Course Syllabus

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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, uso delle interazioni non-covalenti per la costruzione di sistemi supramolecolari

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

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

  1. introduzione alla chimica supramolecolare e la chimica host/guest

  2. le interazioni non covalenti tra molecole: il legame ad idrogeno, i polimeri supramolecolari

  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. macchine molecolari: i rotaxani di Stoddart, i muscoli molecolari di Sauvage, i rotori molecolari di Feringa

  6. le macchine molecolari a movimento unidirezionale: i cricchetti molecolari

  7. approfondimenti degli studenti

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.

13 lezioni da 2 ore in presenza, Didattica Erogativa
3 lezioni da 2 ore in presenza, didattica mista, esposizioni degli studenti di approfondimenti di letteratura scientifica

slides (su Moodle)

articoli di riviste scientifiche (su Moodle)

libri di testo

secondo semestre

Esame solo orale basato su colloquio sugli argomenti trattati a lezione e su approfondimenti di letteratura scientifica.
Alcuni studenti decidono di approfondire un argomento sotto forma di saggio breve facendo una presentazione durante le lezioni frontali (un blocco di 2-3 lezioni al termine del corso è destinato alle presentazioni in classe).

Gradazione della valutazione:
18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, molte lacune e capacità di elaborazione critica limitata;
20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico non accurato e capacità espositiva piuttosto incerta;
24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;
28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline

Su appuntamento via email

SALUTE E BENESSERE | ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE | IMPRESE, INNOVAZIONE E INFRASTRUTTURE
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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

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

1) introduction to supramolecular chemistry and host/guest chemistry

2) molecular interactions, hydrogen bond, supramolecular polymers

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) Rotaxanes of Stoddart, the molecular muscles of Sauvage, the molecular rotors of Feringa

  1. molecular ratchets: the undirectional movement

7) works of students

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.

13 two-hour lectures, in person, Delivered Didactics
3 seminars of 2 hours in person, hybrid didactics

slides (on Moodle)

articles of scientific journals (on Moodle)

textbooks

second semester

Oral exam only based on an interview on the topics covered in class and on in-depth analysis of scientific literature.
Some students decide to delve deeper into a topic in the form of a short essay by making a presentation during the lectures (a block of 2-3 lectures at the end of the course is dedicated to in-class presentations).
Grade ranges:
18-19: preparation on a small number of topics in the course program, many gaps and limited critical processing ability;
20-23: preparation on a part of the topics in the course program, independent analysis ability only on purely practical and executive issues, use of inaccurate vocabulary and rather uncertain expository ability;
24-27: preparation on a large number of topics covered in the course program, ability to independently carry out argumentation and critical analysis, ability to apply knowledge to contexts and connect themes to concrete cases, use of correct vocabulary and competence in the use of disciplinary language;
28 – 30/30L: complete and exhaustive preparation on the topics in the exam program, personal ability to deal autonomously and critically analyze the topics, ability to reflect and self-reflect and to connect the topics to concrete cases and different contexts, excellent ability to think critically and autonomously, full mastery of the disciplinary vocabulary and a rigorous and articulated expository ability, ability to argue, reflect and self-reflect, ability to connect to other disciplines

by email appointment

GOOD HEALTH AND WELL-BEING | AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY | INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
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Key information

Field of research
CHIM/06
ECTS
6
Term
Second semester
Activity type
Mandatory to be chosen
Course Length (Hours)
56
Degree Course Type
2-year Master Degreee
Language
Italian

Staff

    Teacher

  • LL
    Laura Legnani
  • Francesco Peri
    Francesco Peri

Students' opinion

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Bibliography

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Enrolment methods

Self enrolment (Student)
Manual enrolments

Sustainable Development Goals

GOOD HEALTH AND WELL-BEING - Ensure healthy lives and promote well-being for all at all ages
AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY - Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all
INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE - Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation