anioni per via umida: cloruri, bromuri, ioduri, solfati, fosfati, ossalati, nitrati. FOTOMETRIA DI FIAMMAAnalisi quali-quantitativa di cationi di interesse farmaceutico. CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILESeparazioni di specie inorganiche su gel di silice.CROMATOGRAFIA IONICASeparazione e riconoscimento di specie inorganiche mediante cromatografo ionico ad alte prestazioni. CROMATOGRAFIA LIQUIDA AD ALTE PRESTAZIONIOttimizzazione della separazione di farmaci mediante HPLC: studio dell'efficienza, della selettività e della risoluzione al variare della fase stazionaria, della composizione della fase eluente e del flusso. Calcolo di parametri cromatografici (fattore di capacità, fattore di selettività, risoluzione, numero di piatti teorici, asimmetria del picco). Determinazione quali/quantitativa di molecole di interesse farmaceutico. TESTI/BIBLIOGRAFIA/DISPENSED. A. Skoog, F.J. Holler, S. R. Crouch, Chimica analitica strumentale, Edises; R.L Snyder, J.J. Kirkland, J.L. Giajch, Practical HPLC method development, Wiley; C. F. Poole, The essence of chromatography, Elsevier.T. R. Hogness, W. C. Johnson, A. R. Armstrong, Analisi qualitativa ed equilibrio chimico, Piccin; A. Araneo Chimica analitica qualitativa, Ambrosiana; P. Barbetti, M. G. Quaglia, L’analisi qualitativa in chimica farmaceutica e tossicologica inorganica. Vol. 1, Galeno; Farmacopea Ufficiale Italiana XI edizione.Copie delle diapositive proiettate a lezione e metodiche analitiche da eseguire in laboratorio. Articoli e reviews su argomenti specifici.
METODI DIDATTICICarico di lavoro globale di ore: 194. Numero di ore da attribuire a lezioni frontali: 42, esercitazioni di laboratorio: 30, studio individuale: 122.
MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTOCompilazione di relazioni sulle attività di laboratorio svolte, verifica pratica di laboratorio ed esame orale finale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA/DISPENSE
D. A. Skoog, F.J. Holler, S. R. Crouch, Chimica analitica strumentale, Edises; R.L Snyder, J.J. Kirkland, J.L. Giajch, Practical HPLC method development, Wiley; C. F. Poole, The essence of chromatography, Elsevier.
T. R. Hogness, W. C. Johnson, A. R. Armstrong, Analisi qualitativa ed equilibrio chimico, Piccin; A. Araneo Chimica analitica qualitativa, Ambrosiana; P. Barbetti, M. G. Quaglia, L’analisi qualitativa in chimica farmaceutica e tossicologica inorganica. Vol. 1, Galeno; Farmacopea Ufficiale Italiana XI edizione.
Copie delle diapositive proiettate a lezione e metodiche analitiche da eseguire in laboratorio. Articoli e reviews su argomenti specifici.

LABORATORIO DI ANALISI DEI FARMACI 1 – LAF 1 - CORSO M-Z
2° anno di corso 1° e 2° Semestre8 CFU di cui 6 CFU di lezioni frontali (42 h); 1 CFU di esercitazioni di laboratorio a posto singolo(18 h); 1 CFU di attività di gruppo (12 h).
Obiettivi: Il corso fornisce le conoscenze teorico-pratiche per effettuare uno smistamento di miscele di campioni incogniti di natura inorganica finalizzate all’ analisi qualitative.Lo studente acquisisce in laboratorio le capacità necessarie alla esecuzione di analisi chimico-farmaceutiche di sostanze inorganiche, riportate nella Farmacopea Ufficiale Italiana ed Europea. L’esercitazione a posto singolo si avvale di attività manuali, l’attività di gruppo è dedicata ad analisi strumentali.
Prerequisiti Conoscenza della Chimica Generale ed Inorganica.
Metodologia didatticaL’insegnamento si articola in lezioni, seminari ed esercitazioni di laboratorio.Durante lo svolgimento del corso e prima delle esercitazioni pratiche di laboratorio, vengono effettuate “prove in itinere” sotto forma di multiple-choice tests e quesiti a tema breve, al fine di valutare il grado di conoscenza e approfondimento acquisito sugli argomenti teorici presentati a lezione.Le esercitazioni di laboratorio sono individuali e consistono nell'analisi di miscele note ed incognite di specie cationiche ed anioniche, utilizzando i metodi classici dell'analisi qualitativa semimicro. Inoltre, si propongono esercitazioni su analisi di miscele semplici mediante metodi cromatografici associati a rivelazione ultravioletta.
EsameL’esame consiste in un colloquio tendente ad accertare la conoscenza degli argomenti proposti e la capacità di correlazione tra i concetti acquisiti, nonché la abilità di rappresentare per iscritto i fenomeni e le reazioni chimiche oggetto dell’analisi qualitativa.
Contenuto del corsoPremesse: Sistema Periodico degli elementi. Proprietà e caratteristiche chimico-fisiche dei composti inorganici. Legami chimici. Proprietà delle soluzioni. Equilibri chimici in soluzione. Reazioni acido-base, di precipitazione, ossidoriduzione e complessazione.Generalità sulle operazioni di laboratorio: Apparecchiature. Reattivi analitici. Norme elementari di sicurezza. Tecniche di base dell’analisi semimicro. Tecniche di separazione di miscele omogenee ed eterogenee. Metodi strumentali di analisi: Metodi Ottici: Principi teorici e generalità su Spettroscopia UV-visibile e Spettroscopia di Assorbimento Atomico. Metodi Cromatografici: Principi teorici, generalità e classificazione. Cromatografia su strato sottile e colonna (TLC e HPLC), Cromatografia a scambio ionico (IEC).
Analisi qualitativa elementare. Classificazione dei metodi. Stadi di un analisi chimica.Le specie sottolineate saranno oggetto di esperienze pratiche di laboratorioAnalisi per via secca Analisi di emissione (saggio alla fiamma). Reazioni allo stato fuso (saggio alla perla). Comportamento al riscaldamento (saggi al tubicino). Analisi di carbonati, solfiti, acetati, borati, ione ammonio.Analisi per via umida Saggi preliminari. Ricerca di sostanze ossidanti interferenti.Analisi sistematica di cationi per gruppi analitici Separazione e reazioni di riconoscimento dei seguenti cationi secondo il gruppo di appartenenza. Primo: Argento, mercurio(I), piomboSecondo: mercurio(II), piombo, rame, stagno, bismuto, cadmio, arsenico, antimonio.Terzo: alluminio, cromo, ferro.Quarto: manganese, zinco, cobalto, nichel.Quinto: calcio, stronzio, bario.Sesto: magnesio, litio, sodio, potassio, ione ammonio.
Analisi ed identificazione degli anioni Determinazione dei gruppi in base alla solubilità dei sali. Soluzione alcalina. Analisi di cloruri, bromuri, ioduri, ossalati, fosfati, solfati, nitrati, acetati, borati.Reazioni di identificazione riportate in Farmacopea Ufficiale. Metodi ufficiali di analisi. Saggi di identificazione. Saggi limite.
Testi Consigliati•Araneo “Chimica analitica qualitativa” Casa Editrice Ambrosiana.•T.R. Hogness, W.C. Johnson, A.R. Armstrong "Analisi qualitativa ed equilibrio chimico" Piccin Editore - Pd •F. Savelli, O. Bruno “Analisi Chimico-Farmaceutica” Piccin Editore-Padova•Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana X e XI Ed.•Farmacopea Europea IV Ed.
Orario di ricevimento: martedì e giovedì ore 10.00-12.00, previo appuntamento.

Testi Consigliati
• Araneo “Chimica analitica qualitativa” Casa Editrice Ambrosiana.
• T.R. Hogness, W.C. Johnson, A.R. Armstrong "Analisi qualitativa ed equilibrio chimico" Piccin Editore - Pd
• F. Savelli, O. Bruno “Analisi Chimico-Farmaceutica” Piccin Editore-Padova
• Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana X e XI Ed.
• Farmacopea Europea IV Ed.

