94192 - SOSTENIBILITA' DEI LABORATORI DI PRODUZIONE DEI FARMACI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha consapevolezza dei rischi ambientali connessi alle attività di un laboratorio chimico-farmaceutico e quindi, in proiezione, delle attività inerenti al processo produttivo del farmaco. Acquisisce competenze di carattere normativo necessarie per la progettazione e gestione più green delle future attività lavorative aziendali o presso istituti di ricerca in cui si troverà ad operare, con riferimento al quadro normativo nazionale ed europeo. Lo studente conosce i criteri per l’identificazione dei composti a maggior impatto ambientale ed è in grado di proporre metodi alternativi e greener sulla base dei case study affrontati.

Contenuti

Lezioni teoriche

Definizione di sostanza tossica. Classificazione degli effetti tossici. Fattori che influenzano gli effetti tossici. Proprietà chimico-fisiche delle sostanze tossiche. Volatilità e tensione di vapore. Solubilità. Persistenza, bioaccumulo e biomagnificazione. Assorbimento. Via transdermica. Via inalatoria. Via orale. Meccanismi biochimici di tossicità. Specie elettrofile. Specie nucleofile. Reattivi ossido-riduttivi. Specie radicaliche. Interferenza con attività enzimatiche. Le forze intermolecolari e il concetto di interazione covalente e non covalente tra due molecole. (Argomenti trattati dalla Prof.ssa Mara Mirasoli)

Principali classi di inquinanti. Generalità sugli inquinanti (produzione, distribuzione, campionamento. La qualità del dato nel laboratorio analitico in base alle normative europee.(Argomenti trattati dalla Prof.ssa Mara Mirasoli)

Fattori di rischio e aspetti legislativi dei composti chimici tossici. REACH (Registration, Evaluation, and Authorisation of Chemicals). Sostanze SVHC. CLP (Classification, Labelling, and Packaging). Classificazione delle sostanze e delle miscele.(Argomenti trattati dalla Prof.ssa Mara Mirasoli)

La gestione dei rifiuti. Normativa: D.Lgl.152/2006 e successive modifiche. Categorie di rifiuti. RAEE. Smaltimento rifiuti, MUD e SISTRI.(Argomenti trattati dalla Prof.ssa Mara Mirasoli)

La valutazione di impatto ambientale (V.I.A.). Procedure di VIA, VAS, e autorizzazione integrata ambientale AIA. AMBIENTE DI LAVORO D.Lgsl.81/08 Tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro. (Argomenti trattati dalla Prof.ssa Mara Mirasoli)

Green Economy. Il “Libro verde” della Commissione Europea sulla politica integrata relativa ai prodotti; cenni sulla normativa e sulle politiche in materia ambientale della Comunità Europea. La sostenibilità e gli obiettivi ONU per uno sviluppo sostenibile. La normativa Tecnica (Normazione ISO, UNI, EN). Introduzione ai principali standard: ISO 9001, ISO 14001, ISO 17025. (Argomenti trattati dalla Prof.ssa Mara Mirasoli)

Idrocarburi. Idrocarburi alifatici saturi. Idrocarburi alifatici saturi a corta catena, a catena più lunga (>C5). Idrocarburi alifatici insaturi non aromatici. Etilene. Butadiene. Idrocarburi aromatici. Benzene. Toluene. Xilene. Idrocarburi policiclici aromatici. Caratteristiche chimico-fisiche. Fonti di esposizione. Tossicocinetica. Tossicodinamica.

Composti organoossigenati. Alcoli e fenoli. Metanolo. Etanolo. Glicole etilenico. Alcoli superiori. Fenoli. Struttura e caratteristiche chimico-fisiche. Fonti e scenari di esposizione. Tossicocinetica e tossicodinamica. Aldeidi e chetoni. Formaldeide. Derivati carbonilici α,β insaturi. Acroleina. 4-Idrossi-2-nonenale (HNE). Acrilammide. Esteri. Ftalati

Composti organoalogenati. Alogenuri alchilici. Tetracloruro di carbonio, cloroformio, diclorometano. Paraffine policlorurate. Idroclorofluorocarburi. Perfluoroalchili. Alogenuri alchenilici. Cloruro di vinile. Tricloroetilene. Alogenuri arilici. Clorobenzene. Esaclorobenzene. Bifenili policlorurati (PCBs). Dibenzofurani e dibenzodiossine policlorurati.

