84569 - CHIMICA METALLORGANICA E CATALISI OMOGENEA M

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere Acqua pulita e servizi igienico-sanitari Città e comunità sostenibili Consumo e produzione responsabili

Anno Accademico 2022/2023

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha competenze sui metodi di sintesi e di reattività di composti metallorganici, e come modelli di intermedi nei meccanismi di reazioni industriali, nonché sulla loro caratterizzazione attraverso opportune tecniche spettroscopiche. Comprende inoltre il ruolo esercitato da composti metallorganici in catalisi omogenea di processi industriali, sia nella chimica di base che farmaceutica e nell’attivazione di molecole quali idrogeno, ossido di carbonio olefine e legame C-H di alcani, quali stadi chiavi della catalisi industriale. Infine lo studente apprende le applicazioni dei composti metallorganici e di coordinazione nello sviluppo di alcuni nuovi materiali molecolari funzionali e il ruolo della sostenibilita' nelle motodologie di sintesi.

Contenuti

CHIMICA METALLORGANICA E CATALISI OMOGENEA

Crediti: 6

Prerequisiti

Conoscenza della teoria VSEPR per disegnare correttamente la stereogeometria dei leganti e il conteggio degli elettroni d che defiiscono l'appartenenza ai gruppi dei metalli di transizione. Definizione e designazione degli stati di ossidazione del Metallo in un complesso. Teoria CFL e O.M.

A) Interazione e cooperazione Legante - Metallo

1.Conteggio elettronico e cenni di cinetica dei complessi ottaedrici e planari quadrati

2. Metallo-carbonili mono e polinucleari . Le tipologie principali delle reazioni dell'ossido di carbonio coordinato.

3. Metallo-alchili e metallo-arili . Reazioni di formazione del legame carbonio-carbonio. Attivazione del legame C-H, H-H e CO2

4. Metallo idruri e composti contenenti idrogeno molecolare. Concetto di legame agostico e relative proprieta' spettroscopiche.

5. Reattività di molecole organiche pigreco-coordinate a metalli di transizione (olefine e olefine coniugate aperte e ad anello). I metallo armatici, allili e i metallo ciclopentadienili  Concetti di apticita' e flussionalita' legati alle proprieta' spettroscopiche

B) Catalisi Omogenea

6. Dalla coordinazione dell'olefina a metalli di transizione al ruolo di metallo-olefine nei processi catalitici – idrogenazioni e idrogenazioni asimmetriche La loro evoluzione nella scelta dei catalizzatori e dei processi  in relazione alle richieste economiche e di sotenibilita'

6. Metallo-carbeni secondo Fischer e Schrock Le reazioni associate di metatesi e oligo-e polimerizzazione–

7. La catalisi organometallica nelle reazioni di sintesi e nei processi industriali. Carbonilazione del metanolo. Storia ed Evoluzione : reazioni di idroformilazione (Wacker, Pd) e i processi Monsanto (Co e Rh, fosfino-modificati e Cativa Ir); CO e carbeni – reazioni tipo Fischer-Tropsch

8. Identificazione della struttura dei complessi organometallici: Cenni di IR e NMR multinucleare

9. Cenni di Chimica Sostenibile in Catalisi omogenea: Reagenti, Solventi e Metodologie

Testi/Bibliografia

Miessler "Organometallic Chemistry"

Elschenbroich Ch., Salzer A., "Organometallics, a concise introduction", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Germania.

Van Leuven Principle of homogeneous Catalysis

Metodi didattici

Lezioni in aula corredate da opportune esercitazioni.

Partecipazioni a conferenze su tematiche inerenti al corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento viene realizzata con una prova finale orale. La prova orale consiste nella presentazione in power-point e relativa discussione di un articolo scientifico recente (ultimi 5 anni), a scelta dello studente su proposta di una rosa di articoli inerenti alla chimica metallorganica e alle sue svariate ed innovartive applicazioni in catalisi. Un secondo ppt (max 10 diapositive) viene poi richiesto su un argomento a scelta trattato durante il corso. L'esposizione deve essere schematica e puntualizzare sugli argomenti essenziali. Al termine della discussione verranno effettuate domande esplicative ed approfondimenti sul tema. La forma della presentazione richiede un frontespizio con autori affilazione e titolo del tema di ricerca E' richiesta inoltre una essenziale bibliografia iniziale relativa allo stato dell'arte dell'argomento trattato.

Strumenti a supporto della didattica

powerpoint; lavagna per comprendere la costruzione degli schemi e per descrivere la risoluzione dei quiz proposti risolti collettivamente.

video podcast  links e

kahoot come supporto informatico ai quiz

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Silvia Bordoni