52097 - LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI (A)

Conoscenze e abilità da conseguire

Laboratorio di preparazione estrattiva e sintetica dei farmaci (con modulo di Metodologie speciali in analisi farmaceutica): scopo dell'insegnamento e' quello di impartire, in modo aggiornato, le strategie sintetiche che possono essere perseguite nella ricerca di nuovi farmaci, sia da un punto di vista teorico che pratico. Ampio spazio sara' dedicato alla sintesi ed all'analisi di farmaci otticamente attivi: saranno fatti esempi sia di sintesi asimmetriche che di risoluzione di racemi utilizzando metodologie chimiche ed enzimatiche. L'analisi di farmaci chirali sarà effettuata mediante tecniche cromatografiche enantioselettive. Verranno presentate inoltre le tecniche di sintesi combinatoria e con microonde già ampiamente utilizzate a livello industriale nella ricerca di nuovi farmaci. L'insegnamento fornira' infine le conoscenze riguardanti l'estrazione liquido-liquido ed in fase solida di prodotti biologicamente attivi.

Contenuti

Modulo di Laboratorio di preparazione estrattiva e sintetica dei farmaci (3,5 CFU teorici e 4,5 CFU esercitazionali)

Docente: Michela Rosini

 

Lezioni teoriche

 

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. Teoria dell'estrazione. Estrazioni con solventi. Estrazione in fase solida. 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. Cromatografia su colonna in gel di silice: flash chromatography.

Le microoonde nella sintesi ed estrazione di composti farmaceutici.

La chimica combinatoria nello sviluppo di farmaci. Sintesi in fase solida.

Flow chemistry e reazioni multicomponent.

Protocollo per il quaderno di laboratorio.

 

Esperienze di laboratorio

-Riduzione enantioselettiva dell'acetoacetato di metile per via enzimatica e purificazione del prodotto di reazione per cromatografia su colonna a caduta.

-Protezione della prolina con BOC.

-Sintesi della tacrina.

-Sintesi del 9-(2-feniletenil)antracene.

-Sintesi della nifedipina.

-Ossidazione dell'isoborneolo a canfora.

-Riduzione della canfora a isoborneolo con sodioboroidruro.

-Sintesi della p-nitroacetanilide e purificazione per cromatografia flash.

-Sintesi dell'acido acetilsalicilico.

-Risoluzione della miscela racemica della 1-feniletanammina per cristallizzazione frazionata.

-Estrazione della trimiristina dalla Myristica Fragrans.

-Estrazione di flavonoidi e dell'olio essenziale dai capolini essiccati di Matricaria Camomilla.

-Estrazione e determinazione quantitativa della nicotina dalla foglie essiccate di Nicotiana Tabaccum.

-Estrazione in fase solida e determinazione quantitativa delle xantine dalle foglie essiccate di Thea Sinensis.

 

 

Modulo di Metodologie Speciali in analisi farmaceutica (2 CFU teorici e 2 CFU esercitazionali)

Docente: Manuela Bartolini (manuela.bartolini3@unibo.it)

 

Estrazione quantitativa in fase solida (SPE). Principi della tecnica e applicazioni. Estrazione quantitativa in fase solida (SPE). Tipi di sorbenti, matrici a diversa funzionalità. Procedure pratica e fasi operative. Applicazioni all'analisi di farmaci. Convalida dei metodi, calcolo dei recuperi.

 

Microestrazione in fase solida (SPME): principi e applicazioni.

 

Analisi enantioselettiva di farmaci chirali tramite tecniche cromatografiche. Metodo indiretto: derivatizzazione precolonna con reagenti a stereochimica definita Metodo diretto: uso di fasi stazionarie enantioselettive. Fasi stazionarie chirali di tipo Pirkle, a scambio di ligando, a base di polisaccaridi e a base di proteine. Esempi di analisi enantioselettiva di farmaci e principi attivi vegetali con tecniche cromatografiche (metodo diretto e indiretto).

 

Dicroismo circolare e polarimetria: principi della tecnica. Configurazione assoluta metodo empirico e semiempirico. Tecniche combinate HPLC-CD (dicroismo circolare) e applicazioni all'analisi di farmaci  a stereochimica definita.

 

Tecniche combinate: HPLC-MS, GC-MS. sorgenti ioniche: ESI, APCI, EI, CI; analizzatori a trappola ionica, a quadrupolo e a tempo di volo. Spettrometria MALDI. Applicazioni HPLC-ESI-ion trap/triplo quadrupolo all'analisi di farmaci: analisi in full scan, SIM, MRM, SRM. Analisi qualitativa e quantitativa.

 

Esperienze di laboratorio

 

Estrazione in fase solida di ketoprofene da capsule di Orudis e analisi quantitativa spettrofotometrica

Analisi quali-quantitativa con Cromatografia liquida (HPLC) enantioselettiva su fase stazionaria chirale di Ketoprofene (S) in compresse di Ketesse. Calcolo dell'eccesso enantiomerico di miscele arricchite di Ketoprofene (S).

 

Testi/Bibliografia

M. D'Ischia. La Chimica Organica in Laboratorio.(Tomo I e II).Piccin

D.L. Pavia, G.M. Lampman. Il Laboratorio di Chimica Organica. Sorbona

R. Morassi, G.P. Speroni. Tecniche Sperimentali del Laboratorio Chimico. Zanichelli

Vogel's. Chimica Organica Pratica. Casa Editrice Ambrosiana

V. Santagada, Caliendo G. Peptido e peptidomimetici. Piccin

V. Cavrini, V. Andrisano. Analisi farmaceutica. Metodi di riconoscimento e di separazione. Società editrice Esculapio

Appunti di lezione, copie di articoli. 

Metodi didattici

Lezioni teoriche ed esercitazioni di laboratorio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento di ciascuno modulo didattico è attuata tramite una prova pratica di laboratorio, effettuata al termine delle esercitazioni a posto singolo, ed esame orale. Per il modulo di “Laboratorio di preparazione estrattiva e sintetica dei farmaci” la prova pratica consiste in una sintesi od una estrazione di farmaci fra quelle eseguite durante il corso corredata da una relazione finale (validità illimitata). Per il modulo di “Metodologie speciali in analisi farmaceutica” la prova pratica consiste nell'analisi quantitativa spettrofotometrica, previa estrazione in fase solida, di un campione di interesse farmaceutico.

La prova orale ha l'obiettivo di verificare l'acquisizione delle conoscenze previste secondo quanto dettagliato negli obiettivi dei due moduli del corso:

- conoscenza di strategie sintetiche ed estrattive sviluppate per l'ottenimento di farmaci, sia da un punto di vista teorico che pratico;

- conoscenza di metodologie sintetiche innovative utilizzate anche a livello industriale per la ricerca di nuovi farmaci;

- conoscenza di tecniche estrattive ed analitiche avanzate per la caratterizzazione di farmaci.

La preparazione e discussione del quaderno di laboratorio è parte dell'esame. Il punteggio sarà comprensivo dell'accertata idoneità conseguita nelle prove pratiche e sarà determinato tramite media ponderata del voto conseguito nella discussione degli argomenti relativi ai due moduli.

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

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC, lavagna luminosa, Laboratorio per le esercitazioni pratiche previste

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Michela Rosini

Consulta il sito web di Manuela Bartolini