Corsi di studio in
Farmacia - Chimica e tecnologia farmaceutiche

Le relazioni fra la struttura di un composto di interesse farmaceutico e i suoi parametri chimico-fisici (come solubilità, costanti di dissociazione, lipofilia, …) vengono trattate in modo da risaltare il profilo SPR (Structure Properties Relationship). nella prima parte del corso (Prof Lolli) l* student* verrà addestrat* a correlare la struttura di un composto di interesse farmaceutico con suoi parametri chimico-fisici in modo da, alla fine del percorso, essere in grado di prevedere la struttura di un composto incognito a partire dai suoi parametri sperimentali. Muovendosi verso logiche di reattività, le debolezze strutturali del composto verranno quindi approfondite in ambito SPR utilizzando le reazioni organiche proprie dell’Analisi Organica Qualitativa ed esempi presenti in Farmacopea.

Per quanto riguarda la parte inerente la Sintesi Organica, (Prof Guglielmo) verranno prese in considerazione le principali fasi che costituiscono la messa a punto di un processo sintetico.

Durante le esercitazioni in laboratorio i concetti verranno applicati alla conduzione pratica di sintesi organiche.

Per quanto concerne la parte di SPR (Structure Properties Relationship), i risultati dell'apprendimento si concretizzano nella conoscenza dei principi che correlano la presenza di gruppi funzionali alle proprietà chimico fisiche di una struttura organica. Gli stessi principi sono poi associati alla reattività, utilizzata a scopi identificativi.

Per quanto concerne la sintesi organica, i risultati dell'apprendimento si concretizzano nella conoscenza dei principi della pratica di laboratorio e nella capacità di progettare e mettere in atto delle semplici sintesi di laboratorio.

Introduzione alle Structure Properties Relationship (SPR) - Prof. Lolli

 

1) La Letteratura Scientifica. Significato e valore del concetto di produzione scientifica. Fonti primarie, secondarie e brevetti. Lettura approfondita e strutturata di un articolo scientifico di Chimica Farmaceutica. Definizioni di impact factor, open access, peer review. Esempi di ricerca su banca dati (Scopus, Scifinder,). Struttura schematica della Farmacopea Europea.

2) Correlazione fra forze di interazione intermolecolare e profilo chimico-fisico. Richiami ai concetti di legame ad idrogeno, legame ionico, forze di van del Waals, interazioni dipolo-dipolo e ione-dopolo e l’implicazione di queste forse nell’interazione intermolecolare.

3) Structure Properties Relationship (SPR) e le costanti chimico-fisiche. Definizione di costante chimico fisica. Applicazioni nell’Analisi Farmaceutica. Definizioni da Farmacopea.
3.1. SPR e Punto di Fusione (mp). Richiamo alla definizione di Punto di Fusione. Diagrammi di stato. Misura pratica del Punto di Fusione (capillare aperto e chiuso). Misurazione del Punto di Fusione in Farmacopea. Correlazione del Punto di Fusione con purezza e struttura molecolare del campione.
3.2. SPR e Punto di Ebollizione (bp). Richiamo alla definizione di Punto di Ebollizione e correlazione con la pressione. Uso del nomografo ed esempi. Misura pratica del Punto di Ebollizione. Misurazione del Punto di Ebollizione in Farmacopea. Correlazione fra Punto di Ebollizione con purezza e struttura molecolare del campione.
3.3 SPR e Solubilità. Cenni storici. Solubilità e Drug Design. Informazioni derivanti dalla solubilità. Solubilità in Farmacopea Ufficiale. Esecuzione pratica di un test di solubilità. Teoria della solubilità. Costante dielettrica e polarità. Classificazione dei solventi in base alla relativa costante dielettrica. Relazione fra solubilità e costante dielettrica del solvente. (Solubilità in funzione della polarità del solvente). Scelta del solvente: solubilità in acqua ed in solventi organici. Correlazione fra solubilità e struttura molecolare del campione. Correlazione fra punto di fusione ed ebollizione e solubilità. Correlazione fra peso molecolare e solubilità. Teoria della solubilità acido-base: pKa e solubilità. Correlazione fra elementi strutturali (effetti mesomeri, induttivi e sterici) con la pKa di gruppi acidi e basici. Esempi di pKa di comuni gruppi funzionali: carbossilico, amminico, ammidico, solfonammidico, fenolico, idrossilico, tiolico, …..
3.4 SPR e Cromatografia su Strato Sottile (TLC). Definizione di Cromatografia su Strato Sottile (TLC). Applicazione a identità e grado di purezza di una sostanza. Descrizione del cromatogramma TLC, definizione e calcolo del tempo di ritenzione (Rf). Applicazioni descritte in Farmacopea. Fasi stazionarie: dirette, dirette modificate ed inverse. Fasi mobili: serie eluotropa, fasi mobili acide, basiche e neutre. Applicazione pratica della tecnica: deposizione, eluizione e sviluppo del cromatogramma (esposizione a luce ultravioletta, sviluppanti chimici generali (iodio, permanganato di potassio, acido fosfomolibdico, Ninidrina)). Esempi di TLC bidimensionale: teoria, applicazione ed esempi pratici. Correlazione fra Rf in TLC e la presenza di elementi funzionali nella struttura molecolare.

