Il corso ha come obiettivo quello di fornire allo studente la capacità di purificare ed identificare composti di interesse farmaceutico mediante l'utilizzo di metodi chimici e spettroscopici. A questo scopo il programma del corso prevede lezioni teoriche in aula, esercitazioni didattiche in aula, con coinvolgimento degli studenti, ed esercitazioni individuali di laboratorio. Programma del corso: 1. Elementi di sicurezza nel laboratorio chimico. (2 ore) 2. Illustrazione dei contenuti della FU e di alcune monografie. (2 ore) 3. Metodi di separazione e purificazione (12 ore) a. Estrazione con solvente ed effetto del pH; estrazione solido-liquido, estrazione liquido-liquido, estrattori in continuo; estrazione solido-liquido Soxhlet b. Separazione di una miscela di composti mediante estrazione liquido-liquido. c. Cromatografia: introduzione, classificazione dei metodi cromatografici, fasi stazionarie solide, liquide e chimicamente legate più frequentemente utilizzate; meccanismi di smistamento cromatografico (ripartizione, adsorbimento, scambio ionico, esclusione sterica, cromatografia di affinità). Cromatografia piana su carta e TLC. cromatografia su colonna. d. Distillazione: diagrammi isobari e isotermi di miscele binarie ideali, distillazione semplice a pressione ordinaria e a pressione ridotta, distillazione frazionata di miscele ideali e reali. Azeotropismo omogeneo ed eterogeneo. Distillazione azeotropica. Distillazione in corrente di vapore. e. Cristallizzazione: scelta del solvente, esecuzione, separazione dei cristalli. f. Sublimazione. 4. Analisi molecolare (10 ore) a. Punto di fusione: aspetti teorici e pratici, effetto delle impurezze, esecuzione della determinazione. b. Punto di ebollizione e tensione di vapore: determinazione del punto di ebollizione col metodo del capillare e per distillazione, a pressione ordinaria e a pressione ridotta. Influenza delle impurezze sul punto di ebollizione. c. Determinazione dell’indice di rifrazione, rifrattometro di Abbe. d. Determinazione della densità assoluta e relativa. Picnometro e bilancia di Mohr-Westphal. e. Polarimetria. 5. Analisi Strutturale (18 ore) a. Esami preliminari: valutazione della solubilità, fattori che la influenzano, caratteristiche dei solventi, effetto del pH. Solubilità delle sostanze in soluzioni di acidi e basi. b. Esame organolettico. c. Comportamento alla calcinazione. d. Analisi qualitativa degli elementi, Saggio di Lassaigne ricerca di N, S, ricerca di alogenuri. e. Saggi di riconoscimento di carattere generale per la ricerca dell’anello aromatico e delle insaturazioni. f. Riconoscimento di acidi carbossilici: proprietà fisiche, solubilità, acidità, saggi di riconoscimento. g. Riconoscimento degli esteri: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. Idrolisi degli esteri e smistamento dei prodotti d’idrolisi. h. Riconoscimento dei lattoni: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. i. Riconoscimento delle ammidi: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento delle ammidi primarie. Idrolisi acida o basica delle ammidi secondarie e terziarie e separazione dei prodotti d’idrolisi. j. Riconoscimento dei nitrili: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. k. Riconoscimento delle ammine: proprietà fisiche, solubilità, basicità, saggi di riconoscimento. Smistamento di miscele di ammine: metodo di Hinsberg, metodo dell’anidride 3-nitroftalica. l. Amminoacidi: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. m. Riconoscimento di aldeidi e chetoni: caratteri fisici, solubilità, reattività del carbonile, saggi di riconoscimento. n. Riconoscimento dei carboidrati: caratteri fisici, solubilità, saggi di riconoscimento, saggi FU. o. Riconoscimento degli alcoli, caratteri fisici, solubilità, saggi di riconoscimento. p. Riconoscimento di fenoli ed eteri: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. q. Riconoscimento di sostanze alogenate: alogeno idrati delle basi organiche, alogenuri acilici, alogenuri alchilici e arilici (proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento). r. Riconoscimento di sostanze solforate: solfati delle basi organiche, acidi solfonici, tioli e tiofenoli, tioeteri, disolfuri (proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento). 