| Modern Carbonylation Methods | 8 | Il corso si propone di dare una visione generale dei metodi di carbonilazione (introduzione formale di una unità CO) adottati sia a livello accademico che industriale. Contenuti del corso (8 ore): 1) Carbonilazioni per l’ottenimento di bulk chemicals 2) Carbonilazioni per l’ottenimento di fine chemicals 3) Principali catalizzatori di carbonilazione 4) Surrogati del monossido di carbonio Testi di riferimento: Carbon Monoxide in Organic Synthesis – 2021 - Edited by Bartolo Gabriele Modalità di verifica: Ogni studente in maniera autonoma dovrà proporre una metodologia di carbonilazione innovativa e sostenibile per la sintesi di un fine chemical di interesse industriale | Giugno-luglio |
| Corso di formazione sulla Sicurezza: il rischio chimico | 8 | Obbligatorio al primo anno, in modalità E-learning, mod. 3.2 - (https://www.unipr.it/ambito-scientifico-post-laurea)
Contenuti
Sistema di gestione e procedure di sicurezza nei laboratori dell’Università di Parma.
Lettura in chiave disciplinare di: infiammabilità di agenti chimici, rischio incendio, estintori.
Composti/miscele esplosive e bilancio di ossigeno, NOEL, TLV, TLV-TWA, TLV-STEL, TLV-C.
Pericolo esplosione da perossidi, cenni di incompatibilità.
Organizzazione e sicurezza del laboratorio chimico.
Ripasso agenti chimici, regolamento CLP, pittogrammi, frasi di pericolo, scheda dati sicurezza, DPI e DPC.
Normativa in materia di sicurezza: evoluzione normativa.
D.Lgs. 81/08 parte IX, (art. 221-242) e direttiva cancerogeni (cenni).
Modelli Operativi di Valutazione del Rischio Chimico.
Normativa in materia ambientale: struttura del D.Lgs. 152/06.
Determinazione del BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) e del COD. | Novembre - online |
| Utilizzo del Cambridge Structural Database in chimica | 8 | Obiettivi formativi:
comprensione dei principi della correlazione tra proprietà e struttura; capacità di analisi statistica di dati strutturali; capacità di formulazione di problemi complessi e capacità di risolverli tramite data mining su banche dati strutturali; capacità di utilizzo degli strumenti di analisi del CSD; capacità di formulare un problema ed illustrare la soluzione.
Contenuti:
Il corso di 8 ore si articola in
- presentazione dei dati contenuti nel Cambridge Structural Database
- introduzione ai principi di structure correlation, all'uso di strumenti statistici in chimica strutturale, all'analisi geometrica delle interazioni supramolecolari
- introduzione ai contenuti moduli di data mining del Cambridge Structural Database
- utilizzo degli strumenti di ricerca per la scienza dei materiali (CSD- Materials)
- esercitazioni pratiche ed esempi
Modalità di verifica:
impostazione di un problema di chimica strutturale, risoluzione tramite l'utilizzo di CSD-Materials, e discussione | Giugno-luglio |
| Metodi Computazionali in Chimica | 8 | “Metodi computazionali per lo studio dei meccanismi di reazione”
Contenuti del Corso: 1) Le superfici di energia potenziale dei sistemi molecolari 2) Metodi di struttura elettronica molecolare (ab-initio, DFT) per la determinazione delle superfici di energia potenziale 3) Metodi di esplorazione delle superfici di energia potenziale a) Ottimizzazione delle geometrie molecolari di equilibrio (reagenti, prodotti, intermedi) b) Ricerca degli stati di transizione c) Tracciatura dei cammini di reazione 4) Software di Chimica Computazionale 5) Esercitazione pratica di determinazione di stati di transizione. Obiettivi formativi: Il corso introduce ai concetti di base e ai metodi computazionali che permettono lo studio dei meccanismi di reazione. Il concetto di
meccanismo di reazione, una nozione centrale in chimica, consiste nella descrizione di tutti i passi con cui a livello si realizza la trasformazione dei reagenti nei prodotti. Un meccanismo di reazione comprende in linea di principio la conoscenza delle geometrie e delle energie relative di tutte le strutture molecolari coinvolte, comprese quelle degli eventuali intermedi e stati di transizione, e i relativi cammini di reazione che li connettono. La nozione di superficie di energia potenziale nei sistemi molecolari è essenziale per questa descrizione. Prerequisiti: Concetti elementari dei metodi di struttura elettronica molecolare Metodi didattici: Il corso consta di 4 ore di lezioni frontali e di 4 ore di esercitazioni di laboratorio computazionale. | Aprile |
| Portable sensing devices and rapid screening methods for point-of-care testing | 8 | Language: English
hours: 8 (1 CFU)
Il corso si pone l'obiettivo di fornire una panoramica generale sui biosensori e le tecniche di screening rapido con applicazioni in ambito diagnostico e per il Point-of-Care Testing. Un aspetto peculiare riguarda le proprietà dei materiali nanostrutturati e la loro combinazione con recettori biologici, che rivestono un ruolo fondamentale per lo sviluppo di dispositivi ad alte prestazioni, con caratteristiche di portabilità e applicabilità in contesti extra-laboratorio ed extra-ospedalieri.
