- Docente: Silvia Bordoni
- Crediti formativi: 6
- SSD: CHIM/03
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Chimica industriale (cod. 0884)
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 nellattivazione 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 CatalysisMetodi 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 complessiva suddivisa in una parte scritta seguita da una parte orale. La prova scritta, della durata di due ore, consiste in sei domande aperte, sui contenuti del corso, da svolgere in massimo quindici righe per ciascuna e viene considerata superata con un punteggio pari o superiore a 18/30. 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 vasta gamma di articoli recenti inerenti alla chimica metallorganica e alle sue innovartive applicazioni in catalisi. Il voto finale è composto da una media pesata tra voto dello scritto e quello dell’orale, con una percentuale del 60% e 40%, rispettivamente.
Strumenti a supporto della didattica
proiettore e powerpoint; lavagna per comprendere la costruzione degli schemi e per descrivere la risoluzione dei quiz proposti risolti collettivamente.
distribuzione di supporti cartacei con tabelle e articoli utili alla comprensione di specifici argomenti
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Silvia Bordoni
SDGs
L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.