PROGRAMMA - CHIMICA FISICA

TERMODINAMICA
I principio della termodinamica. Lavoro e Calore. Funzioni di stato: energia interna, entalpia, capacità termica a pressione e volume costante. Cicli termodinamici, processi reversibilie e irreversibili. Termochimica. Entalpia standard, entalpie di reazione, entalpie di formazione, energia di legame, processi endotermici esotermici. La legge di Hess. Variazione dell’entalpia con la temperatura: la legge di Kirchoff.
Tecniche sperimentali: calorimetri, TGA, DTA, DSC e ITC. Metabolismo energetico, potere calorico degli alimenti e quoziente respiratorio.
II principio della termodinamica. Entropia e processi spontanei. Variazioni di entropia con la temperatura e pressione e nelle transizioni di fase.
III principio della termodinamica. Entropia assoluta. Energia libera di Gibbs. Dipendenza dell’energia di Gibbs dalla pressione e dalla temperatura.
Equilibrio chimico. Costante di equilibrio termodinamico. Equilibri, omogenei, eterogenei e combinati. Effetto della temperatura sull’equilibrio. Energetica e rendimento dei cicli biochimici.
ELETTROCHIMICA
Conducibilità di soluzioni di elettroliti, conduttometria e titolazioni conduttometriche. Potenziali elettrodici, semicelle, pile, equazione di Nernst. Potenziali standard di riduzione e sue applicazioni in campo chimico e biochimico. Elettrolisi e sovratensione.
CINETICA CHIMICA
Velocità delle reazioni chimiche, ordine di reazione. Forma integrata delle equazioni cinetiche di ordine zero, di primo e di secondo. Reazioni competitive e reazioni consecutive. Farmacocinetica: somministrazione endovena, orale e flebolisi. Meccanismi di reazione e ordine di reazione: il modello del complesso attivato. Catalisi e processi autocatalitici, propagazione di una epidemia. Reazioni catalizzate da enzimi: equazione di Michaelis-Menten. Inibizione enzimatica: competitiva, non competitiva, incompetitiva. Inibizione da substrato e da prodotto. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione: equazione di Arrhenius.
TECNICHE DI INDAGINE DELLA STRUTTURA DELLE MOLECOLE
Breve introduzione alla meccanica quantistica. Descrizione dei vari moti atomici e relative tecniche spettroscopiche. Spettroscopie vibrazionali: infrarosso, Raman e resonant-Raman. Spettroscopia elettronica, orbitali molecolari, cromofori. Processi fotofisici e fotochimici. La fotosintesi clorofilliana. Laser, emissione stimolata.

TESTI CONSIGLIATI E/O DI CONSULTAZIONE
P.W. Atkins, J. De Paula "Chimica Fisica Biologica" Volume 1, Ed. Zanichelli
R. Chang "Chimica Fisica" Volume 1 Ed. Zanichelli
G.K. Vemulapalli “Chimica Fisica” Ed. EDISES
P.W. Atkins, J. De Paula "Chimica Fisica " Ed. Zanichelli
Sono disponibili gli appunti delle lezioni.

LABORATORIO DI ANALISI DEI FARMACI II
Organizzazione generale del corsoLe attività del corso sono costituite da lezioni frontali e studi di casi in aula e da esercitazioni pratiche a posto singolo o di gruppo in laboratorio. È obbligatoria la frequenza ad almeno il 70% delle lezioni e il 70 % delle esercitazioni. La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni è attestata dalla firma dello studente.Sulla base del numero di studenti, ad inizio del corso, vengono stabiliti turni di frequenza al laboratorio e il relativo calendario delle esercitazioni.
Obiettivi formativiIl corso intende fornire allo studente una conoscenza dei principali metodi analitici classici per la determinazione quantitativa di composti di interesse farmaceutico e le competenze necessarie all’interpretazione delle determinazioni descritte dalla Farmacopea Ufficiale Italiana e dalla Farmacopea Europea e alla loro esecuzione pratica in laboratorio.
ProgrammaGENERALITA’ SULL’ANALISI CHIMICA QUANTITATIVAMateriali, reattivi e attrezzature impiegati in laboratorio. Sicurezza in laboratorio. Convalida di un metodo analitico. Accuratezza e precisione. Scarto di un valore anomalo: metodo del 4d e test di Dixon. Bilance analitiche, operazioni e metodi di pesata. ANALISI VOLUMETRICAPreparazione di soluzioni a titolo noto; controllo e determinazione del titolo di soluzioni. Apparecchiature volumetriche e loro taratura. Calcoli nell’analisi volumetrica.Titolazioni acido-baseAcidimetria e alcalimetria. Preparazione e standardizzazione di soluzioni di acidi e di basi. Indicatori acido-base. Titolazioni acido-base in solventi non acquosi: generalità, acidità e basicità intrinseca, effetti livellante e differenziante, classificazione dei solventi. Equilibri in solventi non acquosi, criteri di scelta del solvente. Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Sodio carbonato, Sodio bicarbonato, miscele di carbonati e idrati alcalini, miscele di carbonati e bicarbonati alcalini, Efedrina emidrato, Azoto secondo Kjeldahl, Ammonio cloruro, Acido Tartarico, Acido Fosforico, Acido Citrico, Naprossene, Ibuprofene, Nimesulide, Omeprazolo, Acido Acetilsalicilico, Benzile Benzoato, Acido Borico, Saccarina; Nicotinamide, Diazepam, Aspartame, Atropina Solfato, Sodio benzoato, Morfina Cloridrato, Sulfafurazolo.Titolazioni con formazione di precipitatoArgentometria. Preparazione e standardizzazione di una soluzione di argento nitrato e di ammonio tiocianato. Metodi di titolazione (Mohr, Volhard, Fajans). Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Alogenuri alcalini, Clorobutanolo Emidrato.Titolazioni complessometricheMetodi di titolazione. Preparazione e standardizzazione di una soluzione di EDTA. Indicatori metallocromici. Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di Sali di Al, Bi, Ca, Mg, Pb, Zn, Hg, Fe. Determinazione della durezza dell’acqua.Titolazioni che sfruttano reazioni di ossidoriduzionePermanganometria, cerimetria, iodimetria, iodometria, bromometria.Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Sali di Ca, Sali Ferrosi, Perossido d’Idrogeno soluzione (3%) ed espressione della concentrazione di soluzioni di perossido d’idrogeno in funzione dei volumi di ossigeno sviluppati; Solfato Ferroso, Menadione, Paracetamolo, Nifedipina; Sodio Solfito Eptaidrato, Acido Ascorbico, Ascorbile Palmitato, Captopril; Potassio Permanganato, Tosilcloramina, Perossido d’Idrogeno, Cloruro Ferrico Esaidrato; Isoniazide, Fenolo.METODI ELETTROCHIMICI DI ANALISIDeterminazione potenziometrica del pH. Determinazione potenziometrica del punto finale in una titolazione. Determinazione biamperometrica dell’azoto amminico primario: applicazioni ai sulfamidici (Sulfadiazina, Succinilsulfatiazolo) descritti dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi e alla Benzocaina.METODI OTTICI DI ANALISISpettrofotometria UV-visibileGeneralità. Legge di Lambert-Beer. Analisi quantitativa: scelta della lunghezza d’onda di lavoro, metodi per la determinazione della concentrazione, costruzione della retta di taratura. Analisi di regressione lineare. Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Cloramfenicolo, Progesterone.FluorimetriaGeneralità, strumentazione e applicazioni alla determinazione quantitativa di sostanze di interesse farmaceutico