6. Analisi spettroscopica (18 ore) a. Spettrofotometria nel visibile-UV: transizioni elettroniche coinvolte, legge di Lambert-Beer. Strumentazione: sorgenti, monocromatori a filtro, monocromatori a prisma, monocromatori a reticolo, comparto campione, rivelatori a fototubi e a fotomoltiplicatori. Strumenti a singolo e a doppio raggio. Fattori che influenzano la posizione del massimo d’assorbimento e l’intensità. Utilizzo della spettroscopia nel visibile-UV nell’analisi qualitativa e quantitativa. Regole empiriche per il calcolo della  massima dei dieni coniugati e degli enoni. Assorbimento di idrocarburi aromatici. Influenza del solvente e del pH di soluzioni acquose nello spettro UV di fenoli e ammine aromatiche. Spettroscopia in derivata. b. Spettroscopia d’assorbimento IR: generalità, modello meccanico e quanto-meccanico di una molecola biatomica. Moti vibrazionali di molecole pluriatomiche lineari e non lineari. Numero di bande IR teoriche e reali. Fattori che l’influenzano la frequenza di risonanza IR. Spettrofotometri IR a dispersione e ad interferenza. Interferometro di Michelson. Vantaggi degli FT-IR rispetto agli strumenti a dispersione. Preparazione del campione. Interpretazione di spettri IR. Intensità e forma di una banda. Bande caratteristiche dei principali gruppi funzionali; lettura di alcuni spettri IR. c. Spettroscopia di NMR: introduzione, cenni di strumentazione (strumenti ad onda continua e ad impulso). Solventi per NMR e preparazione del campione. spettri 1H NMR: Previsione del numero di segnali in uno spettro. Chemical shift e fattori che lo influenzano, uso del TMS come riferimento, scelta delle unità di misura. Intensità del segnale, integrale del picco ed esempi di calcolo del n° di idrogeni. Accoppiamento spin-spin: sistemi di spin con 2 set di nuclei non equivalenti; esempi. Spettri di I ordine e di ordine superiore. Analisi di multipletti. Sistemi alifatici, vinilici e aromatici. Scambio con deuterio. Disaccoppiamento per doppia risonanza. 13CNMR: cenni. Esercizi in aula di spettroscopia IR ed NMR con coinvolgimento degli studenti. (10 ore) Esercitazioni di laboratorio a posto singolo riguardo i seguenti argomenti trattati a lezione (60 ore): - Smistamento di una miscela di composti mediante estrazione liquido / liquido. - Purificazione mediante cristallizzazione. - Purificazione mediante sublimazione. - Comportamento alla calcinazione. - Saggio di Lassaigne e di riconoscimento di azoto, zolfo ed alogeni - Prove di solubilità in acqua e soluzioni alcaline e acide; prove di solubilità in solvente organico. - Determinazione punto di fusione. - Saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali secondo la FU Italiana. - Analisi TLC del Calcio Pantotenato . - Analisi TLC dell’estratto di semi di anice. - Analisi di prova per l’identificazione di una sostanza FU . - Analisi incognita per l’identificazione di almeno quattro sostanze inscritte in FU .

- Caliendo, G. Manuale di Analisi Qualitativa EdiSES - Silverstein, R. M.; Webster, F. X.; Kiemle, D. J. Identificazione spettrometrica di composti organici, Ed. Ambrosiana

Il corso ha come obiettivo quello di fornire allo studente la capacità di purificare ed identificare composti di interesse farmaceutico mediante l'utilizzo di metodi chimici e spettroscopici. A questo scopo il programma del corso prevede lezioni teoriche in aula, esercitazioni didattiche in aula, con coinvolgimento degli studenti, ed esercitazioni individuali di laboratorio. Programma del corso: 1. Elementi di sicurezza nel laboratorio chimico. (2 ore) 2. Illustrazione dei contenuti della FU e di alcune monografie. (2 ore) 3. Metodi di separazione e purificazione (12 ore) a. Estrazione con solvente ed effetto del pH; estrazione solido-liquido, estrazione liquido-liquido, estrattori in continuo; estrazione solido-liquido Soxhlet b. Separazione di una miscela di composti mediante estrazione liquido-liquido. c. Cromatografia: introduzione, classificazione dei metodi cromatografici, fasi stazionarie solide, liquide e chimicamente legate più frequentemente utilizzate; meccanismi di smistamento cromatografico (ripartizione, adsorbimento, scambio ionico, esclusione sterica, cromatografia di affinità). Cromatografia piana su carta e TLC. cromatografia su colonna. d. Distillazione: diagrammi isobari e isotermi di miscele binarie ideali, distillazione semplice a pressione ordinaria e a pressione ridotta, distillazione frazionata di miscele ideali e reali. Azeotropismo omogeneo ed eterogeneo. Distillazione azeotropica. Distillazione in corrente di vapore. e. Cristallizzazione: scelta del solvente, esecuzione, separazione dei cristalli. f. Sublimazione. 4. Analisi molecolare (10 ore) a. Punto di fusione: aspetti teorici e pratici, effetto delle impurezze, esecuzione della determinazione. b. Punto di ebollizione e tensione di vapore: determinazione del punto di ebollizione col metodo del capillare e per distillazione, a pressione ordinaria e a pressione ridotta. Influenza delle impurezze sul punto di ebollizione. c. Determinazione dell’indice di rifrazione, rifrattometro di Abbe. d. Determinazione della densità assoluta e relativa. Picnometro e bilancia di Mohr-Westphal. e. Polarimetria. 