B2145 - TECNICHE AVANZATE IN SINTESI ORGANICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce conoscenze approfondite nell’impiego di tecnologie avanzate in sintesi organica quali: la sintesi/catalisi elettrochimica, la sintesi/catalisi elettrochimica combinata con la fotocatalisi, la meccanochimica e la chimica di sintesi in flusso. Lo studente acquisisce inoltre esperienza sulla catalisi chimica eterogenea con specifico riferimento a metodologie di ancoraggio di specie catalitiche su matrici inerti. Alle fine del corso, lo studente, possiederà anche conoscenze dettagliate sulle attuali applicazioni in ambito produttivo delle tecniche avanzate discusse

Contenuti

Lo studente che intende seguire il corso, per ottenere la massima comprensione degli argomenti delle lezioni, deve essere sicuro dei programmi di chimica organica di base, con particolare riguardo alla sintesi e funzionalizzazione dei principali gruppi funzionali organici (dagli alcani ai derivati degli acidi carbossilici).

Il libro di testo "Organic Chemistry" di J. Clayden, N. Greeves, S. Warren è gentilmente suggerito. Inoltre, lo studente dovrebbe già avere pratica con la vetreria da laboratorio comune, con l'impostazione di una reazione organica, il monitoraggio del processo tramite TLC e il classico lavoro di purificazione. Infine, lo studente dovrebbe sapere come ottenere informazioni strutturali su una specie organica tramite spettroscopia NMR ¹H e ¹³C (quest'ultima parte per quanto riguarda la sezione di laboratorio).

1. Meccanochimica
   1.1. Cenni storici
   1.2. Principi di base
   1.3. Apparecchiature e materiali per la macinazione a sfera 1.4. Applicazioni nella sintesi organica
   1.5. Esempi di produzioni su larga scala

2. Elettrosintesi
   2.1. Principi di base e cenni storici
   2.2. Celle elettrochimiche per la sintesi organica
   2.3. Applicazioni nella sintesi organica

3. Sintesi organica promossa dalla luce visibile
   3.1. Principi di base e cenni storici
   3.2. Principi fototermici applicati alla sintesi organica
   3.3. Fotocatalizzatori
   3.4. Esempi di sintesi organica mediata dalla luce
   3.5. Applicazioni su larga scala

4. Sintesi organica di flusso
   4.1. Introduzione
   4.2. Perché eseguire una reazione in flusso
   4.3. Applicazioni nella sintesi organica
   4.4. Fototermica in flusso
   4.5. Elettrochimica in flusso
   4.6. Scale-up

5. CO₂ come blocco costruttivo C1 nella sintesi organica
   5.1. Effetto serra, considerazioni generali sul ruolo del CO₂
   5.2. CO₂: proprietà chimiche
   5.3. Modi di attivazione chimica del CO₂
   5.4. CO₂ nei processi di carbossilazione
   5.5. CO₂ nei processi di carbonilazione

6. Nanoforme del carbonio nella sintesi organica
   6.1. Forme ordinate zero, mono- e bidimensionali delle specie carboniose
   6.2. Fullerene e loro modifiche covalenti
   6.3. Nanotubi e loro modifiche covalenti
   6.4. Grafene e ossidi di grafene: chimica e applicazioni nella sintesi organica
   6.5. Uso di nanomateriali a base di carbonio come supporti inerti

Metodi didattici

Lezioni teoriche (uso della lavagna e proiezione di diapositive tramite presentazioni PowerPoint).

Corso di laboratorio di due giorni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale mira ad accertare le competenze acquisite dallo studente e consiste in un esame orale (45 minuti).

L'esame orale inizia con la discussione di una pubblicazione recente relativa ai contenuti del corso, fornita al candidato una settimana prima dell'esame. Questa sarà la conversazione introduttiva per discutere gli argomenti trattati durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

Le diapositive saranno fornite agli studenti. Non sono disponibili sul mercato monografie complete che trattino tutti gli argomenti del corso. Organizzazione del corso: 28 ore di insegnamento teorico - 8 ore di corsi pratici

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Bandini