ANALISI DEI MEDICINALI Prof.ssa Federica Vacondio FINALITA` Il

ANALISI DEI MEDICINALI
Prof.ssa Federica Vacondio
FINALITA'
Il corso, articolato in lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche, si prefigge di fornire allo studente le
opportune nozioni nel campo dell’analisi qualitativa di sostanze inorganiche e dell’analisi quantitativa di
composti di interesse farmaceutico.
PROGRAMMA
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Norme di sicurezza ed elementi di primo soccorso in un laboratorio chimico.
Introduzione all'Analisi Qualitativa Inorganica
Tecniche ed operazioni di base: solubilizzazione e diluizione; precipitazione, filtrazione e
centrifugazione.
Analisi per via secca: esame di una sostanza alla combustione, saggio alla fiamma
Analisi per via umida: i gruppi analitici dei cationi, ricerca degli anioni, residuo insolubile negli
acidi.
Metodiche di riconoscimento di farmaci inorganici secondo la Farmacopea Ufficiale.
Introduzione all’Analisi Quantitativa farmaceutica.
Attrezzatura e strumentazione di laboratorio: vetreria graduata e tarata, la bilancia analitica.
Generalità sui metodi analitici. Procedimento analitico. Espressione dei risultati analitici e
trattamento dei dati: accuratezza e precisione. Tipi di errore. Determinazione dell'esattezza e
della riproducibilità di un metodo analitico. Elementi di statistica. Rette di taratura. Cifre
significative.
Analisi gravimetrica e volumetrica. Acidimetria ed alcalimetria. Complessometria e chelometria.
Titolazioni di ossido-riduzione. Titolazioni in solventi non acquosi.
Principi di analisi potenziometrica: Titolazioni potenziometriche. Strumentazione. Tipi di elettrodi.
Determinazione di proprietà chimico-fisiche in sostanze di interesse farmaceutico. Il coefficiente
di ripartizione e di distribuzione in n-ottanolo-acqua e altri sistemi di solventi. Determinazione
delle costanti di ionizzazione di acidi e basi.
MODALITA' D'ESAME
L’esame consisterà in una prova pratica ed in una prova orale. Saranno inoltre tenute in considerazione
le esercitazioni pratiche svolte durante il corso.
Testi consigliati:
HOGNESS T.R., JOHNSON W.C., ARMSTRONG A., "Analisi Qualitativa ed Equilibrio Chimico",
Piccin Ed.
CLIFFORD A.F., "La Chimica Inorganica dell’Analisi Qualitativa", Piccin Ed.
HARRIS D.C., "Chimica Analitica Quantitativa", Zanichelli Ed.
BARBETTI P., QUAGLIA M.G., “L’analisi quantitativa in chimica farmaceutica e tossicologica
inorganica”, Galeno Ed.
METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Prof. Giovanni Casiraghi
FINALITA'
Scopo del corso è quello di fornire le basi per l’identificazione strutturale di composti organici di media
complessità attraverso l’utilizzo delle moderne metodiche di analisi spettroscopica.
Il corso si avvale di un testo fondamentale in lingua italiana che offre allo studente un valido ausilio sia
per la parte teorica, sia per la parte esercitativa.
PROGRAMMA
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Il corso ha come obiettivo principale quello di fornire allo studente delle linee guida generali per
l’identificazione spettroscopica di composti organici. Enfasi particolare viene data agli aspetti
pratici della problematica, mentre più ristretta è la trattazione delle basi teoriche delle varie
spettroscopie.
Il corso indaga i temi della spettrometria di massa, della spettrometria infrarossa e, soprattutto,
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della spettrometria di risonanza magnetica nucleare H e C con esperimenti mono- e
bidimensionali.
Per ogni capitolo viene illustrata la strumentazione, la base teorica sottesa all’esperimento e gli
aspetti analitici ed identificativi. Opportuni esercizi guidano lo studente nell’utilizzo delle varie
tecniche permettendo, attraverso un’analisi combinata, l’identificazione della struttura molecolare
di composti organici semplici e complessi nei loro aspetti configurazionali, conformazionali e
stereochimici.