The course aims to provide a general overview of biosensors and rapid screening techniques with applications in diagnostics and for Point-of-Care Testing. A peculiar aspect concerns the properties of nanostructured materials and their combination with biological receptors, which play a fundamental role in the development of high-performance sensor devices, with characteristics of portability and applicability in extra-laboratory and extra-hospital contexts. | settembre |
| Processi promossi da luce visibile | 8 | Obiettivi formativi:
comprensione dei principi alla base dello sfruttamento della luce visibile a scopi sintetici; prospettiva storica dello sviluppo del settore, da Ciamician all’esplosione dell’ultimo quindicennio; comprensione degli esempi di letteratura, principalmente molto recente, che abbinano il ripensamento di reattività già consolidate e l’apertura di filoni interamente nuovi; capacità di riflettere criticamente sui vantaggi, gli svantaggi e le opportunità offerte dall’approccio fotochimico.
Contenuti:
Il corso di 8 ore si articola presentando le seguenti tematiche.
- presentazione dei fenomeni fisici principali (Single Electron Transfer vs Dexter Energy Transfer)
- primi e principali esempi di applicazione sintetica della strategia (Deronzier, Yoon, Stephenson)
- esempi di letteratura di estensione del concetto verso la catalisi duale, abbinando la catalisi organametallica e l’organocatalisi a processi fotocatalitici (Macmillan, Sanford, Glorius)
- applicazioni in sintesi totale (Stephenson, Baran) ed uso di organo-fotocatalizzatori (Bach, Konig)
Modalità di verifica:
presentazione e discussione critica di un articolo pubblicato da meno di un anno, scelto dal dottorando, inerente una delle declinazioni dei concetti generali affrontati | Gennaio-febbraio |
| Teoria e pratica di diffrazione di raggi X per caratterizzazione di materiali | 16 | Obiettivi formativi:
Comprendere i concetti Base di Cristallografia e diffrazione di raggi X
Conoscere la tecnica di diffrazione di raggi X da cristallo singolo. Sapere effettuare una risoluzione e un affinamento strutturale
Conoscere la tecnica della diffrazione di raggi X da polveri
Sapere effettuare l'analisi struttura e la scrittura di un report strutturale
Sapere utilizzare un diffrattometro da cristallo singolo e un diffrattometro da polveri
Contenuti:
1. Introduzione su simmetrie, celle elementari, gruppi spaziali.
2. Raggi X e loro interazione con la materia. Gruppi spaziali, teoria della diffrazione, legge di Bragg. Spazio diretto e spazio reciproco. Fattori di struttura.
3. Risoluzione e affinamento strutturale. Analisi strutturale.
4. Diffrazione di polveri
5. esercitazione, diffrazione di raggi X da cristallo singolo
6. esercitazione, diffrazione di raggi X da polveri microcristallline. | Giugno-luglio |
| Meccanochimica | 8 | Il corso mostra alcune metodiche di sintesi basate sull’utilizzo di energia meccanica per lo svolgimento di reazioni chimiche. Questo approccio meccanochimico sta riscuotendo un sempre maggiore interesse da parte dei chimici sintetici, non solo per la possibilità che offre di ridurre, o eliminare del tutto l’utilizzo di solventi organici, ma anche per la possibilità di isolare specie difficilmente rintracciabili/ottenibili mediante metodiche di “solution chemistry”. Il corso avrà un taglio sintetico, e dopo una breve introduzione storica, verranno presentati una serie di esempi sintetici nell’ambito di vari tipi di composti inorganici, organici, organometallici e di sistemi supramolecolari a due componenti quali cocristalli organici. Per ciascun esempio si cercherà di sottolineare pregi e difetti che caratterizzano la meccanochimica rispetto ai metodi di sintesi più classici.
