Technology-driven organic synthesis
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di presentare metodi di sintesi organica innovativi ed alternativi, a basso impatto ambientale, economicamente sostenibili, fondati sull'utilizzo di nuove tecnologie. Obiettivi formativi dell'insegnamento sono i seguenti:
- introdurre gli/le studenti/studentesse all'utilizzo di tecnologie abilitanti in chimica organica per realizzare sintesi alternative e di nuova concezione di prodotti farmaceutici e, in generale, di fine chemicals.
- presentare i concetti generali della chimica a flusso (vantaggi, apparecchiature usate) e le sue applicazioni, sia a livello di laboratorio, che a livello industriale, per la realizzazione di processi di sintesi innovativi;
- introdurre l'utilizzo della fotocatalisi in sintesi organica per la formazione di legami C-C e C-X promossa dalla luce. Verranno sottolineati, attraverso esempi riportati in letteratura, i vantaggi di effettuare reazioni fotocatalizzate in condizioni di flusso continuo;
- introdurre l'utilizzo dell'elettrochimica in sintesi organica, applicata alla preparazione di piccole molecole, altamente funzionalizzate, presentando sia le apparecchiature utilizzate che le nuove metodiche;
- introdurre i concetti generali di intelligenza artificiale e machine learning applicate alla sintesi organica.
- introdurre gli/le studenti/studentesse all'utilizzo di tecnologie abilitanti in chimica organica per realizzare sintesi alternative e di nuova concezione di prodotti farmaceutici e, in generale, di fine chemicals.
- presentare i concetti generali della chimica a flusso (vantaggi, apparecchiature usate) e le sue applicazioni, sia a livello di laboratorio, che a livello industriale, per la realizzazione di processi di sintesi innovativi;
- introdurre l'utilizzo della fotocatalisi in sintesi organica per la formazione di legami C-C e C-X promossa dalla luce. Verranno sottolineati, attraverso esempi riportati in letteratura, i vantaggi di effettuare reazioni fotocatalizzate in condizioni di flusso continuo;
- introdurre l'utilizzo dell'elettrochimica in sintesi organica, applicata alla preparazione di piccole molecole, altamente funzionalizzate, presentando sia le apparecchiature utilizzate che le nuove metodiche;
- introdurre i concetti generali di intelligenza artificiale e machine learning applicate alla sintesi organica.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento, lo/la studente/studentessa dovrà:
- aver acquisito conoscenza e comprensione delle tecnologie abilitanti presentate nell'insegnamento e i vantaggi della loro applicazione in sintesi organica;
- aver acquisito competenza e capacità di discutere le tecnologie abilitanti applicate alla sintesi di un composto organico;
- essere in grado di proporre una sintesi/trasformazione di un composto organico funzionalizzato attraverso le metodiche presentate nell'insegnamento;
- essere in grado di fare ricerca bibliografica nella letteratura scientifica pertinente in modo autonomo.
- aver acquisito conoscenza e comprensione delle tecnologie abilitanti presentate nell'insegnamento e i vantaggi della loro applicazione in sintesi organica;
- aver acquisito competenza e capacità di discutere le tecnologie abilitanti applicate alla sintesi di un composto organico;
- essere in grado di proporre una sintesi/trasformazione di un composto organico funzionalizzato attraverso le metodiche presentate nell'insegnamento;
- essere in grado di fare ricerca bibliografica nella letteratura scientifica pertinente in modo autonomo.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Il programma dell'insegnamento prevede la presentazione e trattazione dei seguenti argomenti:
- chimica a flusso: presentazione dei vantaggi dei processi in continuo, anche sulla base dei 12 principi della Green Chemistry; presentazione dei vari tipi di reattori (tubolari e CSTR) e possibilità di sviluppare reattori home-made anche con l'uso della stampa 3D. (2 CFU)
- fotocatalisi: presentazione dei concetti di base; presentazione delle apparecchiature utilizzate; generazione di radicali attraverso la mediazione di fotocatalizzatori; applicazioni alla sintesi organica (1 CFU)
- esempi di reazioni fotocatalizzate in condizioni di flusso continuo (0,5 CFU)
- elettrochimica organica: presentazione dei concetti di base; presentazione delle apparecchiature utilizzate; generazione di radicali; applicazioni alla sintesi organica (1 CFU)
- esempi di reazioni elettrochimiche in condizioni di flusso continuo (0,5 CFU)
- intelligenza artificiale-machine learning: concetti di base e applicazione alla sintesi organica. (0,5 CFU)
- discussione di case-studies. (0,5 CFU)
Nell'ambito dei 6 CFU verranno proposti agli studenti momenti di discussione guidata, per permettere una migliore assimilazione dei contenuti del corso e promuoverne lo sviluppo di una discussione critica di un lavoro di letteratura.
- chimica a flusso: presentazione dei vantaggi dei processi in continuo, anche sulla base dei 12 principi della Green Chemistry; presentazione dei vari tipi di reattori (tubolari e CSTR) e possibilità di sviluppare reattori home-made anche con l'uso della stampa 3D. (2 CFU)
- fotocatalisi: presentazione dei concetti di base; presentazione delle apparecchiature utilizzate; generazione di radicali attraverso la mediazione di fotocatalizzatori; applicazioni alla sintesi organica (1 CFU)
- esempi di reazioni fotocatalizzate in condizioni di flusso continuo (0,5 CFU)
- elettrochimica organica: presentazione dei concetti di base; presentazione delle apparecchiature utilizzate; generazione di radicali; applicazioni alla sintesi organica (1 CFU)
- esempi di reazioni elettrochimiche in condizioni di flusso continuo (0,5 CFU)
- intelligenza artificiale-machine learning: concetti di base e applicazione alla sintesi organica. (0,5 CFU)
- discussione di case-studies. (0,5 CFU)
Nell'ambito dei 6 CFU verranno proposti agli studenti momenti di discussione guidata, per permettere una migliore assimilazione dei contenuti del corso e promuoverne lo sviluppo di una discussione critica di un lavoro di letteratura.
Prerequisiti
Per affrontare adeguatamente i contenuti dell'insegnamento è necessaria una buona conoscenza di chimica organica, in particolare della reattività dei gruppi funzionali e della stereochimica.
Metodi didattici
Lezioni frontali, seminari tenuti da esperti. La frequenza è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Sul portale MyAriel di Ateneo sarà disponibile il materiale didattico utilizzato dal docente (slides delle lezioni) e materiale aggiuntivo (letteratura di riferimento).
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La modalità di verifica dell'apprendimento è attraverso una prova orale con voto in trentesimi. Saranno oggetto di valutazione: le conoscenze acquisite; la capacità di organizzare discorsivamente le conoscenze; la capacità di collegare le diverse tecnologie trattate; la qualità dell'esposizione, anche attraverso l'uso del lessico specialistico.
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Ufficio del docente (Dipartimento di Chimica, stanza 3005)