Chimica e tecnologia farmaceutiche

Programma Tecniche cromatografiche ad elevate prestazioni Concetti e definizioni delle diverse tecniche di separazione cromatografica (TLC, GC, HPLC, SFC) e loro campi di applicazione. Cromatografia liquida ad elevate prestazioni (HPLC). Considerazioni di carattere generale. Definizione dei parametri cromatografici: ritenzione, selettività, efficienza, risoluzione. Equazione di Van Deemter. Valutazione della performance di una colonna cromatografica. Supporti cromatografici e loro caratteristiche chimico-fisiche: chimica superficiale, area superficiale, porosità, volume dei pori. Fasi legate chimicamente: caratteristiche e stabilità. Meccanismi di separazione: liquido-liquido, liquido-solido, in fase normale (NP) e in fase inversa (RP). Cromatografia a scambio ionico (IEC), a coppia ionica (PIC), di esclusione sterica (SEC), interazione idrofobica (HIC), ad interazione idrofilica (HILIC). Modalità di eluizione: isocratica e in gradiente. Rivelatori. Cromatografia liquida UHPLC: considerazioni generali. Colonne per UHPLC. Gas Cromatografia (HRGC). Considerazioni generali. Colonne Microbore e impaccate. Separazioni stereoselettive ed enantioselettive. Approccio diretto e indiretto. Principali interazioni selector-selectand. Aspetti termodinamici delle separazioni enantioselettive. Principali fasi stazionarie chirali per HPLC. Spettroscopia infrarossa (IR) Considerazioni di carattere generale. Teoria e principi della spettroscopia infrarossa. Principali gruppi funzionali e loro assorbimenti IR caratteristici. Interpretazione di spettri infrarossi in Trasformata di Fourier (FT-IR) per l'identificazione di composti organici. Spettroscopia ultravioletta (UV) Considerazioni di carattere generale. Teoria e principi della spettroscopia ultravioletta. Relazione di Lambert-Beer. Transizioni elettroniche →*, n→*, n→*, →*. Strumentazione UV e solventi. Assorbimenti caratteristici di composti contenenti solo legami , di composti saturi contenenti elettroni n e di composti contenenti elettroni . Sistemi aromatici. Spettrometria di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) Considerazioni di carattere generale. Risonanza magnetica nucleare del protone (1H-NMR). Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Processi di rilassamento spin-reticolo e spin-spin. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici: costanti di schermo nelle molecole complesse (termine diamagnetico locale, effetto dell'anisotropia dei legami vicini, effetto delle correnti d'anello, legame di idrogeno, effetto della polarità del solvente e effetto dell'anisotropia magnetica del solvente). Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento. Identificazione dei sistemi di spin. Protoni su eteroatomi. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica (operazioni di simmetria) e magnetica. Sistemi di spin complessi. Effetti dovuti alla presenza di un elemento stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Accoppiamento a grande distanza. Disaccoppiamento. Reagenti di shift. Effetto Nucleare Overhauser (NOE). Risonanza magnetica nucleare del carbonio (13C-NMR). Spettri in disaccoppiamento totale. Spettri off-resonance. Spettroscopia NMR bidimensionale (2D-NMR). Esperimenti DEPT e APT. Spettrometria NMR a temperatura variabile. Principi base delle tecniche dinamiche: D-HPLC e D-NMR. Interpretazione di spettri NMR per l'identificazione di composti organici. Spettrometria di Massa (MS) Sorgenti di ionizzazione: impatto elettronico (EI), ionizzazione chimica (CI), ionizzazione per elettronebulizzazione (ESI), ionizzazione chimica a pressione atmosferica (APCI), ionizzazione per desorbimento da laser assistita da matrice (MALDI). Analizzatori: quadrupolo, tempo di volo (TOF), trappola ionica, Orbitrap. Ionizzazione a pressione atmosferica (API). Termini e definizioni: rapporto massa/carica; ioni multi-carica; ione molecolare e picco base; risoluzione di massa; intervallo di massa. Massa nominale, massa monoisotopica, massa più abbondante, massa media nello spettro di massa di una proteina.

Per un’agevole comprensione degli argomenti trattati nel Corso si consiglia di aver superato l'esame di Chimica organica I.

Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

La frequenza ai corsi è obbligatoria. Per un’agevole comprensione degli argomenti trattati nel Corso si consiglia di aver superato l'esame di Chimica organica I.

La prova scritta verte sulla delucidazione strutturale di una molecola organica a partire da spettri di 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR. La prova orale darà maggior attenzione alla parte cromatografica e alla teoria.

Le lezioni saranno svolte in presenza.