Modalità giudizio di idoneità: discussione tramite una presentazione ppt relativa a dei processi meccanochimici: verrà chiesto di individuare una o più procedure di sintesi derivanti dalla propria attività di ricerca che potrebbero essere utilmente testate per via meccanochimica, cercando di evidenziarne i potenziali vantaggi ed i possibili problemi/limiti rispetto alla metodica solitamente usata. La discussione dovrà essere supportata da idonea bibliografia selezionata dal candidato, riguardante sistemi chimici o reazioni chimiche simili. Per coloro che stanno svolgendo un dottorato non sintetico, sarà possibile portare in discussione un articolo proposto dal docente.
Bibliografia: Durante il corso verranno indicati una serie di articoli/review relative alla meccanochimica. Nella Biblioteca Centrale di Scienze e Tecnologie è presente il testo:
Ball Milling Towards Green Synthesis - Applications, Projects, Challenges, Edited by B. Ranu and A. Stolle, RSC Green Chemsitry series, Royal Sociey of Chemistry.
Una copia del testo è consultabile anche presso il docente. | Giugno-luglio |
| Protein design | 8 | Metalloproteins promote some of the most complex molecular processes in Nature. Approximately 40% of proteins have a metal cofactor (either structural or catalytic) in their active site. Although confined for a long time within the fences of structural biology, recent advances demonstrate how protein design is now accessible to chemists. The course will illustrate how the structural and functional features of metalloproteins and metalloenzymes were deciphered using few chemical principles. More, during the course it will be described how the same chemical principles were used to design new active sites into proteins. Along with examples form the literature and from the real Nature’s world, during the course the Protein Data Bank, the software PyMol (proteins and nucleic acids analysis and visualization) and the software FoldIt (protein modelization) will be presented by means of practical lectures in the computer’s room. | Giugno-luglio |
| Introduzione alla spettroscopia di fluorescenza | 8 | Introduzione teorica alla spettroscopia di fluorescenza: diagramma di Perrin-Jablonski; definizione di rate di decadimento radiativo e non-radiativo e di resa quantica; la regola della “mirror image”.
Descrizione dello strumento per misurare la fluorescenza.
Come si misura uno spettro di fluorescenza: importanza della concentrazione (fenomeni di filtro interno); contributo di scattering e stray light; scelta della lunghezza d’onda di eccitazione; scelta dell’apertura delle fenditure; correzione degli spettri per la curva di sensibilità del detector; spettri di eccitazione; uso di filtri per campioni che diffondono la luce (sospensioni, polveri, solidi).
Come si misura la resa quantica di fluorescenza: buone pratiche; scelta del riferimento.
Laboratorio: misura dello spettro di emissione ed eccitazione dell’antracene a diverse concentrazioni (verifica della regola della “mirror image”, verifica degli effetti di filtro interno); misura della resa quantica di emissione dell’antracene vs uno o più standard di riferimento. | Da concordare |
| Cinese tecnico-scientifico di base | 16 | Introduzione
Il cinese è la seconda lingua più utilizzata sul Web dopo l'inglese. È una lingua molto diversa da quelle occidentali e l'utilizzo dei sistemi di traduzione automatica molto spesso non sono affidabili perché perdono completamente traccia del significato originale della frase, e questo è particolarmente vero nel caso di testi tecnico-scientifici. In una società dinamica e ormai globalizzata come la nostra diventa sicuramente un valore aggiunto avere conoscenze di base di questa lingua, almeno a livello di comprensione di testi, perché permette l'accesso ad un'enorme quantità di informazioni altrimenti inutilizzabili. Ricordiamo inoltre che avere dimestichezza col sistema di scrittura cinese apre una via preferenziale ad altre lingue che ruotano intorno alla cultura cinese, prima fra tutte il giapponese.