4) Metodologie per il riconoscimento di una sostanza incognita.
4.1 Saggi di identificazione descritti in Farmacopea. Descrizione della Monografia di Farmacopea in tutte le sue parti. Sezione “Identificazione” e esempi di saggi di riconoscimento. Come eseguire correttamente un saggio di riconoscimento in modo che sia garantita riproducibilità di risultato. Possibili problematiche riscontrabili.
4.2 Saggi preliminari. Definizione di natura organica, metallorganica ed inorganica. Saggi preliminari di riconoscimento: elementi strutturale e stato fisico, colore ed odore.
4.3 Correlazione fra struttura molecolare e reattività: Analisi Organica Qualitativa. Definizione di Analisi Organica Qualitativa. Razionalizzazione dei saggi di riconoscimento presenti in Farmacopea alla luce dell’applicazione dell’Analisi Organica Qualitativa. Descrizione della reattività dei gruppi funzionali più comuni:
Gruppi acidi: identificazione del protone mobile (per via basica e per via nucleofica)
Ammine primarie e secondarie: Saggio di Hinsberg
Ammine primarie e secondarie: Saggio dell’acido nitroso
Aldeidi e chetoni: Formazione di basi di Schiff (2,4-dinitrofenilidrazina, idrossilammina)
Riconoscimento degli alogeni alchilici:  Saggio con NaI e AgNO₃
Alcooli: Saggio di Lucas
Doppi e tripli legami: Reattività con Br₂
Derivati degli acidi: 1) Reazioni di idrolisi; 2) Reazione di Angeli Rimini
Metil chetoni: Reazione aloformica
Reazioni di ossidazione: Reattività con KMnO₄
Identificazione del potere riducente:    Saggio di Fehling e Saggio di Tollens
Alcooli / Fenoli: Reazioni con Cerio Ammonio Nitrato
Identificazione del potere chelante: Reazione con sali di Rame(II) o Ferro(III)

 

Introduzione alla Sintesi Organica - Prof. Guglielmo.

 

Introduzione alla sintesi organica. Vetreria di laboratorio, montaggio dell'apparecchiatura, conduzione e monitoraggio, isolamento del prodotto.

 

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Laboratorio sperimentale. La pratica di laboratorio si basa su tematiche sviluppate durante le lezioni teoriche.

Requisiti richiesti. Il corso necessita di nozioni acquisite nei corsi di Chimica Analitica, di Analisi dei Farmaci I e di Chimica Organica I.

Testi raccomandati:

• Watson; Analisi Farmaceutica, 2003, EdiSES, Napoli.
• Shrine, Hermann, Morrill, Curtin, Fuson; The Systematic Identification of Organic Compounds, 8th ed. 2004 Wiley.
• F. Savelli O. Bruno; Analisi Chimico Farmaceutica, 2005 Piccin.
• V. Cavrini, V. Ardrisano; Analisi Farmaceutica, 2007, Società Editrice Esculapio

Testi di consultazione: Farmacopa Italiana ed Europea.

Lezioni frontali       
Le lezioni si svolgeranno in presenza, alternando teoria a blocchi di esercizi, che si svolgeranno a piccoli gruppi.

Laboratorio sperimentale
Le esercitazioni di laboratorio si svolgeranno in presenza a piccoli gruppi.

 

L'apprendimento avverrà attraverso due fasi di verifica: 

1) Durante l'esame scritto (1.5 ore) verrà richiesto al candidat* di identificare una specifica molecola organica, data una descrizione delle sue proprietà sperimentali, all'interno di un pool di candidati. Il superamento dell'esame scritto è propedeutico all'orale successivo.
2) Durante l'esame orale, svolto in singolo o a coppie (scelta consigliata), i* candidat* descriveranno attraverso una presentazione Power Point il profilo di una serie di molecole recentemente apparse in letteratura Med Chem trattate secondo le tematiche approfondite durante il corso. La scelta delle molecole sarà a cura de* candidat*. Nella presentazione dovrà essere inserita anche la discussione di un passaggio sintetico descritto nella letteratura, in cui saranno messi in luce gli aspetti trattati a lezione: messa a punto, montaggio, monitoraggio ed isolamento del prodotto. L'esame orale si concluderà con una breve discussione con i docenti.

Gli esami orale e scritto, che sono dettagliatamente descritti attraverso linee guida presenti sulla piattaforma Moodle, saranno preparati durante il corso attraverso opportune esercitazioni. 

 

Orario di ricevimento: per entrambi i docenti massima disponibilità previo accordo via mail.