88390 - ORGANOMETALLIC CHEMISTRY FOR CATALYSIS AND THE ENVIRONMENT

Conoscenze e abilità da conseguire

Basic principles and main properties of the organometallic compounds. The role of organometallic complexes in the modern industrial processes and their consequences in the environment.

Contenuti

Prerequisiti: Conoscenza dei principi della chimica inorganica e degli aspetti più significativi della struttura, proprietà e reattività dei composti inorganici. Conoscenza dei principi della termodinamica e cinetica, fondamenti di chimica inorganica ed organica, cenni di reazioni redox.

Durante il corso verranno trattati diversi argomenti riguardanti il ruolo della chimica metallorganica nell'ambito della chimica sostenibile, richiamando i principi dell'economica circolare e della catalisi omogenea ed in particolare:

a) Chimica metallorganica degli elementi: requisiti di stabilità temodinamica e cinetica; teoria HSAB per i metalli del gruppo principale ed applicazioni nei diversi comparti ambientali (suolo, acqua, aria ed esseri viventi):

b) Il ruolo della catalisi omogenea; Aspetti della reattività promosse da siti metallici. Implicazioni industriali nei processi selettivi e specifici (industria farmaceutica) relativi alla sintesi e alla separazione, reazioni di idrogenazione asimmetrica (principi di induzione chirale), carbonilazione (Wacker, Monsanto con Co, Rh e Ir, Celanese e Cativa), carbeni e metatesi delle olefine, oligo-polimerizzazione e processo SHOP, idrocianazione e C-C coupling;

c)Utilizzo dei sistemi organo-inorganici in processi sostenibili e di economia circolare che prevedono  reazioni catalitiche o stechiometriche col massima conversione e resa nel prodotto desiderato e implicano l'utilizzo senza SCARTO DI TUTTI GLI ATOMI DI CARBONIO in reazioni di riarrangiamento isomerico; idrogenazione e carbonilazione in cui il prodotto ingloba nel suo scheletro tutti i reagenti utilizzati

d) Metalli nell'ambiente: inquinamento e aspetti tossicologici in particolare riguardo a metalli apparentemente meno tossici o allergenici quali Ni, Al, Sn e Zn;

e) Cenni di attivazione del legame H2, C-H e CO2. Stato dell’arte e novità in letteratura;

f) Complessi per nuovi orientamenti dei metalli in medicina con particolare riguardo alle terapie antineoplastiche

g) Aspetti di caratterizzazione strutturale e spettroscopica di composti metallici (IR, NMR, UV e Raggi X e paragone con le strutture previste da calcoli DFT.

Testi/Bibliografia

D. A. Atwood, Sustainable Inorganic Chemistry, Wiley.

J. E. Huheey, A. E. Keiter, R. L. Keiter, Inorganic Chemistry, Casa Editrice Piccin

J. G. Speight, Environmental Inorganic Chemistry for Engineers, Butterworth-Heinemann

D. F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford, Inorganic Chemistry, Zanichelli

Metodi didattici

Il corso si svolge attraverso lezioni svolte in aula e discussioni critiche insieme con gli studenti di alcuni casi studio. Le lezioni sono supportate da videoproiezione di diapositive e filmati.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Agli studenti è richiesto di sostenere un esame orale in una delle sessioni d'esame previste al termine del corso. La prova orale riguarda gli argomenti trattati nel corso ed è volta a verificare il grado di comprensione della materia da parte dello studente e la sua capacità di creare correlazioni tra i concetti di base in chimica inorganica e metallorganica e le sue applicazioni nel campo della chimica sostenibile.

La prova orale nella trattazione con l’ausilio della lavagna di un argomento a piacere fra quelli trattati durante il corso ed altri chiarimenti su altri argomenti svolti. Lo studente dovrà rispondere in maniera sintetica, mettendo in risalto collegamenti con gli aspetti fondamentali di ciascun argomento. Il voto finale è basato sulla capacità dimostrata dallo studente di esporre in modo coinciso ed esaustivo le specifiche tematiche, e di cogliere le correlazioni tra le varie parti del programma e i concetti di base della chimica inorganica

Strumenti a supporto della didattica

Le attività didattiche si avvalgono di videoproiezione di presentazioni da computer; il materiale didattico presentato in queste occasioni ed utile per la preparazione dell’esame viene messo a disposizione è reso accessibile agli studenti sulla piattaforma IOL. Per l’ottenimento del quale lo studente deve collegarsi al sito: [https://iol.unibo.it/]. Vengono fornite indicazioni sulle fonti bibliografiche consultabili in rete o accessibili in biblioteca. Username e password sono riservati a studenti iscritti all'Università di Bologna e verranno forniti dal docente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Silvia Bordoni