- Oggetto:
- Oggetto:
Analisi dei Farmaci III (1° e 2° modulo)/DRUG ANALYSIS III (I PART) - CTF
- Oggetto:
Drug analysis III
- Oggetto:
Anno accademico 2014/2015
- Codice dell'attività didattica
- FAR0034
- Docente
- Prof. Donatella BOSCHI (Titolare del corso)
- Corso di studi
- [f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
- Anno
- 4° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 12
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/08 - chimica farmaceutica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- In parte obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
- Conoscenze di chimica organica, chimica farmaceutica e analisi farmaceutica quali e quantitativa, nonchè chimica pratica in laboratorio.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso si propone di insegnare, sia dal punto di vista teorico che pratico, le moderne tecniche di progettazione, sintesi, caratterizzazione strutturale ed analitica di composti ad interesse chimico-farmaceutico.
Didactic goals of this course
This course is focused on the design, synthesis, analitical and structural characterization of drugs. Practical laboratory sessions will have the purpose of applying topics of class lectures.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine del corso gli studenti sapranno ottenere in laboratorio un composto organico di interesse farmaceutico. Inoltre saranno in grado di interpretare i risultati delle analisi chimiche necessarie per confermarne la struttura e la purezza.
Students will be able to understand how drugs are designed. They will be able to correctly execute some fundamental laboratory techniques use to obtain a drug and to identify its structure and to control its purity.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Per sostenere l'esame, gli studenti del nuovo ordinamento (iscritti a partire dall'a.a. 2009-10) devono aver superato gli esami di Analisi dei Farmaci II e di Chimica Organica II. Gli studenti iscritti fino all'a.a. 2008-09 devono aver superato tutti gli esami del primo e secondo anno, nonché almeno sei esami del terzo anno, come previsto dal regolamento previgente. E possibile sostenere lesame del Corso di analisi dei Farmaci III primo e secondo modulo (12 cfu totali) in due momenti distinti dividendo il programma in due parti. La prima parte comprende il programma affrontato nel primo modulo e le esercitazioni di laboratorio. La seconda parte comprende il programma delle lezioni frontali del secondo modulo. PRIMA PARTE Lesame si divide in una relazione scritta e in una discussione orale. 1. Relazione scritta Verrà consegnata allo studente, il giorno dellappello ufficiale, la struttura di un farmaco o di un potenziale farmaco. Lo studente dovrà risalire, usando tutti gli strumenti a sua disposizione compresi quelli forniti dalla Biblioteca Icilio Guareschi e dallAteneo, ad una fonte originale che riporta le ricette dello schema sintetico della molecola stessa. Quindi, lavorando per quattro interi giorni, dovrà stilare una relazione che riporti ed illustri per ogni passaggio: Schema di reazione Caratteristiche dei reagenti e solventi necessari (fonte, tossicità, grado di purezza, tipo di prelievo e misura). Tabella dei reagenti con PM, Bp, densità, quantità (peso o volume), moli, rapporti molari. Tipo di apparecchiatura da usare (descrizione con disegno, montaggio, pericolosità, speciali provvedimenti da attuare, accorgimenti richiesti). Dettagliata descrizione del procedimento fino allisolamento del prodotto (flusso di purificazione) e alla sua caratterizzazione chimico-fisica. Riferimenti delle fonti bibliografiche che supportano le affermazioni riportate nella relazione. La valutazione della relazione terrà conto del fatto che, la reazione effettuata come descritto, non metta a rischio la salute delloperatore, il laboratorio e inoltre che possa effettivamente portare allottenimento del prodotto senza mancate reazioni, perdite nellisolamento del prodotto, decomposizioni varie. 2. Colloquio orale Lo studente presenterà in dieci minuti (con lausilio di power point) la ricerca bibliografica che ha portato allottenimento delle fonti nonché la relazione e dopo discuterà la stessa con la commissione. Infine verrà interrogato sugli argomenti del programma del primo modulo e sulle sintesi effettuate in laboratorio. Il giudizio verrà formulato in base alla capacità del candidato di esporre la relazione nei tempi assegnati, in modo chiaro e con il supporto elettronico adeguato e corretto. Peso importante nella valutazione sarà dato alla capacità del candidato di argomentare le tecniche scelte nonchè alla verifica delle conoscenze acquisite. SECONDA PARTE In un colloquio orale lo studente verrà interrogato sul programma del secondo modulo. VOTO FINALE La valutazione della prima parte corrispondente a 9 cfu, verrà mediata con quella della seconda parte corrispondente a 3 cfu, in modo ponderale.
- Oggetto:
Attività di supporto
esercitazioni in laboratorio
Laboratory practicals.
- Oggetto:
Programma
Programma primo modulo:
1) Attrezzatura di un laboratorio di sintesi organica
2) Tecniche di riscaldamento: Bunsen, Lampada Meker, Piastre riscaldanti con o senza termostato, Bagni, Mantelli riscaldanti, Phon, Stufe.
3) Tecniche di raffreddamento: bagni refrigeranti, criostati, frigoriferi, apparecchi per condensazione di vapori.
4) Tecniche di agitazione: agitatori meccanici, agitatori magnetici, sonicatori.
5) Sistemi di produzione e misura del vuoto. Pompe: a fluido motore, meccaniche, a condensazione, ad adsorbimento. Vacuometri: a misura diretta (manometro Bourdon, manometro a Hg), a misura indiretta: a resistenza, a termocoppia, a ionizzazione.
