Università degli studi di Pavia
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Corsi 2011
ELENCO DEGLI INSEGNAMENTI DISPONIBILI PER IL DOTTORATO IN SCIENZE CHIMICHE (A. A. 2010-2011)Formazione di legami C-C per via fotochimica
Docenti: M. Fagnoni
Il corso inizierà con una breve introduzione riguardante i concetti base della fotochimica e la sua importanza nell'ambito della sintesi organica, illustrando gli effetti della luce sulla reattività dei composti organici con particolare attenzione ai meccanismi di estrazione di idrogeno e di trasferimento di elettrone fotoindotto.
Di seguito il corso si concentrerà prevalentemente sulle possibili applicazioni sintetiche del metodo fotochimico nelle reazioni che portano alla formazione di legami C-C. Inizialmente verranno trattati i processi in cui la specie che assorbe la luce funge da catalizzatore della reazione (processi fotocatalitici) e poi quelli che permettono una funzionalizzazione dell'anello aromatico (reazioni di arilazione e sostituzione nucleofila fotoindotta). In alcuni casi il metodo fotochimico verrà messo a confronto con i metodi termici sia dal punto di vista dell'efficienza della reazione sia dal punto di vista dell'impatto ambientale.
Durata del corso: 20 ore.
Prova finale: esposizione di una ricerca bibliografica effettuata dal dottorando e inerente i contenuti del corso.
Fund hunting in chemistry
Docenti: P. Mustarelli, G. Zanoni
Il corso si prefigge di fornire le conoscenze/competenze necessarie per applicare a bandi di finanziamento di area chimica in campo nazionale e internazionale.
Argomenti trattati:
Individuazione delle fonti di finanziamento.
Descrizione di alcuni application form nazionali (PRIN, FISR, FIRB, Cariplo) e internazionali (VII PQ fasi 1 e 2, ERC).
Criteri per la stesura delle parti generali (inquadramento del problema e stato dell'arte, metodi di ricerca bibliografica).
I concetti di Work Project, Task e sub-task (cronoprogramma di Gantt), Progress Indicators, Deliverables, Milestones, and Risk Management.
Failure analysis.
Il ruolo degli uffici ricerca locali e nazionali.
L'application che ogni studente svilupperà verrà vagliata da un comitato di esperti.
Durata del corso: 18 ore.
Prova finale: difesa del progetto presentato.
Trasferimento di chiralità in sintesi organica
Docenti: G Desimoni, G. Faita
1. Introduzione - Nomenclatura.
Parte introduttiva in cui saranno richiamati i concetti e la terminologia base della stereochimica organica.
2. Utilizzo di ausiliari chirali.
Verranno presentati i principali ausiliari chirali (sia mono che bidentati) utilizzati in sintesi diastereolettive focalizzando l'attenzione sui risultati ottenuti nelle cicloaddizioni di Diels-Alder.
3. Catalisi asimmetrica in sintesi organica.
Verranno illustrati e confrontati le principali tipologie di catalizzatori chirali apparsi in letteratura e il relativo utilizzo in una stessa reazione presa come benchmark di riferimento.
4. Utilizzo di leganti chirali a struttura bis e tris(ossazolinica).
Partendo dai diversi metodi di sintesi dei leganti chirali verranno presentati i diversi catalizzatori ottenibili con vari cationi, soprattutto nei casi in cui è disponibile la relativa struttura a raggi-X. Saranno discusse varie categorie di bis(ossazoline), con diversi spaziatori tra le due unità chirali, e tris(ossazoline) in diverse tipologie di sintesi asimmetrica. Laddove possibile, verrà discusso il ciclo catalitico e i diversi intermedi isolati in relazione al risultato stereochimico del processo enantioselettivo.
5. Organocatalisi.
Nell'ultima parte saranno illustrati i concetti base e le principali applicazioni sintetiche derivanti dall'introduzione di portatori di informazione chirale di natura organica e senza l'intervento di alcun catione metallico.
Durata del corso: 18 ore.
Prova Finale: esame orale
Modellistica di Proprietà e Reattività Molecolari. Una Guida Operativa allo Strumento Computazionale
Docente: M. Freccero
Il corso si prefigge di fornire alcuni fondamenti teorici per la valutazione dei metodi di calcolo più opportuni per risolvere problematiche chimiche in fase gassosa ed in solvente, e di applicarli attraverso esempi ed esercitazioni pratiche. Utilizzando i pacchetti software più aggiornati nel campo del calcolo ad alte prestazioni (Gaussian g03, Amber 7, GAMESS-US), verrà fornito il supporto tecnico e scientifico in simulazioni di proprietà e reattività molecolari.
In maggiore dettaglio verrà descritto:
la costruzione di una serie di "inputs" e l'analisi dei corrispondenti "outputs" di calcolo
L' ottimizzazione di geometrie molecolari nello stato fondamentale
L'esplorazione di superfici di energia potenziale di reazione, con la caratterizzazione dei punti stazionari (reagenti, prodotti, intermedi, stati di transizione)
Previsione di parametri cinetici e termodinamici di reazione
Simulazione di spettri IR
Valutazione della solvatazione e di effetti solvente in genere (mediante modelli PCM)
Calcolo di basicità e acidità di molecole in solvente
Problematiche relative alla reattività di specie open shell.