Calendario e tipologia delle esercitazioniIl calendario delle esercitazioni, per ogni anno accademico, è stabilito e pubblicato ad inizio del corso.Un elenco di alcune esercitazioni tipiche è il seguente:1.Consegna della postazione di lavoro. Sicurezza in laboratorio. Uso della vetreria tarata e delle bilance analitiche.2.Determinazione della concentrazione di una soluzione di NaOH. Uso degli indicatori acido-base.3.Controllo del titolo di una soluzione di HCl utilizzando Na2CO3 anidro come standard primario.4.Determinazione quantitativa di un campione incognito di Na2CO3 per via acidimetrica.5.Controllo del titolo di una soluzione di NaOH utilizzando un appropriato standard primario.6.Determinazione quantitativa di un campione incognito di acido L-(+) tartarico per via alcalimetrica.7.Determinazione quantitativa di un campione incognito di acido ascorbico (vitamina C) per via iodimetrica.8.Standardizzazione di una soluzione di sodio edetato utilizzando CaCO3 come standard primario. Metodo per spostamento parziale.9.Determinazione della durezza totale nell’acqua potabile. Determinazione dei mg/L di ione Ca++ e di ione Mg++.10.Determinazione della percentuale di purezza di un campione di caffeina per via spettrofotometrica. Uso della legge di Beer-Lambert.11.Uso e taratura del pHmetro. Determinazione per via potenziometrica del punto finale in una titolazione acido-base. Costruzione della curva di titolazione. 12.Determinazione quantitativa di un campione incognito di caffeina per via spettrofotometrica. Costruzione della retta di taratura.
Conoscenze, competenze e capacità acquisiteA completamento con successo del corso, lo studente sarà in grado di:1.Descrivere la strumentazione e la vetreria di laboratorio necessarie per eseguire i metodi analitici presi in esame.2.Dimostrare di possedere conoscenza e comprensione dei principali metodi analitici volumetrici e spettrofotometrici.3.Fornire una valutazione critica dei metodi analitici disponibili per la determinazione quantitativa di sostanze di interesse farmaceutico con riferimento alle monografie riportate dalle Farmacopee Italiana ed Europea.Inoltre, a completamento con successo delle esercitazioni pratiche, lo studente sarà in grado di:4.Eseguire una pesata utilizzando la bilancia analitica elettronica.5.Preparare una soluzione a concentrazione nota di un reagente (standard primario) utilizzando l’appropriata vetreria tarata.6.Trasferire volumi noti di liquidi e soluzioni attraverso l’uso di pipette tarate a doppia tacca o di pipette automatiche.7.Eseguire una titolazione utilizzando l’opportuno indicatore o sistema potenziometrico per evidenziare il punto finale.8.Determinare, attraverso un’analisi volumetrica, la concentrazione, la massa o la percentuale di purezza di un campione dato.9.Calibrare il pHmetro e utilizzarlo per le misure di pH di soluzioni.10.Preparare il campione e eseguire misure di assorbanza utilizzando lo spettrofotometro UV-Vis.11.Eseguire determinazioni quantitative spettrofotometriche (anche attraverso la costruzione della retta di taratura).12.Fornire una corretta interpretazione dei dati sperimentali ottenuti e di redigere una relazione sull’esperienza fatta.
Modalità d’insegnamento e delle verifiche d’apprendimentoIl corso prevede delle lezioni frontali in aula durante le quali vengono presentati dettagliatamente tutti gli argomenti del programma. Gli studenti sono attivamente chiamati alla discussione in aula e allo studio di casi, illustrativi di alcuni importanti aspetti analitici. Le esercitazioni pratiche in laboratorio prevedono l’analisi critica di protocolli sperimentali e l’esecuzione da parte dello studente di determinazioni quantitative di analiti di interesse farmaceutico. In laboratorio lo studente è incoraggiato al confronto con i colleghi e con il docente in merito alle esperienze pratiche e per l’approfondimento di argomenti trattati in aula. A fine di ciascuna esercitazione lo studente redige e consegna una relazione descrittiva dell’esperienza fatta. Tale relazione viene valutata in termini di chiarezza dell’esposizione, correttezza nella conduzione del metodo analitico e accuratezza e precisione del risultato finale. Essa viene riconsegnata allo studente all’inizio dell’esercitazione successiva ed eventualmente commentata personalmente.
Descrizione delle modalità d’esameL’esame finale è orale. Per sostenere l’esame è necessario prenotarsi on line accedendo con le proprie credenziali al Portale studenti sul sito dell’Università di Catania (www.unict.it). La lista di prenotazione è accessibile circa quindici giorni prima della data d’appello prevista sul calendario.
Materiale didatticoCopia del materiale presentato durante le lezioni è disponibile presso l’aula studio Pappalardo della Biblioteca di Facoltà (Ed. 2).
Testi consigliati e bibliografia1.G. C. Porretta - ANALISI DI PREPARAZIONI FARMACEUTICHE. Analisi quantitativa. - Ed. CISU, Roma.2.E. Abignente, D. Melisi, M. G. Rimoli – PRINCIPI DI ANALISI QUANTITATIVA DEI MEDICINALI - Ed. Loghìa, Napoli.3.D. C. Harris - CHIMICA ANALITICA QUANTITATIVA - Zanichelli, Bologna.4.R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro - ANALISI CHIMICA: MODERNI METODI STRUMENTALI - Zanichelli, Bologna.5.Vogel's TEXBOOK OF QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS - Fifth edition - Ed. Longman Scientific & Tecnical.6.Farmacopea Ufficiale Italiana XII edizione. European Pharmacopoeia VII edizione e supplementi.

