37722 - METODOLOGIE SPERIMENTALI PER LA PREPARAZIONE DI FARMACI (Gr. A)

Contenuti

Lezioni teoriche

MODULO 1

Nozioni di sicurezza nel laboratorio chimico. Tecniche ed apparati: vetreria, apparecchiature con giunti intercambiabili di uso generale in chimica organica preparativa: cura e manutenzione. Raffreddamento e riscaldamento delle miscele di reazione. Metodi di agitazione. Tecniche di isolamento e purificazione: Purificazione di solidi. Decolorazione. Filtrazione per gravità e sottovuoto: filtri di profondità e filtri di superficie. Cristallizzazione, riprecipitazione. Tecniche cromatografiche: cromatografia su strato sottile, cromatografia su colonna in gel di silice: flash column chromatography. Le microoonde nella sintesi di composti farmaceutici. La chimica combinatoria nello sviluppo di farmaci. Protocollo per il quaderno di laboratorio. Reazione di Wittig e sintesi di 9-(2-feniletenil)antracene. Reazione di Hantzsch e sintesi di nifedipina. Reazione di acetilazione e sintesi di acido acetilsalicilico. Reazione di Pabon e sintesi di curcumina. Condensazione aldolica e sintesi di una libreria di calconi. Reazione di esterificazione e sintesi di benzoato di metile. Reazione di sostituzione nucleofila e sintesi di 4-(4-metossifenossi)benzaldeide. Sintesi di una libreria di fenilidrazoni.

MODULO 2

Concetti di green and sustainable manufacturing nell’industria farmaceutica. Esempi di approcci green alla produzione di principi attivi.

MODULO 3

Teoria dell'estrazione. Classificazione estratti. Estrazioni con solventi. Diagramma ternario. Coefficiente di estrazione, coefficiente di distribuzione. Estrazione acido-base liquido-liquido. Estrazione in controcorrente. Estrazione con liquidi ioni e con misceli eutettiche. Estrazioni con sistemi acquosi a due fasi basate su liquidi ionici. Estrazione solido–liquido in continuo (soxhlet). Estrazione in fase solida. Sistemi a cartuccia singola e multipla. Microestrazione in fase solida. Estrazione accelerata con solventi pressurizzati. Estrazione con fluidi supercritici. Estrazione con ultrasuoni Estrazione assistita con microonde. Essiccamento di solidi, essiccamento di apparati. Reazioni anidre. Essiccazione di liquidi e di soluzioni di composti organici in solventi organici: agenti essiccanti. Distillazione. Evaporatore rotante. Distillazione in corrente di vapore. Distillazione frazionata: a pressione atmosferica ed a pressione ridotta. Purificazione dei comuni solventi organici.

Esperienze di laboratorio

MODULO 4

Reazione di Wittig e sintesi di 9-(2-feniletenil)antracene. Reazione di Hantzsch e sintesi di nifedipina. Reazione di acetilazione e sintesi di acido acetilsalicilico. Reazione di Pabon e sintesi di curcumina. Condensazione aldolica e sintesi di una libreria di calconi. Reazione di esterificazione e sintesi di benzoato di metile. Reazione di sostituzione nucleofila e sintesi di 4-(4-metossifenossi)benzaldeide. Sintesi di una libreria di fenilidrazoni.

MODULO 5

Reazioni assistite da microonde: sintesi green dell’aspirina. Riduzione enzimatica dell’acetoacetato di etile.

MODULO 6

Purificazione per estrazione della BOC-prolina ottenuta per sintesi. Estrazione, purificazione e determinazione quantitativa del betacarotene dal Lycospericon esculentum. Estrazione della trimiristina dalla Myristica fragrans. Estrazione di flavonoidi e dell'olio essenziale dai capolini essiccati di Matricaria camomillae. Estrazione e determinazione quantitativa della nicotina dalla foglie essiccate di Nicotiniana tabaccum. Estrazione in fase solida e determinazione quantitativa delle xantine dalle foglie essiccate di Thea sinensis. Estrazione in fase solida con colonne DPA-6S dei curcuminoidi dalla radice polverizzata di Curcuma longa.

