- Supramolecular Chemistry
- Summary
Course Syllabus
Obiettivi
Gli obiettivi sono descritti secondo gli indicatori di Dublino D1-5
D1 -
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di
essere in grado di leggere un articolo scientifico che tratti della sintesi e
caratterizzazione di sistemi supramolecolari (chimica host-guests, sensori, sistemi
autoassemblanti e biomimetici, macchine molecolari). Per raggiungere questo
scopo durante il corso vengono analizzati una serie di articoli molto recenti
che spiegano ed esemplificano gli argomenti trattati. Il corso fornisce allo studente conoscenze specifiche nei seguenti
ambiti:
1 Metodi spettroscopici (NMR, UV, IR, microcalorimetria, Surface Plasmon Resonance, Massa) per la determinazione delle interazioni molecolari
2 Metodi di sintesi dei principali sistemi host (cavitandi, sferandi, macrocicli)
3 Principali applicazioni della chimica host-guest
D2 -
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di
essere in grado di:
1 Disegnare una molecola host dato un guest
2 Immaginare sistemi host-guest in diversi ambiti applicativi
3 Immaginare la tecnica analitica più indicata a studiare un sistema host-guest
D3 -
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di leggere criticamente un articolo scientifico, analizzarne i contenuti, giudicare eventuali debolezze e punti di forza dell’articolo, prevedere possibili limitazioni sperimentali ed applicative, immaginare in modo creativo ulteriori sviluppi della tecnica presentata dall’articolo. Il docente stimola la discussione critica degli articoli presentati in classe in modo da abituare lo studente a questo tipo di analisi della letteratura scientifica.
Alcuni studenti potranno presentare approfondimenti di argomenti specifici che sono poi discussi insieme in classe.
D4 - CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Risultati attesi:
1 Raccogliere e comprendere le nuove informazioni utili per razionalizzare le
proprietà di nuovi sistemi host-guest pubblicati nella letteratura scientifica
2 Raccogliere e comprendere le informazioni circa l'evoluzione dei sistemi
supramolecolari e delle loro proprietà
Contenuti sintetici
Concetti di base in chimica supramolecolare, metodi analitici per studiare le inetrazioni supramolecolari.
Esempi su articoli recenti di letteratura di: host/guest chemistry, sensori, macchine molecolari, sistemi autoassemblanti, sistemi biomimetici
Programma esteso
1) introduzione alla chimica supramolecolare e la chimica host/guest
2) le interazioni tra molecole
3) metodologie analitiche per studiare le interazioni supramolecolari: NMR, massa, fluorescenza, calorimetria, SPR ed altre tecniche
4) evoluzione delle strutture degli hosts: dai crown ethers ai cavitandi: analisi della chimica host/guest e delle applicazioni in vari ambiti di: crown ethers, criptandi, sferandi, lariat ethers, calixareni, cucurbiturili, ciclodestrine.
5) sensori molecolari
6) macchine molecolari
7) conoscenze di base di chimica di coniugazione (click chemistry)
Prerequisiti
Il Corso è inteso per studenti che abbiano una solida formazione in chimica, con una conoscenza avanzata della chimica organica. E’ inoltre necessaria una buona conoscenza dei metodi analitici in chimica organica, in particolare la spettroscopia NMR.
Modalità didattica
Modalità mista: parziale presenza e lezioni videoregistrate sincrone
Materiale didattico online su piattaforma Moodle: lucidi delle lezioni, articoli scientifici e review
Elaborazione di un progetto personale
L'insegnamento verrà tenuto in lingua italiana
Materiale didattico
slides (su Moodle)
articoli di riviste scientifiche (su Moodle)
libri di testo
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami orali saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali. Le modalità di svolgimento dei corsi potranno variare a seguito dell'evoluzione della situazione sanitaria.
Disponibilità a svolgere esami in lingua inglese, come deliberato in CCD.
La verifica del raggiungimento degli obiettivi viene effettuata
utilizzando:
per l’accertamento dei risultati di apprendimento previsti ai campi D1 e D2: esame finale orale;
per l’accertamento dei risultati di apprendimento previsti al campo D3 la discussione critica in classe di articoli scientifici;
per l’accertamento dei risultati di apprendimento previsti al campo D4 la presentazione di un elaborato personale su un nuovo farmaco
Orario di ricevimento
Da decidere all'inizio del corso
Aims
D1 - KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING ABILITY
At the end of this training activity, the student must demonstrate to be able to read a scientific article dealing with the synthesis and characterization of supramolecular systems (host-guest chemistry, sensors, self-assembling and biomimetic systems, molecular machines). To achieve this goal during the course a series of very recent articles are analyzed that explain and exemplify the topics covered. The course provides the student with specific knowledge in the following areas:
1 Spectroscopic methods (NMR, UV, IR, microcalorimetry, Surface Plasmon Resonance, Mass) for the determination of molecular interactions
2 Synthesis methods of the main host systems (cavitands, spherands, macrocycles)
3 Main applications of host-guest chemistry
D2 - CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
At the end of this training activity, the student must demonstrate that he is able to:
1 Draw a host molecule given a guest
2 Imagine host-guest systems in different application areas
3 Imagine the best analytical technique for studying a host-guest system
D3 - JUDGMENT AUTONOMY
At the end of this training activity, the student must demonstrate to be able to critically read a scientific article, analyze its contents, judge any weaknesses and strengths of the article, foresee possible experimental and application limitations, imagine creatively further developments of the technique presented by the article. The teacher stimulates the critical discussion of the articles presented in class in order to accustom the student to this type of analysis of scientific literature.
Some students will present insights on specific topics that are then discussed together in the classroom.
D4 - LEARNING SKILLS
Expected results:
1 Collect and understand the new information needed to rationalize the properties of new host-guest systems published in the scientific literature
2 Collect and understand information about the evolution of supramolecular systems and their properties
Contents
Basic concepts in supramolecular chemistry. methods for binding studies. Analysis and study of recent scientific papers on: host/guest chemistry, sensors, molecular devices, auto-assembling systems, biomimetic systems
Detailed program
1) introduction to supramolecular chemistry and host/guest chemistry
2) molecular interactions
3) Analytical methods to study molecular interactions: NMR. mass, fluorescence. ITC, SPR, others...
4) host structures: crown ethers, cryptands, spherands, lariat ethers, calixarenes, cucurbiturils, cyclodextrins
5) molecular sensors
6) molecular devices
7) conjugation chemistry and click chemistry
Prerequisites
The course is intended for students who have a solid background in chemistry, with an advanced knowledge of organic chemistry. A good knowledge of the analytical methods in organic chemistry is also needed, in particular NMR spectroscopy.
Teaching form
Registered lessons in streaming
Slides and scientific papers online
Development of a personal project
Course in Italian
Textbook and teaching resource
slides (on Moodle)
articles of scientific journals (on Moodle)
textbooks
Semester
second semester
Assessment method
IN COVID-19 period oral exams will be done online on the webex platform. Changements will be possible according to the evolution of the epidemic trend.
It will be possible to do oral examinations in English.
The verification of the achievement of the objectives is carried out using:
for the assessment of the learning outcomes foreseen in fields D1 and D2: final oral exam;
for the assessment of the learning outcomes provided for in field D3 the critical discussion in the class of scientific articles;
for the assessment of the learning outcomes provided for in field D4, the presentation of a personal report on a new drug
Office hours
to be decided at the beginning of the course
Key information
Staff
-
Carlotta Ciaramelli
-
Andrea Luraghi
-
Francesco Peri