Testi consigliati e bibliografia
1. G. C. Porretta - ANALISI DI PREPARAZIONI FARMACEUTICHE. Analisi quantitativa. - Ed. CISU, Roma.
2. E. Abignente, D. Melisi, M. G. Rimoli – PRINCIPI DI ANALISI QUANTITATIVA DEI MEDICINALI - Ed. Loghìa, Napoli.
3. D. C. Harris - CHIMICA ANALITICA QUANTITATIVA - Zanichelli, Bologna.
4. R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro - ANALISI CHIMICA: MODERNI METODI STRUMENTALI - Zanichelli, Bologna.
5. Vogel's TEXBOOK OF QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS - Fifth edition - Ed. Longman Scientific & Tecnical.
6. Farmacopea Ufficiale Italiana XII edizione. European Pharmacopoeia VII edizione e supplementi.

LABORATORIO DI ANALISI DEI FARMACI II (A-L e M-Z; 6CFU; codice: 85728)
Organizzazione generale del corso: Le attività del corso sono costituite da lezioni frontali e studi di casi in aula e da esercitazioni pratiche a posto singolo o di gruppo in laboratorio. È obbligatoria la frequenza ad almeno il 70% delle lezioni e il 70 % delle esercitazioni. La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni è attestata dalla firma dello studente.Sulla base del numero di studenti, ad inizio del corso, vengono stabiliti turni di frequenza al laboratorio e il relativo calendario delle esercitazioni.
Programma
GENERALITA’ SULL’ANALISI CHIMICA QUANTITATIVAMateriali, reattivi e attrezzature impiegati in laboratorio. Sicurezza in laboratorio. Convalida di un metodo analitico. Accuratezza e precisione. Scarto di un valore anomalo: metodo del 4d e test di Dixon. Bilance analitiche, operazioni e metodi di pesata. ANALISI VOLUMETRICAPreparazione di soluzioni a titolo noto; controllo e determinazione del titolo di soluzioni. Apparecchiature volumetriche e loro taratura. Calcoli nell’analisi volumetrica.Titolazioni acido-baseAcidimetria e alcalimetria. Preparazione e standardizzazione di soluzioni di acidi e di basi. Indicatori acido-base. Titolazioni acido-base in solventi non acquosi: generalità, acidità e basicità intrinseca, effetti livellante e differenziante, classificazione dei solventi. Equilibri in solventi non acquosi, criteri di scelta del solvente. Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Sodio carbonato, Sodio bicarbonato, miscele di carbonati e idrati alcalini, miscele di carbonati e bicarbonati alcalini, Efedrina emidrato, Azoto secondo Kjeldahl, Ammonio cloruro, Acido Tartarico, Acido Fosforico, Acido Citrico, Naprossene, Ibuprofene, Nimesulide, Omeprazolo, Acido Acetilsalicilico, Benzile Benzoato, Acido Borico, Saccarina; Nicotinamide, Diazepam, Aspartame, Atropina Solfato, Sodio benzoato, Morfina Cloridrato, Sulfafurazolo.Titolazioni con formazione di precipitatoArgentometria. Preparazione e standardizzazione di una soluzione di argento nitrato e di ammonio tiocianato. Metodi di titolazione (Mohr, Volhard, Fajans). Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Alogenuri alcalini, Clorobutanolo Emidrato.Titolazioni complessometricheMetodi di titolazione. Preparazione e standardizzazione di una soluzione di EDTA. Indicatori metallocromici. Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di Sali di Al, Bi, Ca, Mg, Pb, Zn, Hg, Fe. Determinazione della durezza dell’acqua.Titolazioni che sfruttano reazioni di ossidoriduzionePermanganometria, cerimetria, iodimetria, iodometria, bromometria.Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Sali di Ca, Sali Ferrosi, Perossido d’Idrogeno soluzione (3%) ed espressione della concentrazione di soluzioni di perossido d’idrogeno in funzione dei volumi di ossigeno sviluppati; Solfato Ferroso, Menadione, Paracetamolo, Nifedipina; Sodio Solfito Eptaidrato, Acido Ascorbico, Ascorbile Palmitato, Captopril; Potassio Permanganato, Tosilcloramina, Perossido d’Idrogeno, Cloruro Ferrico Esaidrato; Isoniazide, Fenolo.METODI ELETTROCHIMICI DI ANALISIDeterminazione potenziometrica del pH. Determinazione potenziometrica del punto finale in una titolazione. Determinazione biamperometrica dell’azoto amminico primario: applicazioni ai sulfamidici (Sulfadiazina, Succinilsulfatiazolo) descritti dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi e alla Benzocaina.METODI OTTICI DI ANALISISpettrofotometria UV-visibileGeneralità. Legge di Lambert-Beer. Analisi quantitativa: scelta della lunghezza d’onda di lavoro, metodi per la determinazione della concentrazione, costruzione della retta di taratura. Analisi di regressione lineare. Applicazioni con particolare riferimento alle monografie riportate dalla F.U.I. XII ed. e dalla Farmacopea Europea VII ed. e supplementi. Determinazione di: Cloramfenicolo, Progesterone.FluorimetriaGeneralità, strumentazione e applicazioni alla determinazione quantitativa di sostanze di interesse farmaceutico
Calendario e tipologia delle esercitazioniIl calendario delle esercitazioni, per ogni anno accademico, è stabilito e pubblicato ad inizio del corso.Un elenco di alcune esercitazioni tipiche è il seguente:1.Consegna della postazione di lavoro. Sicurezza in laboratorio. Uso della vetreria tarata e delle bilance analitiche.2.Determinazione della concentrazione di una soluzione di NaOH. Uso degli indicatori acido-base.3.Controllo del titolo di una soluzione di HCl utilizzando Na2CO3 anidro come standard primario.4.Determinazione quantitativa di un campione incognito di Na2CO3 per via acidimetrica.5.Controllo del titolo di una soluzione di NaOH utilizzando un appropriato standard primario.6.Determinazione quantitativa di un campione incognito di acido L-(+) tartarico per via alcalimetrica.7.Determinazione quantitativa di un campione incognito di acido ascorbico (vitamina C) per via iodimetrica.8.Standardizzazione di una soluzione di sodio edetato utilizzando CaCO3 come standard primario. Metodo per spostamento parziale.9.Determinazione della durezza totale nell’acqua potabile. Determinazione dei mg/L di ione Ca++ e di ione Mg++.10.Determinazione della percentuale di purezza di un campione di caffeina per via spettrofotometrica. Uso della legge di Beer-Lambert.11.Uso e taratura del pHmetro. Determinazione per via potenziometrica del punto finale in una titolazione acido-base. Costruzione della curva di titolazione. 12.Determinazione quantitativa di un campione incognito di caffeina per via spettrofotometrica. Costruzione della retta di taratura.
Conoscenze, competenze e capacità acquisiteA completamento con successo del corso, lo studente sarà in grado di:1.Descrivere la strumentazione e la vetreria di laboratorio necessarie per eseguire i metodi analitici presi in esame.2.Dimostrare di possedere conoscenza e comprensione dei principali metodi analitici volumetrici e spettrofotometrici.3.Fornire una valutazione critica dei metodi analitici disponibili per la determinazione quantitativa di sostanze di interesse farmaceutico con riferimento alle monografie riportate dalle Farmacopee Italiana ed Europea.Inoltre, a completamento con successo delle esercitazioni pratiche, lo studente sarà in grado di:4.Eseguire una pesata utilizzando la bilancia analitica elettronica.5.Preparare una soluzione a concentrazione nota di un reagente (standard primario) utilizzando l’appropriata vetreria tarata.6.Trasferire volumi noti di liquidi e soluzioni attraverso l’uso di pipette tarate a doppia tacca o di pipette automatiche.7.Eseguire una titolazione utilizzando l’opportuno indicatore o sistema potenziometrico per evidenziare il punto finale.8.Determinare, attraverso un’analisi volumetrica, la concentrazione, la massa o la percentuale di purezza di un campione dato.9.Calibrare il pHmetro e utilizzarlo per le misure di pH di soluzioni.10.Preparare il campione e eseguire misure di assorbanza utilizzando lo spettrofotometro UV-Vis.11.Eseguire determinazioni quantitative spettrofotometriche (anche attraverso la costruzione della retta di taratura).12.Fornire una corretta interpretazione dei dati sperimentali ottenuti e di redigere una relazione sull’esperienza fatta.
Modalità d’insegnamento e delle verifiche d’apprendimentoIl corso prevede delle lezioni frontali in aula durante le quali vengono presentati dettagliatamente tutti gli argomenti del programma. Gli studenti sono attivamente chiamati alla discussione in aula e allo studio di casi, illustrativi di alcuni importanti aspetti analitici. Le esercitazioni pratiche in laboratorio prevedono l’analisi critica di protocolli sperimentali e l’esecuzione da parte dello studente di determinazioni quantitative di analiti di interesse farmaceutico. In laboratorio lo studente è incoraggiato al confronto con i colleghi e con il docente in merito alle esperienze pratiche e per l’approfondimento di argomenti trattati in aula. A fine di ciascuna esercitazione lo studente redige e consegna una relazione descrittiva dell’esperienza fatta. Tale relazione viene valutata in termini di chiarezza dell’esposizione, correttezza nella conduzione del metodo analitico e accuratezza e precisione del risultato finale. Essa viene riconsegnata allo studente all’inizio dell’esercitazione successiva ed eventualmente commentata personalmente.
Descrizione delle modalità d’esame L’esame finale è orale. Per sostenere l’esame è necessario prenotarsi on line accedendo con le proprie credenziali al Portale studenti sul sito dell’Università di Catania (www.unict.it). La lista di prenotazione è accessibile circa quindici giorni prima della data d’appello prevista sul calendario.
Materiale didatticoCopia del materiale presentato durante le lezioni è disponibile presso l’aula studio Pappalardo della Biblioteca di Facoltà (Ed. 2).
Testi consigliati e bibliografia1.G. C. Porretta - ANALISI DI PREPARAZIONI FARMACEUTICHE. Analisi quantitativa. - Ed. CISU, Roma.2.E. Abignente, D. Melisi, M. G. Rimoli – PRINCIPI DI ANALISI QUANTITATIVA DEI MEDICINALI - Ed. Loghìa, Napoli.3.D. C. Harris - CHIMICA ANALITICA QUANTITATIVA - Zanichelli, Bologna.4.R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro - ANALISI CHIMICA: MODERNI METODI STRUMENTALI - Zanichelli, Bologna.5.Vogel's TEXBOOK OF QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS - Fifth edition - Ed. Longman Scientific & Tecnical.6.Farmacopea Ufficiale Italiana XII edizione. European Pharmacopoeia VII edizione e supplementi.

Testi consigliati e bibliografia
1. G. C. Porretta - ANALISI DI PREPARAZIONI FARMACEUTICHE. Analisi quantitativa. - Ed. CISU, Roma.
2. E. Abignente, D. Melisi, M. G. Rimoli – PRINCIPI DI ANALISI QUANTITATIVA DEI MEDICINALI - Ed. Loghìa, Napoli.
3. D. C. Harris - CHIMICA ANALITICA QUANTITATIVA - Zanichelli, Bologna.
4. R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro - ANALISI CHIMICA: MODERNI METODI STRUMENTALI - Zanichelli, Bologna.
5. Vogel's TEXBOOK OF QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS - Fifth edition - Ed. Longman Scientific & Tecnical.
6. Farmacopea Ufficiale Italiana XII edizione. European Pharmacopoeia VII edizione e supplementi.