Testi/Bibliografia

1) VOGEL. CHIMICA ORGANICA PRATICA. CASA EDITRICE AMBROSIANA, SECONDA EDIZIONE, MILANO 1988 2) R. M. ROBERTS, J.C. GILBERT, S. F. MARTIN. CHIMICA ORGANICA SPERIMENTALE. ZANICHELLI, BOLOGNA 2003 3) A.J. HANDELY. EXTRACTION METHODS IN ORGANIC ANALYSIS. SHEFFIELD ACADEMIC PRESS, CANADA 1999 4) D.L. PAVIA, G. M. LAMPMAN, G.S. KRIZ. IL LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA, EDIZIONI SORBONA , MILANO 1994 5) P.M. DEWICK. CHIMICA, BIOSINTESI E BIOATTIVITA' DELLE SOSTANZE NATURALI. PICCIN, PADOVA 2000 6) MARCO D'ISCHIA LA CHIMICA ORGANICA IN LABORATORIO PICCIN PADOVA 2002 LUCIDI, CD, APPUNTI DI LEZIONI, COPIE DI ARTICOLI INERENTI GLI ARGOMENTI DI LEZIONE ADVANCED PRATICAL ORGANIC CHEMISTRY THIRD EDITION LEONARD LYGO PROCTER CRC PRESS

Metodi didattici

Il corso sarà affiancato da esercitazioni di laboratorio. Le esercitazioni saranno individuali e pratiche ed hanno lo scopo di fornire la possibilità a ciascun studente di applicare le diverse metodiche di sintesi di piccole molecole e di preparazione degli estratti di droghe vegetali delineate in forma teorica durante le lezioni frontali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento è volta ad accertare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici: conoscenza dei concetti di base relativi alle strategie sintetiche utilizzate nei laboratori di ricerca ed industriali per la scoperta e sviluppo di nuovi farmaci ed alle procedure di laboratorio correlate; conoscenza degli aspetti fondamentali riguardanti le tecniche della chimica farmaceutica pratica e delle metodologie classiche ed innovative per la sintesi di piccole molecole biologicamente attive; conoscenza delle metodiche per l'estrazione di prodotti di origine naturale.

Le date d’appello dei tre moduli sono le stesse e l’iscrizione all'esame si effettua tramite AlmaEsami: https://almaesami.unibo.it/almaesami/welcome.htm . La prova orale di ogni modulo può essere sostenuta secondo gli appelli programmati anche in date diverse. L’ordine delle prove orali può essere scelto dallo studente.

La verifica dell'apprendimento è attuata tramite: a) una prova pratica di laboratorio, effettuata al termine delle esercitazioni a posto singolo, b) ed esame orale.

In dettaglio: a) la prova pratica (prevista per il modulo 4) con validità illimitata, è propedeutica all'esame orale e consiste nell'esecuzione di una sintesi (MODULO 4) selezionate tra quelle già eseguite durante il corso pratico di laboratorio, corredata da una relazione finale. b) La prova orale consiste in quesiti specifici su argomenti inerenti gli obiettivi del Corso ed è organizzata come segue:

MODULO 1: due quesiti di cui il primo sarà relativo ad un’esperienza di laboratorio (si prenderà spunto dal quaderno di laboratorio che gli studenti avranno compilato descrivendo e commentando le esperienze pratiche); il secondo quesito, volto ad accertare il livello di preparazione teorica, riguarderà gli aspetti teorici e strumentali alla base delle esperienze di laboratorio.

MODULO 2: la prova orale consiste in una discussione di un articolo scientifico a scelta dello studente, inerente gli argomenti trattati durante il corso.

MODULO 3: la prova orale consiste in un colloquio su una tesina scritta riguardante un argomento trattato durante il corso.

Il voto finale dell'intero Corso viene calcolato come media ponderata tra le votazioni riportate nelle prove orali e l'accertata idoneità conseguita nelle prove pratiche di laboratorio.

Gli studenti ai quali il Consiglio convalida la firma di frequenza acquisita nella carriera pregressa devono superare la prova pratica di laboratorio prima di sostenere la prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Sistema Videoproiettore-PC, laboratorio per le esercitazioni pratiche previste nel corso di insegnamento. Le slides presentate durante le lezioni frontali sono rese disponibili agli studenti sul sito insegnamenti online (IOL) https://iol.unibo.it/, username e password sono riservati ai soli studenti iscritti all'Università di Bologna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Federica Belluti

Consulta il sito web di Maria Laura Bolognesi

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Consulta il sito web di Alberto Leoni

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