Testi consigliati:
1) Essential of Computational Chemistry. Theory and Models. Christopher J. Cramer. Ed. Wiley. Second Edition. Ed. Wiley 2004.
2) Computational Organic Chemistry. Steven M. Bachrach. Ed. Wiley 2007.
Durata del corso: 18 ore.
Prova Finale: breve relazione scritta relativa ad una simulazione computazionale di proprietà e reattività molecolari.
Materiali e dispositivi per accumulo e conversione di energia
Docenti: G. Spinolo, A. Magistris
Argomenti del corso:
1) Difetti Nei solidi cristallini
2) Esempi di elettroliti solidi
3) Elettrochimica dello stato solido
4) Elettroliti polimerici
5) Celle a combustibile
6) Sensori elettrochimici
7) Sensori a semiconduttore
Durata del corso: 22 ore.
Prova Finale: esame orale
Storia della Chimica nel XX secolo
Docenti: P. Ferloni, L. Garlaschelli, G.G. Mellerio
Il corso svolgerà argomenti di storia della chimica nel secolo XX, con approfondimento di temi scientifici affrontati con approccio interdisciplinare tra diverse aree scientifiche.
Le lezioni saranno tenute dalle ore 16 alle 18 nell' auletta di Chimica Generale, al 1° piano del Dipartimento di Chimica Generale, vicino alla Segreteria.
Il calendario e il programma del corso si articolano come segue:
Introduzione al Corso. Questioni di metodo P. Ferloni 1 febbraio
La Chimica tra Botanica e Farmacia G.G. Mellerio 2 "
La Chimica nei lavori di Camillo Golgi P. Ferloni 3 "
Temi della chimica classica nel XX secolo G.G. Mellerio 7 "
Lo sviluppo dell'industria chimica italiana G.G. Mellerio 8 "
Alcune importanti sintesi industriali P. Ferloni 9 "
Elettrochimica P. Ferloni 10 "
Storia di alcune molecole organiche nel XX secolo L. Garlaschelli 14 "
Storia di alcune molecole organiche nel XX secolo L. Garlaschelli 15 "
Alcune considerazioni conclusive P. Ferloni 16 "
Visita guidata al Museo per la Storia della Università P. Ferloni, G.G. Mellerio 17.2 ore 15
Lettura utile: Luigi Cerruti, Bella e potente, Editori Riuniti, Roma 2003
Durata del corso: 18 ore.
Prova finale: esame orale.
Sensori, biosensori e nasi elettronici
Docenti: M.Pesavento, R. Biesuz
Alla base della moderna tecnologia dei sensori chimici sta l'interazione tra la molecola di interesse e un opportuno recettore. Il sensore è costituito dalla integrazione tra la formazione dell'addotto e il segnale. Verranno presentati i recettori attualmente più utilizzati, cioè molecole di origine biologica quali proteine (anticorpi, enzimi) e acidi nucleici (DNA, RNA, aptameri).Verrà anche descritto un particolare tipo di recettori sintetici solidi, cioè i polimeri a imprinting molecolare (MIP) che costituiscono un approccio interessante alla sintesi di recettori biomimetici, con notevoli vantaggi rispetto a questi. Verranno descritte tecniche di traduzione del segnale tanto basate sull'uso di marcatori, quanto label-free.
Nel caso dei sensori a recettore la selettività è ottenuta sfruttando la specificità del recettore. Un altro promettente approccio consiste invece nell'utilizzo di molti sensori poco selettivi in array. Metodi di questo tipo sono spesso chiamati "nasi elettronici" per analogia con i corrispondenti "sensori naturali". Le risposte dei singoli sensori vengono analizzate simultaneamente con metodi di analisi multivariata. Alcuni metodi verranno descritti.
Ore di lezione: 22.
Prova finale: presentazione e discussione di un lavoro apparso nella recente letteratura su uno degli argomenti svolti durante il corso.
Spettroscopie moderne
Docenti: P.Ghigna, P. Mustarelli
La prima parte del corso è dedicata alla descrizione delle tecniche di tipo spettroscopico per l'indagine della struttura elettronica, atomica e magnetica della materia, che comportino l'uso di luce di sincrotrone. Si esaminano pertanto in dettaglio le tecniche XAFS (EXAFS, XANES, ReflEXAFS, SEXAFS) XES, XMCD ed LMCD.
La seconda parte tratta alcune tra le più moderne applicazioni NMR dello stato solido. Dopo i necessari approfondimenti sui termini energetici che stanno alla base della forma di riga nei solidi, si affronteranno alcuni tra i seguenti argomenti: i) moderne applicazioni di NMR bidimensionale (MQ-MAS) per la speciazione di macrogruppi strutturali e l'indagine del medio raggio in sistemi disordinati ; ii) tecniche NMR basate su 129Xe iperpolarizzato per lo studio di materiali polimerici e nanoporosi; iii) prospettive e limiti della microscopia NMR su nuclei diversi da 1H; iv) NMR funzionale (elettroforetico, elettrochimico).
Durata del corso: 22 ore.
Prova Finale: esame orale