CHIMICA FARMACEUTICA E TOSSICOLOGICA

PARTE GENERALE
Unità 1Introduzione, definizione di farmaco e classificazioni. Compiti della ricerca farmaceutica. Fonti di agenti farmaceutici. Progettazione di nuovi farmaci. Metodi di generazione del lead. Fasi di sviluppo di un nuovo farmaco. Metodologie CADD. Sviluppo di un farmaco a medicamento. Studi preclinici: elaborazione chimica, e. chimico-analitica, e. galenica, e. farmacodinamica, e. farmacocinetica, e. tossicologica, cancerogenicità e mutagenicità.Prove cliniche: regolamentazione, principi di Buona Pratica Clinica, OsSC, Comitati Etici, fasi. Correlazioni struttura-attività. Brevetto. Farmaci me-too, equivalenti, off-label. Innovazione terapeutica e requisiti. Scale-up. Medicinali Orfani. Stabilità. Associazioni di farmaci.
Unità 2Momenti dell'azione di un farmaco:- fase farmaceutica, vie di somministrazione e loro influenza sull’attività dei farmaci;- fase farmacocinetica, assorbimento e vari meccanismi, coefficiente di ripartizione e logP, trasporto in circolo, distribuzione, metabolismo con reazioni di biotrasformazione della fase I (ossidazioni microsomiali e non, riduzioni, idrolisi) e della fase II (metilazioni, acetilazioni, coniugazioni), inibizione e induzione enzimatica, eliminazione, escrezione e sue vie. Pro-drugs e loro utilità. Doppi pro-drugs. Mutual pro-drugs. Combinazioni di due pro-drugs. Soft-drugs, loro utilità e analoghi soft. - fase farmacodinamica: interazione farmaco-sistema biologico e sue caratteristiche, tipi di legame e meccanismi d'azione dei farmaci. Curve dose-risposta graduali e quantali. Antagonismo e sue classificazioni.
Unità 3Gruppi aptofori e farmacofori. Stereochimica ed attività biologica, isomeria configurazionale, i. conformazionale, stereoselettività e stereospecificità nell'interazione farmaco-recettore, indice eudismico. Proprietà strutturali: modificazioni molecolari, isosteria e bioisosteria classiche e non. Nomenclatura dei principi attivi, DC.IT, DCI, ruolo nel monitoraggio e nell’informazione scientifica. Farmacovigilanza. Classificazione ATC.


MODULO B – Lez. 36 ore; CFU 5
PARTE SISTEMATICA
Unità 4FARMACI ANTIINFETTIVI: generalità, cenni storici. Curve di crescita di popolazioni batteriche, meccanismi e selettività d’azione. Antibiotico-resistenza.
CHEMlOTERAPICI ANTIBATTERICI: varie classificazioni e meccanismi d'azione.Sulfamidici: cenni storici, classificazione, spettro, associazioni, meccanismo d'azione, sintesi dei derivati N-eterociclici, N-acilici e simili, acilaminici, relazioni struttura-attività.- classici: sulfatiazolo.- semiretard: sulfadiazina, sulfametossazolo + trimetoprim.- retard: sulfadimetossina, sulfametopirazina (sulfalene).- ad azione topica: sulfacetamide, sulfadiazina argentica, sulfametiltiazolo (sulfametotiazolo), ftalilsulfatiazolo, sulfasalazina.Nitrofurani: cenni storici, attività, spettro, meccanismo d'azione, sintesi, relazioni struttura-attività. Nitrofurazone (nitrofural), nitrofurantoina, nifuratel.Nitroimidazoli: cenni storici, spettro, meccanismo d'azione, sintesi. Metronidazolo.Chinoloni: derivati ossichinolinici e naftiridinici, fluoro- e difluorochinoloni, sintesi, meccanismo d'azione, relazioni struttura-attività.- I generazione: acido nalidixico.- II generazione: acido pipemidico, cinoxacina.- III generazione: ofloxacina, norfloxacina, ciprofloxacina, enoxacina, pefloxacina, levofloxacina, rufloxacina, moxifloxacina.- profarmaci: prulifloxacina- difluoroderivati: lomefloxacinaOxazolidinoni: generalità. Linezolid.
Unità 5CHEMIOTERAPICI ANTIMICOBATTERICI: generalità, terapia antitubercolare ed antileprotica, meccanismo d'azione, sintesi.Diaminodifenilsolfoni: dapsone, acedapsone. Acidi carbossilici e derivati: acido p-aminosalicilico, isoniazide e associazioni, pirazinamide.Etilendiamine: etambutolo.Associazioni antitubercolari
ANTIBIOTICI ANTIMICOBATTERICI: cicloserina, rifamicina SV, rifampicina, rifabutina, streptomicina.
Unità 6ANTIBIOTICI ANTIBATTERICI: cenni storici, metodi di produzione: fermentazione, sintesi, semisintesi.ANTIBIOTICI CHE INIBISCONO LA BIOSINTESI DELLA PARETE CELLULAREBetalattamine: strutture, nomenclatura, meccanismo d'azione, spettro, resistenza batterica.• penicilline: produzione della penicillina G, degradazione, acidolabilità, acidoresistenza, produzione del 6-APA, sintesi, relazioni struttura-attività. - p. ritardo: benzilpenicillina benzatinica.- p. penicillinasi-resistenti: oxacillina, cloxacillina, flucloxacillina.- p. a largo spettro: ampicillina, amoxicillina.- p. con migliorato assorbimento orale: bacampicillina.- p. antipseudomonas: carbenicillina, sulbenicillina, suncillina.- ureidopenicilline: piperacillina, azlocillina, mezlocillina.- Associazioni con inibitori enzimatici (acido clavulanico, sulbactam)
Unità 7• cefalosporine: cenni storici, attività, produzione della cefalosporina C, ottenimento del 7-ACA, relazioni struttura-attività, classificazione, sintesi. - I generazione: c. parenterali, cefacetrile, cefalotina, cefapirina, cefaloridina; c. orali, cefalexina, cefacloro. - II generazione: cefamandolo, cefuroxima, cefamicine, cefamicina C, cefoxitina.- III generazione: cefotaxima.- IV generazione: cefepime.• 2-penem: caratteristiche strutturali.• carbapenem: caratteristiche strutturali, spettro, tienamicina, imipenem e associazione con inibitori enzimatici.• monobattami: caratteristiche, spettro, sintesi, aztreonam.
Unità 8ANTIBIOTICI CHE INIBISCONO LA SINTESI PROTEICATetracicline: cenni storici, caratteristiche terapeutiche e strutturali, resistenze, relazioni struttura-attività, proprietà chimiche, stabilità, derivati di uso terapeutico, classificazione, sintesi.- I generazione: clortetraciclina, tetraciclina, ossitetraciclina (associazione);- II generazione: metaciclina, doxiciclina, minociclina, meclociclina;- profarmaci, limeciclina, rolitetraciclina (associazione). - glicilcicline, tigeciclina.Amfenicoli: caratteristiche terapeutiche e strutturali, spettro d’azione, relazioni struttura-attività, sintesi di cloramfenicolo e tiamfenicolo.
Unità 9Macrolidi: caratteristiche terapeutiche e strutturali, classificazione, meccanismo d'azione, spettro, resistenza. Eritromicina e proprietà chimiche, claritromicina, fluritromicina, roxitromicina, azitromicina, troleandomicina, spiramicina, rokitamicina. Ketolidi, telitromicina.Antibiotici carboidratici: lincosamidi, lincomicina, relazioni struttura-attività, clindamicina.Aminoglicosidi: caratteristiche strutturali e terapeutiche, resistenza batterica, classificazione. Streptomicina, kanamicine, tobramicina, amikacina, sintesi, gentamicina, netilmicina.
ANTIBIOTICI CHE INIBISCONO LA BIOSINTESI DEGLI ACIDI NUCLEICIAnsamicine: rifamicine, meccanismo e spettro d'azione, caratteristiche strutturali, relazioni struttura-attività, rifamicina SV, rifampicina e induzione enzimatica, rifabutina.
ANTIBIOTICI CHE MODIFICANO LA PERMEABILITÀ DELLA MEMBRANA CELLULAREPolipeptidi: classificazione, meccanismo d'azione, bacitracina.Lipopeptidi: meccanismo d'azione, polimixine, colistina.
Unità 10ANTIMICOTICI: generalità su funghi, micosi, terapia, classificazione.Antibiotici: griseofulvina, nistatina, amfotericina.Imidazoli: indicazioni terapeutiche, meccanismo d'azione e sintesi, clotrimazolo, miconazolo, econazolo, isoconazolo, chetoconazolo.Triazoli: terconazolo, fluconazolo.
Unità 11ANTIVIRALI: generalità sui virus, ciclo riproduttivo, terapia antivirale, chemioterapici, meccanismi d'azione, spettro e sintesi.Aminoadamantani: amantadina, tromantadina.Antimetaboliti nucleosidici: pirimidinici, idoxuridina, citarabina, zidovudina, azolici, ribavirina, purinici, aciclovir, ganciclovir, penciclovir, famciclovir, valaciclovir, valganciclovir; oseltamivir, zanamivir.
Unità 12ANTINEOPLASTICI: generalità sui tumori e loro classificazione, cancerogenesi, terapie.- chemioterapici ciclo cellulare non specifici: agenti alchilanti; cisplatino, carboplatino, oxaliplatino; procarbazina e dacarbazina; agenti intercalanti: doxorubicina, daunorubicina, dactinomicina;- chemioterapici ciclo cellulare specifici: antimetaboliti, alcaloidi della Vinca, bleomicina.- immunostimolanti- inibitori ormonali.
Unità 13ANTIPROTOZOARI: cenni su malattie parassitarie, malaria, strategie terapeutiche. Sintesi e caratteristiche terapeutiche di antimalarici della fase esoeritrocitaria, primachina e della fase eritrocitaria, clorochina, pirimetamina, chinina, meflochina.

METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Obiettivo del corso: il corso si propone di fornire agli studenti le basi teoriche e pratiche per registrare ed interpretare gli spettri IR, NMR e di Massa dei composti organici.
Programma
Spettroscopia Infrarossa (IR). Concetti teorici fondamentali. Energia e frequenza vibrazionale in molecole biatomiche e poliatomiche . Vibrazioni di stiramento e di piegamento. Classificazioni delle bande di assorbimento. Modello per l'eccitazione vibrazionale del legame. Spettrofotometro IR a doppio raggio. Spettrometro FT-IR. Preparazione dei campioni e registrazione degli spettri per l' IR. Interpretazione spettri IR di alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli, fenoli, eteri, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e loro sali, anidridi, esteri , ammidi, ammine, nitrili, isocianati, immine, nitrocomposti, composti solforati, alogenuri alchilici e arilici.
Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). Proprietà magnetiche dei nuclei atomici. Transizioni di spin nucleare e loro energia. Precessione nucleare e risonanza magnetica nucleare. Popolazione dei livelli energetici. Spettrometro NMR CW. Sistema di riferimento fisso e sistema di riferimento ruotante. Tempi di rilassamento. Spettrometri a impulsi e trasformata di Fourier. Lo spostamento chimico. Shielding diamagnetica e costante di schermo. Fattori che provocano la variazione del chemical shift. Anisotropia diamagnetica. Molteplicità del segnale . Origine dello splitting. Accoppiamento geminale e vicinale. Accoppiamenti "long range": accoppiamenti meta e para in composti aromatici, accoppiamento allilico e omoallilico, accoppiamento virtuale, accoppiamenti a W in composti saturi. Fattori che infuenzano la costante di accoppiamento. Spostamento chimico e accoppiamento di protoni legati all'ossigeno, all'azoto e allo zolfo. Equivalenza chimica e magnetica. Protoni enantiotopici e diastereotopici. Spettri di primo e di secondo ordine. Sistemi AX, AB, AMX, ABX , AA'XX' e AA'BB'. Reagenti di Chemical shift. Disaccoppiamento omonucleare. Correlazioni empiriche per calcolare i chemical shift: regola di Shoolery per gli alcani e di Pascual-Meier-Simon per gli alcheni. Risonanza magnetica del 13C. Spettri totalmente accoppiati, completamente disaccoppiati e "off resonance". Nuclear Overhauser effect. Parametri di shift additivi in idrocarburi alifatici lineari e ramificati, negli alcheni e nei composti aromatici. APT, DEPT, spettri differenza NOE. Spettrosopia NMR in 2D: COSY, HETCOR.
Spettrometria di Massa (MS). Concetti teorici fondamentali. Spettrometro di massa a singolo fuoco. Sorgente ionica a impatto elettronico. Sistemi di introduzione per campioni solidi, liquidi e gassosi. Analizzatore magnetico e sua equazione fondamentale. Potere risolutivo. Spettrometro di massa a doppio fuoco. Analizzatore quadrupolare, a trappola ionica e a tempo di volo . Rivelatore e registratore. Picco molecolare, picchi isotopici, picco base, picchi metastabili. Regola dell'azoto. Determinazione della composizione elementare dello ione molecolare. Principali meccanismi di frammentazioni: scissioni semplici omolitiche ed eterolitiche, scissioni con riarrangiamento. Fattori che regolano gli schemi generali di frammentazione. Frammentazioni tipiche di alcani, alcheni, alchini, cicloalcani, cicloalcheni, idrocarburi aromatici, alcoli, fenoli, eteri, tioli, tiofenoli, tioeteri, aldeidi, chetoni, esteri, acidi, anidridi, ammidi, ammine, nitrili, isocianati, nitrocomposti, composti alogenati. Chemical Ionization. Fast Atom Bombardment. Gascromatografo e HPLC accoppiati allo spettrometro di massa. Elettrospray. MALDI-TOF.
Periodicamente saranno svolte esercitazioni in aula sotto forma di problemi sulla interpretazione di spettri IR, NMR e di Massa di composti organici a struttura incognita.
Testi consigliati: R. M. SILVERSTEIN, F. X. WEBSTER, D. J. KIEMLE- Identificazione Spettrometrica di Composti Organici-II Edizione -Casa Editrice Ambrosiana.
G. M. LAMPMAN, D. L. PAVIA, , G. S. KRIZ, and J. R. VYVYAN - Introduction to Spectroscopy: a Guide for Students of Organic Chemistry - BROOKS/COLE – CENGAGE Learning. (amazon.uk).
B. GIOIA, R. STRADI, E. ROSSI - Guida al Corso di Metodi Fisici in Chimica Organica - Vol. I: Infrarosso - Vol. II: Massa - Vol. III: NMR – Edizioni CUSL- (Cooperativa Universitaria Studio e Lavoro - P.zza L. da Vinci 32 Milano).
M. HESSE, H. MEIER, B. ZEEH - Metodi Spettroscopici nella Chimica Organica – Edizione II- EdiSES- Via Nuova San Rocco 62/A Napoli.
G. F. PEDULLI - Metodi Fisici in Chimica Organica - Piccin - Padova.

Totale crediti 8
Esami: Consistono in una prova scritta e in un colloquio orale.
Orario di ricevimento: Sempre disponibile. Per appuntamento

Testi consigliati:

R. M. SILVERSTEIN, F. X. WEBSTER, D. J. KIEMLE- Identificazione Spettrometrica di Composti Organici-II Edizione -Casa Editrice Ambrosiana.

G. M. LAMPMAN, D. L. PAVIA, , G. S. KRIZ, and J. R. VYVYAN - Introduction to Spectroscopy: a Guide for Students of Organic Chemistry - BROOKS/COLE – CENGAGE Learning. (amazon.uk).

B. GIOIA, R. STRADI, E. ROSSI - Guida al Corso di Metodi Fisici in Chimica Organica - Vol. I: Infrarosso - Vol. II: Massa - Vol. III: NMR – Edizioni CUSL- (Cooperativa Universitaria Studio e Lavoro - P.zza L. da Vinci 32 Milano).

M. HESSE, H. MEIER, B. ZEEH - Metodi Spettroscopici nella Chimica Organica – Edizione II- EdiSES- Via Nuova San Rocco 62/A Napoli.