MODALITA' D'ESAME
L’esame finale (prova scritta e colloquio orale) verterà su tutti gli argomenti del programma. Lo studente
dovrà dimostrare di aver compreso, e di essere in grado di utilizzare, i concetti fondamentali di ogni
argomento.
Testi consigliati:
R. M. SILVERSTEIN, F. WEBSTER, "Identificazione Spettroscopica di Composti Organici", Casa
Editrice Ambrosiana, Milano.
CHIMICA FISICA
Prof.ssa Emilia Fisicaro
FINALITA'
E’ obiettivo del corso di Chimica Fisica stabilire e sviluppare i principi atti a spiegare ed a interpretare le
reazioni e le trasformazioni chimiche, tramite l’impiego di "modelli", peculiarità della Chimica Fisica. Lo
studente dovrà acquisire nozioni fondamentali e rigorose di termodinamica classica, statistica e di nonequilibrio, di quantomeccanica, spettroscopia e cinetica con particolare riferimento allo studio e
all’interpretazione dei processi biologici e biochimici e le basi teoriche di chimica computazionale.
PROGRAMMA
1. Termodinamica applicata a sistemi chimici e biologici
Principi della termodinamica. Variabili e funzioni di stato. Funzioni ausiliarie. Dipendenza delle grandezze
termodinamiche da pressione e temperatura. Alcuni esempi numerici. Significati sperimentali e molecolari
della termodinamica. Concetti introduttivi di termodinamica statistica. Funzione di partizione molecolare.
Relazioni di Maxwell. Termochimica. Calorimetria.
2. Equilibri di fase nelle sostanze pure
Diagrammi di fase. Equazione di Clapeyron e di Clausius-Clapeyron. Calorimetria differenziale a
scansione. Liquefazione dei gas e fenomeni critici. Equazione degli stati corrispondenti. Regola delle fasi.
3. Proprietà termodinamiche delle soluzioni e loro applicazioni
Sistemi aperti e quantità molari parziali. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Legge di Raoult e legge di
Henry. Soluzioni regolari. Funzioni eccesso. Equilibrio fra le fasi nei sistemi binari. Distillazione frazionata.
Azeotropo, eutettico, lacuna di miscibilità, formazione di composti. Diagrammi di stato composti. Il
potenziale chimico del solvente. Proprietà colligative. Soluzioni di macromolecole.Interpretazione
statistica molecolare della denaturazione di una proteina. Equilibri di membrana: equilibrio di dialisi ed
effetto Donnan. Pressione osmotica nelle soluzioni di macromolecole. Determinazione del peso
molecolare. Fenomeni di trasporto: trasporto attivo e passivo.
4. Equilibrio in una reazione chimica
Condizioni di equilibrio in una reazione chimica. Energia libera e costante di equilibrio. Attività e forza
ionica. Termodinamica statistica applicata all'interpretazione degli equilibri in soluzione. La funzionen di
Bjerrum. Diagrammi di distribuzione. Curve di binding. La cooperatività.
5. Elettrochimica
Potenziali normali. Celle elettrochimiche. Elettrodi. Equazione di Nernst. Il potenziometro. Pile di
concentrazione. Lo stimolo nervoso.
6. Bioenergetica
Processi passivi e processi attivi. Pompe ioniche e sorgenti di energia. Reazioni endoergoniche.
Trasmissione dell'energia. Reazioni accoppiate. Composti ad alta energia. Scala dei potenziali di
trasferimento.
7. Termodinamica di non-equilibrio e fenomeni di trasporto
Forze e flussi. Equazioni fenomenologiche. Teorema di Curie. Teorema di Prigogine. Legge di Onsager.
La funzione dissipazione. Concetto di stato stazionario. Mobilità degli ioni in soluzione. Elettroforesi. La
diffusione e le sue leggi. Sedimentazione. Reologia.
8. Forze intermolecolari: modelli interpretativi ed energie potenziali
Legami di Van der Waals. Dipoli permanenti e indotti. Energia potenziale. Distanza di legame. Legame di
idrogeno. Manifestazioni macroscopiche delle forze di coesione. Interazioni idrofobiche. Coefficiente di
ripartizione.