Metalli e metalloidi. Fattori che influenzano la tossicità. Meccanismi di tossicità e di ecotossicità. Principali metalli e metalloidi di interesse tossicologico. Arsenico. Cadmio. Cromo. Mercurio. Piombo. Alluminio. Nichel. Selenio.

Composti inorganici. Composti inorganici del carbonio. Monossido di carbonio. Cianuro. Cianogeni, cianammidi e cianati. Composti inorganici dell’azoto. Ammoniaca. Idrazina. Ossidi di azoto. Acido nitrico. Nitriti e nitrati. Composti inorganici degli alogeni. Alogenuri di idrogeno. Acido ipocloroso e ipoclorito. Perclorato. Composti azotati degli alogeni. Composti inorganici del silicio. Silice. Silani. Composti inorganici del fosforo. Fosfina. Pentossido di difosforo. Alogenuri del fosforo. Composti inorganici dello zolfo. Solfuro di idrogeno. Biossido di zolfo e solfiti. Acido solforico. Disolfuro di carbonio. Solfuri alogenati.

Composti organoazotati. Ammine alifatiche e aromatiche. Nitrili, nitroderivati e isocianati. Ammine eterocicliche. Azocomposti, tossicocinetica e tossicodinamica. N-nitrosammine, usi e fonti di esposizione, tossicocinetica e tossicodinamica.Solventi green per estrazione e sintesi. Liquidi ionici, deep eupeptic solvent (DES), natural deep eupeptic solvent (NADES): definizione, classificazione, preparazione, caratteri chimico fisici. Esempi di applicazione.

Esperienze di laboratorio

• Raccolta di dati relativi al waste prodotto dai differenti laboratoridurante le normali attività didattiche. Tale lavoro, organizzato in team, mira alla preliminare valutazione della tipologia di prodotti chimici e dell’impatto ambientale sulla base delle quantità e dei relativi costi di smaltimento.
• Estrazione dell’apigenina dai capolini essiccati di Matricaria recutica con natural deep solvent.
• Sintesi della Nifedipina in deep euptetic solvent
• Applicazione della reazione di Suzuki con catalizzatori green alla sintesi di diarili.

Testi/Bibliografia

S.E. Manahan. Chimica dell'ambiente, Piccin, Padova, 2000

C. Baird, M. Cann. Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna, 2006

Stanley E. Manahan, Toxicological Chemistry and Biochemistry, Lewis Publisher, Third Edition 2003.

C. Marzano, C. Medana. Chimica tossicologica. Piccin. 2018

Diapositive ed appunti delle lezioni

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni teoriche frontali ed esercitazioni in laboratorio, entrambi a frequenza obbligatoria. Le esercitazioni di laboratorio vengono svolte dagli studenti singolarmente. Lo studente è supportato dal docente e dal tutor nello svolgimento delle esperienze di laboratorio al fine di conseguire una maggiore autonomia pratica. L'attività di laboratorio viene svolta con l'assistenza di tecnici di laboratorio al fine di sensibilizzare gli studenti ad operare nel rispetto delle norme di sicurezza. Sono previsti all’interno delle lezioni teoriche seminari ed interventi di esperti negli argomenti affrontati nel corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica finale del Corso è volto ad accertare il raggiungimento degli obiettivi didattici. L’iscrizione all'esame si effettua tramite AlmaEsami: https://almaesami.unibo.it/almaesami/welcome.htm. La verifica dell'apprendimento è attuata tramite una prova orale consistente in una discussione di un metodo alternativo per eseguire un’esperienza dei laboratori didattici scelta dello studente sviluppato secondo gli argomenti trattati durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni saranno svolte con il supporto dei comuni mezzi audiovisivi quali sistema videoproiettore-PC. 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.

Le esercitazioni pratiche verranno svolte dagli studenti in laboratori didattici a posto singolo, appositamente attrezzati con le strumentazioni e i materiali (reattivi) necessari.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alberto Leoni