G. F. PEDULLI - Metodi Fisici in Chimica Organica - Piccin - Padova.

ANALISI CORRELATIVE STRUTTURA ATTIVITA' (6 CFU; codice: 85730)
Organizzazione generale del corsoLe attività del corso sono costituite da lezioni frontali e studi di casi in aula. È obbligatoria la frequenza ad almeno il 70% delle lezioni. La frequenza alle lezioni è attestata dalla firma dello studente.
Obiettivi formativiIl corso intende fornire allo studente conoscenze sulla correlazione tra struttura molecolare e attività biologica in composti di interesse farmaceutico. In particolare, il corso è indirizzato allo studio dei principali descrittori molecolari, alle tecniche di analisi regressionale per la costruzione di modelli matematici e ai principali parametri statistici utili per la loro validazione.
ProgrammaGENERALITÀ SUL CORSO.RAPPRESENTAZIONE DELLE MOLECOLE. van der Waals Surface Area e Solvent-Accessible Surface Area (SASA). Grafo di una molecola. Tabelle di connessione. Matrici di adiacenza. Matrici di distanza topologica. Matrici di distanza 3D. Structure data format (Molfile). Esempi di indici topologici: Topological autocorrelation vector. Notazione SMILES (Simplified Molecular Imput Line Entry): regole principali ed esempi di notazione. Bit strings e Indici di similarità: Tanimoto coefficient. Motivi strutturali in una molecola secondo Bemis and Murcko: Ring systems, Linkers, Side-chains, Frameworks o Scaffolds. Motivi strutturali privilegiati e motivi strutturali indesiderati in drug-design.INTERAZIONI FARMACO-RECETTORE. Relazione tra variazione di energia libera e costante di equilibrio del complesso farmaco-recettore. Relazione tra variazione di energia libera standard e Ki. Competition binding assays: protocollo sperimentale. Curva di spiazzamento del ligando marcato e definizione di IC50. Calcolo del valore di Ki: equazione di Cheng e Prusoff con esempi di calcolo. Processi che favoriscono o sfavoriscono l’interazione farmaco-recettore. Cenni ai diversi tipi di legami e interazioni tra farmaco e recettore: legame a idrogeno, interazioni elettrostatiche, effetto idrofobico, interazioni di van der Waals, interazioni tra sistemi aromatici. Studio di un Caso 1: Interazioni tra Carazololo e recettore beta2-adrenergico (D. M. Rosenbaum et al. Science, 318, 1266-1273, 2007). Studio di un Caso 2: Meccanismo di binding tra Alprenololo e recettore beta2-adrenergico (R. O. Dror et al., PNAS, 108, 13118-13123, 2011).PROPRIETÀ DELLE MOLECOLE. Parametri chimico-fisici e descrittori molecolari. Parametri di lipofilia: logP; costante idrofobica del sostituente di Hansch-Fujita, p greco. Metodi per la misura sperimentale del logP. Metodo dello Shake-flask, protocollo sperimentale secondo la OECD Guideline n° 107, vantaggi e svantaggi del metodo. Metodo in RP-Thin Layer Chromatography, definizione di RM e relazione tra RM e logP. Metodo in RP-HPLC, definizione di fattore di capacità e sua relazione con logP. Metodi di calcolo del logP: Metodo per sostituzione. Metodi fragment-based (Nis and Rekker; Hansch and Leo) ed esempi di calcolo con CLOGP e ACD/Log P softwares. Metodi atom-based. Definizione di logD. Formule per il calcolo di logD per composti acidi o basici. Grafici di logD in funzione del pH per diverse tipologie di principi attivi. Esempi generati con ACD/Log D software. Importanza del logD7.4 sulle drug-like properties. LogP come descrittore molecolare in QSAR: esempi di modelli lineari e non lineari. Parametri elettronici. Costanti di Hammett, sigma, e loro definizione. Equazione di Hammett e definizione di rho. Componenti F e R di Swain e Lupton. Parametri sterici. Costante di Taft, Es, sua definizione e correlazione con il raggio di van der Waals. Costante di Taft corretta, Esc. Rifrazione molare, MR, sua definizione e relazione con il volume molare. Volume di van der Waals, Vw. Parametri STERIMOL (L, B1-B4 e L, B1, B5) di Verloop e loro definizione. Esempi di descrittori topologici. Total Adjacency Index con esempio di calcolo. Kier and Hall Connectivity Indices, chi, con esempi di calcolo per 1chi e 2chi. Numero di gruppi accettori (HBA) e donatori (HBD) di legami a idrogeno in una molecola. Polar Surface Area (PSA) e Topological Polar Surface Area (TPSA), definizioni e metodi di calcolo.LINEE GUIDA PER LA PROGETTAZIONE DI DRUG-LIKE COMPOUNDS.Regole di Lipinski (Regola del 5): origine, definizione, utilizzo. Definizione di Rotatable bond. Esempi di identificazione dei Rotatable bonds in strutture di interesse farmaceutico. Regole di Veber. Regola del 3 e sua applicazione in Fragment-based Screening. Ligand Efficiency (LE) e Binding Efficiency Index (BEI), loro definizione e calcolo. Influenza delle dimensioni molecolari su LE.ANALISI DI REGRESSIONE IN QSAR.Analisi di regressione lineare semplice. Definizione e requisiti necessari per poter eseguire un’analisi di regressione lineare. Metodo dei minimi quadrati. Formule per il calcolo del coefficiente angolare e dell’intercetta. Coefficiente di correlazione, r, definizione e formula per il calcolo. Esempi di calcolo su un set di dati. Definizione di Total Sum of Squares (TSS), Explained Sum of Squares (ESS) e Residual Sum of Squares (RSS). Coefficiente di determinazione, r2, e formule per il calcolo. Errore standard di y, del coefficiente angolare e dell’intercetta. Calcolo degli intervalli di confidenza per il coefficiente angolare e l’intercetta. Analisi della Varianza (ANOVA) e Statistical Hypothesis Testing. Espressione dell’ipotesi nulla e dell’ipotesi alternativa nel contesto dell’analisi di regressione lineare semplice. Calcolo delle Mean Squares (MSE, MSR, MST). F-test come metodo statistico per l’accettazione o il rigetto dell’ipotesi nulla ed esempio di calcolo. Analisi di regressione lineare multipla. Descrizione del modello e R2. F-test in analisi di regressione lineare multipla. Strategie per la creazione di un modello di regressione multipla: Backward Elimination e calcolo di F-to-remove; Forward Inclusion e calcolo di F-to-enter. Procedure di cross-validazione di un modello regressionale. Leaving One sample Out at time (LOO) e calcolo di Q2. Definizione di Training set, Evaluation set e Test set. Utilizzo del coefficiente di correlazione r tra attività predette e attività sperimentalmente determinate nella validazione di un modello. Analisi delle correlazioni casuali tra variabili in un modello regressionale: metodo dello Y scrambling.APPROCCI DI HANSCH E DI FREE-WILSON IN QSARGeneralità sull’approccio di Hansch. Equazioni di Hansch. Scelta delle variabili indipendenti e termini quadratici nell’equazione. Interpretazione dell’equazione in base al valore e al segno dei coefficienti. Esempi di equazioni di Hansch su sets di molecole ad attività alfa-adrenolitica e ad attività antimalarica. Grafico di Craig per la scelta dei sostituenti. Approccio di Free-Wilson: generalità e definizione di variabile indicatrice.ANALISI DELLE COMPONENTI PRINCIPALI (PCA) E PARTIAL LEAST SQUARES (PLS)Matrice di correlazione tra variabili. Collinearità. Pre-trattamento dei dati: autoscaling. Generalità e principi dell’analisi delle componenti principali. Interpretazione geometrica delle componenti principali. Scores e Loadings: matrici, plots e loro interpretazione. Eigenvalues. PCA come tecnica di classificazione. Studio di un Caso 3: Profili di binding di farmaci antipsicotici (J.H.L. Lange et al., J. Med. Chem. 50, 5103-5108, 2007). Regressione sulle componenti principali (PCR). Generalità e principi della tecnica PLS. Caratteristiche delle variabili latenti. Definizione e utilizzo della PRESS. Interpretazione geometrica delle variabili latenti.3-D QSAR: COMPARATIVE MOLECULAR FIELD ANALYSIS (COMFA)Generalità e principi del metodo. Definizione IUPAC di farmacoforo. Campi sterici e elettrostatici. Interpretazione delle contour maps. Studio di un Caso 4: CoMFA study of piperidine analogues of cocaine at the dopamine transporter (H. Yuan et al. J. Med. Chem. 47, 6137-6143, 2004).
Conoscenze, competenze e capacità acquisiteA completamento con successo del corso, lo studente avrà conoscenze e competenze su:1. i diversi tipi di rappresentazione della struttura molecolare (1D, 2D, 3D). Sarà in grado di applicare la notazione SMILES e di costruire le tabelle di connessione e le matrici di adiacenza e di distanza topologica. Sarà in grado di calcolare il Tanimoto coefficient considerando le bitstrings di due diverse molecole;2. le interazioni farmaco-recettore. Sarà anche in grado di descrivere il Radioligand Binding Assay e di calcolare il valore di Ki dalla curva di spiazzamento;3. i principali descrittori molecolari di tipo sterico, elettronico, e di lipofilia e sui più comuni descrittori topologici per la parametrizzazione delle molecole di interesse; sarà capace di descrivere i metodi di calcolo, utilizzando software opportuno, o di misura sperimentale di alcuni descrittori (ad es.: log P).4. le principali linee guida nella progettazione di molecole drug-like. Sarà in grado di riconoscere i rotatable bonds in una struttura e di calcolare la ligand efficiency (LE) di un ligando;5. le tecniche di analisi di regressione lineare semplice e multipla e sulla scelta del tipo e del numero di variabili indipendenti da inserire in un modello. Avrà conoscenze sull’approccio di Hansch e sull’utilizzo delle tecniche Principal Component Analysis (PCA) e Partial Least Square (PLS) in QSAR; sarà in grado di descrivere i principali parametri statistici pe la validazione di un modello QSAR;6. la tecnica ComFA in 3D-QSAR.
Modalità d’insegnamentoIl corso prevede delle lezioni frontali in aula durante le quali vengono presentati dettagliatamente tutti gli argomenti del programma. Gli studenti sono attivamente chiamati alla discussione in aula e allo studio di casi, illustrativi di alcuni importanti aspetti del programma.
Descrizione delle modalità d’esameL’esame finale è costituito da una prova scritta (comprendente domande a risposta multipla e domande a risposta aperta).Per sostenere l’esame è necessario prenotarsi on line accedendo con le proprie credenziali al Portale studenti sul sito dell’Università di Catania (www.unict.it). La lista di prenotazione è accessibile circa quindici giorni prima della data d’appello prevista sul calendario.
Materiale didatticoCopia del materiale presentato durante le lezioni è disponibile presso l’aula studio Pappalardo della Biblioteca di Facoltà (Ed. 2).
Testi consigliati e bibliografia1. G.L. Patrick, Introduzione alla Chimica Farmaceutica, II Edizione, Edises, 2010.2. G. Schneider, K.-H. Baringhaus, Molecular Design, Wiley-VCH, 2008.3. D. Livingstone, A practical guide to scientific data analysis, Wiley, 2009.4. D.J. Abraham (Edited by), Burger’s Medicinal Chemistry & Drug Discovery, Vol.1, Sixth edition, Wiley, 2003.5. C. Hansch, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, Pergamon Press, 1990.