9. Sistemi colloidali, interfasi e biopolimeri
Classificazione. Forze intermolecolari nei sistemi colloidali. Teoria DLVO. Interfasi solido-gas, liquido-gas,
liquido-liquido, solido-liquido. Tensione superficiale e sua determinazione. Lavoro di adesione e di
coesione. I tensioattivi: struttura e classificazione. Sistemi micellari in fase acquosa. Microemulsioni.
Emulsioni. Cristalli liquidi. Films di Langmuir-Blodgett. Membrane biologiche e artificiali.
10. Quantomeccanica
Il fallimento della meccanica classica. La quantizzazione dell’energia. La rodopsina ed il meccanismo
della visione; dualismo onda-corpuscolo. Assunzioni di base della quantomeccanica. La funzione d’onda.
Gli operatori. L’equazione di Schrodinger. Risoluzione di un problema quantomeccanico: la particella in
una scatola. L’oscillatore armonico e le molecole biatomiche. Il rotatore rigido. Gli atomi e le molecole.
11. Spettroscopia
Modello generale dei moti oscillatori. Generalità sulla radiazione. Onda longitudinale e onda trasversa.
Polarizzazione. Composizione di onde. Interazione fra un'onda e un oggetto illuminato: assorbimento,
emissione, scattering. Limite di Lorentz: assorbimento e dispersione. Limite di Rayleigh e limite di
Thomson: scattering. Indice di rifrazione. Lo spettro elettromagnetico. Livelli energetici e fotoni. Effetto
dell’intorno: la visione a colori. Scala dei tempi e velocità delle transizioni spettroscopiche. Momento
dipolare indotto. Interpretazione classica e quantistica. Spettroscopia ultravioletta. Spettri infrarossi e
Raman. Dicroismo circolare e dispersione ottica rotatoria. Il laser.
12. Cinetica
La velocità delle reazioni ed i fattori che la influenzano. Reazioni del I e del II ordine. Stechiometria,
ordine di una reazione e sua molecolarità. Equazione di Arrhenius. Catalisi. Cinetica enzimatica.
MODALITA' D'ESAME
Durante il corso sono previste 3 prove scritte, a scadenza mensile, il cui esito positivo comporta il
superamento dell’esame.
In alternativa, l’esame è scritto, con possibilità di verifica orale.
Testi consigliati:
P. W. Atkins, Physical Chemistry, last edition, Oxford University Press, Oxford.
A.G. Marshall, Biophysical Chemistry, Wiley & sons , New York, 1978
P. W. Atkins, R.S. Friedman, Meccanica Quantistica Molecolare, Zanichelli, Bologna, 2000
K.E. Van Holde, Physical Biochemistry, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1971
Laidler, Meiser, Chimica Fisica, Editoriale Grasso, Bologna, 1999
LABORATORIO DI INFORMATICA
Prof. Gianluigi Vaona
FINALITA'
Lo scopo del corso è quello di dare i concetti base dell'hardware e fornire adeguate conoscenze dei
programmi applicativi maggiormente utilizzati.
PROGRAMMA
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Architettura di un sistema di elaborazione dati.
Codifica ed organizzazione dei dati.
Elementi di Hardware: unità centrale, memoria centrale, memorie di massa, unità periferiche di
I/0.
Elementi di Software: principali sistemi operativi e loro caratteristiche.
Interfacce grafiche e a carattere.
Cenni ai principali programmi applicativi e loro utilizzo.
Le reti di trasmissione dati.
Posta elettronica.
Utilizzo di Internet.
MODALITA' DI VERIFICA
Il corso prevede un test finale relativo agli argomenti trattati che verrà eseguito direttamente sul
computer.
Testi consigliati:
D.P.CURTIN:Informatica di Base, II Ed., McGraw-Hill, Milano, 2002
ECDL - La Guida McGraw-Hill alla patente Europea del Computer - McGraw-Hill, Milano, 2002