Cinese tecnico-scientifico di base
2 cfu
Contenuti
Tre unità didattiche:
Il sistema di scrittura (6 ore).
La grammatica di base (6 ore).
Il lessico scientifico: esercizi di traduzione da materiale originale (6 ore).
Testi di riferimento
Dispense e articoli forniti dal docente. Dizionario Pleco (App android).
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le basi per la comprensione e la traduzione di testi scritti in cinese tecnico scientifico. Alla fine del corso lo studente avrà appreso i concetti di base della grammatica cinese, sarà in grado di tradurre, con l'aiuto di un dizionario, testi scientifici cinesi di ambito scientifico e di espandere, con un buon grado di autonomia, le proprie conoscenze nello stesso campo.
Attenzione: il corso NON si occuperà del cinese parlato e nemmeno dello small-talk. L'insegnamento sarà focalizzato sulla lingua scritta e sulla comprensione di testi. | Da concordare |
| La spettroscopia NMR attraverso gli esperimenti | 8 | Obiettivi formativi: scopo del corso è la traduzione a livello sperimentale dei concetti teorici appresi nei corsi di spettroscopia NMR di base e avanzati. In modo particolare, affrontando la scelta e l’impostazione degli esperimenti NMR più adatti a risolvere un determinato problema strutturale.
Contenuti: Il corso di 8 ore si articola in:
- impostazione, acquisizione e processamento, mediante software Topspin, di un set di esperimenti NMR di base (1H, 13C-APT, COSY, NOESY, HSQC e HMBC).
- impostazione, acquisizione e processamento, mediante software Topspin, di un set di esperimenti NMR avanzati comprendenti metodi selettivi (sel-TOCSY, sel-NOESY, sel-ROESY), misura dei tempi di rilassamento, misura della diffusione (DOSY), metodi di soppressione del solvente (WET, 1D-NOESY) | Da concordare |
| CO2 capture and valorization | 8 | Obiettivi del corso Le emissioni di biossido di carbonio (CO2) sono la principale causa del surriscaldamento globale. L’urgenza di ridurre le emissioni ci impone di sviluppare nuove tecnologie di cattura e stoccaggio della CO2. Allo stesso tempo la CO2 rappresenta una fonte abbondante e a basso costo di carbonio che è possibile valorizzare grazie allo sviluppo di metodologie catalitiche innovative. Il corso si propone di dare una visione generale dei metodi di cattura e di trasformazione del biossido di carbonio in prodotti chimici di interesse industriale. Contenuti del corso (1 CFU, 8 ore): 1) Metodi di cattura del biossido di carbonio 2) Strategie di stoccaggio del biossido di carbonio 3) Valorizzazione della CO2 e sua trasformazione in bulk/fine chemicals 4) Conversione della CO2 in fuels e processo di mineralizzazione Testi di riferimento: Una serie di review di riferimento saranno messe a disposizione degli studenti Modalità di verifica: Lo studente in maniera autonoma dovrà fare una ricerca bibliografica e proporre una metodologia di trasformazione innovativa e sostenibile per la sintesi di un fine chemical/fuel di interesse industriale | Da concordare |
| Chirality and chiral discrimination | 12 | The course is dedicated to the understanding of the concepts and consequences of molecular chirality and to illustrate some of the most advanced topics in this area, including several important applications at the industrial level, in biological as well as material chemistry research, and in organic synthesis.
Bibliographic material and references for further study of these subjects will be provided.
The course is composed by 6 lectures of 2-hour time, distributed over two weeks, for a total of 12 hours, corresponding to 1.5 CFU. Students will get credits according to their attendance to the lectures and a final exam.
The lecture titles and contents are:
1-Life, the Universe and… Chirality.
2-Chiral separations
3-Chiral analysis by non-chromatographic methods
4-The quest for absolute asymmetric synthesis
5-Chirality in supramolecular systems
6- Chirality in biomolecular systems | Da concordare |
| Addestramento all'utilizzo di strumenti a cura dei tecnici del Centro Interdipartimentale Misure (CIM) | tbd | Il corso, articolato su diversi moduli, illustra con attività anche pratiche l'utilizzo di strumentazione avanzata presso il CIM | Da definire |