Testi consigliati e bibliografia
1. G.L. Patrick, Introduzione alla Chimica Farmaceutica, II Edizione, Edises, 2010.
2. G. Schneider, K.-H. Baringhaus, Molecular Design, Wiley-VCH, 2008.
3. D. Livingstone, A practical guide to scientific data analysis, Wiley, 2009.
4. D.J. Abraham (Edited by), Burger’s Medicinal Chemistry & Drug Discovery, Vol.1, Sixth edition, Wiley, 2003.
5. C. Hansch, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, Pergamon Press, 1990.

CHIMICA ORGANICA II
Primo Modulo (n. 2 crediti)Amminoacidi: struttura generale, nomenclatura, chiralità, acidità e basicità, punto isoelettrico. Risoluzione ottica di ?-amminoacidi. Sintesi di amminoacidi. Sintesi asimmetrica. Reattività degli ?-amminoacidi: reazioni con ninidrina, protezione del gruppo amminico, attivazione del gruppo COOH (vari metodi). Polipeptidi: definizione, struttura primaria. Analisi dei peptidi: amminoacido N-terminale (reattivi di Sanger, Edman) e C-terminale (carbossi peptidasi), uso di enzimi per la determinazione della struttura primaria di un polipeptide. Sintesi peptidica. Sintesi di Merrifield.Carboidrati: definizione, classificazione. Aldosi e chetosi. Epimeri. Glucosio: forme cicliche emiacetaliche (anomeri ? e ?). Forme cicliche dei saccaridi: strutture di Haworth, strutture a sedia, nomenclatura. Mutarotazione dei saccaridi. Reazioni dei saccaridi: riduzione, ossidazione ad acidi aldonici e glicarici. Reazioni degli osi con i reattivi di Tollens, Benedict, Feeling, etc., degradazione ossidativa con periodato. Formazione di osazoni. Reazione di Amadori. Formazione di glicosidi: meccanismo e stabilità relativa dei due anomeri. Eteri del glucosio. Chetosi: definizione, strutture, nomenclatura. Fruttosio. Principali disaccaridi: maltosio, isomaltosio, cellobiosio, genziobiosio, lattosio, saccarosio. Polisaccaridi: Amido e cellulosa. Desossizuccheri e ammino zuccheri.
Secondo Modulo (n. 3 crediti)Reazioni pericicliche: definizione e classificazione. Regole di Woodward-Hoffmann. Reazioni elettrocicliche su polieni con (4n) e (4n + 2) elettroni. Movimento conrotatorio e disrotatorio e stereochimica conseguente. Reazioni di cicloaddizioni [2 + 2] e [4 + 2]. Requisiti e implicazioni stereochimiche per le cicloaddizioni [4 + 2]. Reazioni di cicloaddizioni [1,3] dipolari. Applicazioni della reazione di Diels-Alder. Rassegna di dieni e dienofili. Spostamenti sigmatropici: definizione, implicazioni stereochimiche. Cenni alla teoria degli orbitali molecolariReazioni radicaliche: Radicali liberi stabili; generazione di radicali; reazioni di accoppiamento, sostituzioni al carbonio saturo, addizioni, sostituzioni aromatiche; sterochimica delle sostituzioni radicaliche.Fotochimica: Aspetti teorici: l’interazione della radiazione elettromagnetica con la materia; lo stato eccitato; il trasferimento dell’energia di eccitazione; sensibilizzazione e quencing. Reazioni (cenni): fotoisomerizzazione geometrica; riarrangiamento di Zimmermann; Norrish tipo I, Norrish tipo II.Trasposizioni molecolari: trasposizione a centri elettron-poveri ed elettron-ricchi; orientazione e stereochimica della trasposizione; migrazione di doppi e tripli legami e di gruppi funzionali; trasposizioni su anelli aromatici.
Terzo Modulo (n. 1 crediti)Derivati organici dello zolfo: classificazione, struttura, nomenclatura. Legami multipli dello zolfo. Retrodonazione di elettroni: legami 3d-2p. Sintesi dei tiofenoli per riduzione dei solfoncloruri e tramite i sali di diazonio. Sintesi di mercaptani attraverso i sali di S-alchiltiouronio o con i reattivi di Grignard. Metodi di sintesi di disolfuri, solfuri, episolfuri, solfossidi, solfoni, acidi solfonici. Sali di solfonio. Ditiani: sintesi ed uso nella sintesi organica. Metilide di dimetilsolfonio e metilide di dimetilsolfossonio: comportamento con i derivati carbonilici. Derivati chirali dello zolfo: solfinati, solfossidi.Derivati organici del fosforo: struttura e nomenclatura. Stereochimica di fosfine, sali di fosfonio, fosfinossidi. Il fosforo come nucleofilo. Reazioni nucleofile sul fosforo. Decomposizione alcalina di sali di fosfonio quaternario. Reazioni di Arbuzov. Reazione di Wittig e reazioni correlate con applicazioni.
Quarto Modulo (n. 3 crediti)Composti eterociclici: definizione e classificazione. Vie generali di sintesi dei composti eterociclici: reazioni di formazione di cicli da precursori non ciclici e funzionalizzazione di sistemi ciclici “parente”. Fattore entropico ed entalpico nelle reazioni di ciclizzazione. Relazione fra dimensioni del ciclo e facilità di formazione. Effetto Anomerico. Regole di Baldwin. Eterocicli pentatomici ed esatomici aromatici e non aromatici. Aromaricità del pirrolo, furano e tiofene. Sostituzioni elettrofile sugli eterocicli pentatomici e pentatomici condensati. Reazioni di Mannich e Vilsmeier. Basicità del pirrolo. Alcuni metodi di sintesi degli eterocicli pentatomici e derivati. Piridina: struttura, risonanza. Basicità della piridina. Sostituzioni elettrofile e sostituzioni nucleofile sulla piridina (Reazioni di Chichibabin, alchilazione, arilazione) e suoi derivati. Reazioni all'azoto: formazione di sali di N-alchilpiridinio e piridina N-¬ossido. Reattività della piridina N-ossido. Idrossipiridine e amminopiridine. Sintesi di Hantzsch della piridina. Chinolina e isochinolina. Pirimidina: reattività e sintesi. Basi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e nucleotidi: nomenclatura e struttura. Sintesi organica: approccio retrosintetico.
Esercitazioni scritte sotto forma di problemi sulle reazioni organiche trattate e su sintesi di particolari composti di interesse farmaceutico.

TESTI CONSIGLIATI:

AA. VV. – Chimica Organica – Edi-Ermes (2011)
Norman & Coxon- Principi di Sintesi Organica-PICCIN
P. Jurkanis BRUICE – Chimica Organica – EdiSES (2007)
T. W. G. SOLOMONS, C. B FRYHLE – Chimica Organica – Zanichelli (2008)
R. T. MORRISON, R. N. BOID – Chimica Organica – Ambrosiana (1997)
P. C Vollhardt, N. E Schore – Chimica Organica – Zanichelli (2005)
T. W. G. Solomons, C. B Fryhle, R. G. Johnson – La chimica organica attraverso gli esercizi – Zanichelli (2010)