5. Analisi Strutturale (18 ore) a. Esami preliminari: valutazione della solubilità, fattori che la influenzano, caratteristiche dei solventi, effetto del pH. Solubilità delle sostanze in soluzioni di acidi e basi. b. Esame organolettico. c. Comportamento alla calcinazione. d. Analisi qualitativa degli elementi, Saggio di Lassaigne ricerca di N, S, ricerca di alogenuri. e. Saggi di riconoscimento di carattere generale per la ricerca dell’anello aromatico e delle insaturazioni. f. Riconoscimento di acidi carbossilici: proprietà fisiche, solubilità, acidità, saggi di riconoscimento. g. Riconoscimento degli esteri: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. Idrolisi degli esteri e smistamento dei prodotti d’idrolisi. h. Riconoscimento dei lattoni: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. i. Riconoscimento delle ammidi: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento delle ammidi primarie. Idrolisi acida o basica delle ammidi secondarie e terziarie e separazione dei prodotti d’idrolisi. j. Riconoscimento dei nitrili: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. k. Riconoscimento delle ammine: proprietà fisiche, solubilità, basicità, saggi di riconoscimento. Smistamento di miscele di ammine: metodo di Hinsberg, metodo dell’anidride 3-nitroftalica. l. Amminoacidi: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. m. Riconoscimento di aldeidi e chetoni: caratteri fisici, solubilità, reattività del carbonile, saggi di riconoscimento. n. Riconoscimento dei carboidrati: caratteri fisici, solubilità, saggi di riconoscimento, saggi FU. o. Riconoscimento degli alcoli, caratteri fisici, solubilità, saggi di riconoscimento. p. Riconoscimento di fenoli ed eteri: proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento. q. Riconoscimento di sostanze alogenate: alogeno idrati delle basi organiche, alogenuri acilici, alogenuri alchilici e arilici (proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento). r. Riconoscimento di sostanze solforate: solfati delle basi organiche, acidi solfonici, tioli e tiofenoli, tioeteri, disolfuri (proprietà fisiche, solubilità, saggi di riconoscimento). 6. Analisi spettroscopica (18 ore) a. Spettrofotometria nel visibile-UV: transizioni elettroniche coinvolte, legge di Lambert-Beer. Strumentazione: sorgenti, monocromatori a filtro, monocromatori a prisma, monocromatori a reticolo, comparto campione, rivelatori a fototubi e a fotomoltiplicatori. Strumenti a singolo e a doppio raggio. Fattori che influenzano la posizione del massimo d’assorbimento e l’intensità. Utilizzo della spettroscopia nel visibile-UV nell’analisi qualitativa e quantitativa. Regole empiriche per il calcolo della  massima dei dieni coniugati e degli enoni. Assorbimento di idrocarburi aromatici. Influenza del solvente e del pH di soluzioni acquose nello spettro UV di fenoli e ammine aromatiche. Spettroscopia in derivata. b. Spettroscopia d’assorbimento IR: generalità, modello meccanico e quanto-meccanico di una molecola biatomica. Moti vibrazionali di molecole pluriatomiche lineari e non lineari. Numero di bande IR teoriche e reali. Fattori che l’influenzano la frequenza di risonanza IR. Spettrofotometri IR a dispersione e ad interferenza. Interferometro di Michelson. Vantaggi degli FT-IR rispetto agli strumenti a dispersione. Preparazione del campione. Interpretazione di spettri IR. Intensità e forma di una banda. Bande caratteristiche dei principali gruppi funzionali; lettura di alcuni spettri IR. c. Spettroscopia di NMR: introduzione, cenni di strumentazione (strumenti ad onda continua e ad impulso). Solventi per NMR e preparazione del campione. spettri 1H NMR: Previsione del numero di segnali in uno spettro. Chemical shift e fattori che lo influenzano, uso del TMS come riferimento, scelta delle unità di misura. Intensità del segnale, integrale del picco ed esempi di calcolo del n° di idrogeni. Accoppiamento spin-spin: sistemi di spin con 2 set di nuclei non equivalenti; esempi. Spettri di I ordine e di ordine superiore. Analisi di multipletti. Sistemi alifatici, vinilici e aromatici. Scambio con deuterio. Disaccoppiamento per doppia risonanza. 13CNMR: cenni. Esercizi in aula di spettroscopia IR ed NMR con coinvolgimento degli studenti. (10 ore) Esercitazioni di laboratorio a posto singolo riguardo i seguenti argomenti trattati a lezione (60 ore): - Smistamento di una miscela di composti mediante estrazione liquido / liquido. - Purificazione mediante cristallizzazione. - Purificazione mediante sublimazione. - Comportamento alla calcinazione. - Prove di solubilità in acqua e soluzioni alcaline e acide; prove di solubilità in solvente organico. - Determinazione punto di fusione. - Saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali secondo la FU Italiana. - Analisi TLC del Calcio Pantotenato . - Analisi TLC dell’estratto di semi di anice. - Analisi di prova per l’identificazione di una sostanza FU . - Analisi incognita per l’identificazione di almeno quattro sostanze inscritte in FU .

Libri raccomandati da affiancare alle dispense del docente: Caliendo G. - Manuale di Analisi Qualitativa - EDISES Silverstein, Webster, Kieml, Bryce - Identificazione spettrometrica di composti organici – III° ed. –Ed. Ambrosiana Testi di consultazione Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana XII Ed.