6) Purificazione ed essiccamento dei solventi. Agenti essicanti. Distillazione in continuo. Sotto pressione per filtrazione su allumina ad opera di gas inerti. Essiccamento si solventi di uso comune.
7) Purificazione, essiccamento e manipolazione di reagenti. Reagenti stabili non tossici. Reagenti stabili ma tossici o con odore sgradevole. Reagenti che si decompongono a contatto con l’umidità o l’aria. Reagenti che decompongono in modo esplosivo o piroforico a contatto con l’umidità o l’aria. Tecniche per anidrificare e purificare i reagenti (liquidi e solidi). Tecniche di manipolazione e misura reagenti in atm inerte. Stoccaggio e trasferimento di un liquido o di un solido in atm inerte.
8) Gas: trasporto, immagazzinamento, prelievo, preparazione in laboratorio (H2S, CO2, HCl), misura.
9) Conduzione della reazione.
10) Monitoraggio della reazione TLC, HPLC, GS, UV, NMR.
11) Procedure sintetiche particolari. Controllo di parametri fisici che possono influenzare la reazione: uso di equilibri sfavoriti (Dean Stark). Reazioni sotto pressione (idrogenazioni). Reazioni fotochimiche. Reazioni sensibili all’aria.
12) Spegnimento della reazione.
13) Elaborazione ed isolamento del prodotto grezzo (work up). Filtrazione. Estrazione (normale ed in continuo). Liofilizzazione.
14) Purificazione del prodotto: Cristallizzazione.
15) Purificazione del prodotto: Distillazione. Distillazione semplice a pressione atmosferica. Distillazione frazionata. Distillazione azeotropa. Distillazione a pressione ridotta. Distillazione in corrente di vapore.
16) Purificazione del prodotto: Tecniche cromatografiche a fini preparativi (flash cromatografia, MPLC, HPLC preparativo).
17) Caratterizzazione del composto grezzo attraverso le principali tecniche spettroscopiche e di analisi elementare
18) La letteratura chimica e la ricerca bibliografica.
19) La registrazione dei dati di un esperimento.
Esercitazioni pratiche:
Sintesi e caratterizzazione chimico-analitica di una serie di farmaci e loro precursori (benzidrolo, benzoino, benzile, 5,5-difenilidantoina, p-nitroacetanilide, p-nitroanilina, adipato dietilico, ciclopentanoncarbossilato di etile, aspirina, estrazione della caffeine dal the, cicloesanone, modafinil e suoi precursori).
Programma secondo modulo:
1) Sintesi in fase solida: supporto solido, gruppo di ancoraggio, distacco dal linker, gruppi protettori. Ortogonalità tra linker e gruppi protettivi.
2) Sintesi Combinatoriale: Definizione. Metodo combina e suddividi. Etichettatura: con peptidi, con nucleotidi, metodo del codice a barre.
3) Esempi di chimica combinatoriale per la scoperta di nuove benzodiazepine, difenilidantoine. Pianificazione di una sintesi combinatoriale: scaffold tipo ragno, tipo girino. Scienza dei microfluidi: microreattori, microseparatori, per sintesi in continuo.
4) Sintesi in parallelo: in soluzione ed in fase solida. Estrazione in fase solida. Uso di resine nella sintesi organica in soluzione. Uso di reagenti su supporto solido.
5) Esempi di sintesi su supporto solido di benzodiazepine e chinoloni.
6) Ricerca di nuovi agenti stimolanti dell’eritropoietina preparati attraverso chimica combinatoriale.
7) Reazioni multicomponente: Reazione di Hantzsch e sua applicazione alla sintesi della Nifedipina. Reazione di Passerini e sua applicazione alla sintesi della Bicalutamide. Reazione di Ugi e sua applicazione alla sintesi del Praziquantel.
8) Esempio di reazioni multicomponente nella scoperta di nuovi antitumorali inibitori di chinasi, di nuovi agenti antivirali (scoperta dell’Aplaviroc) e di nuovi antagonisti dell’ossitocina (scoperta del GSK221149A).
9) Sintesi Organica Assistita da Microonde (MAOS). Le microonde e i principi che governano il loro assorbimento da parte delle molecole. Ostante dielettrica, perdita dielettrica, fattore di dispersione. Reattori multimodali o monomodali.
10) Applicazioni di MAOS nella sintesi di eterocicli in chimica farmaceutica: sintesi del Gleevec e del Sildenafil.
11) Relazioni Struttura Attività Quantitative (QSAR): descrittori molecolari (log P, costante idrofobica del sostituente (π) di Hansch, pKa, Costante elettronica (σ) di Hammett, Fattore sterico di Taft (Es), Parametri sterici di Verloop). Equazione di Hansch. Scelta dei sostituenti con Grafico di Craig o con Schema di Topliss.
1) Equipping the laboratory and the bench
2) Solvents
3) Reagents
4) Gases
5) Vacuum systems
6) Temperature control
7) Reactions on a small scale: 1 to 25 mmol
8) Carrying out the reaction
9) Reaction monitoring
10) Working up the reactions
11) Purification of the products
12) Special synthetic procedures
13) Characterization of the Obtained Products
14) Keeping records of laboratory work
15) The Chemical Literature
16) New Synthetic Methods in Medicinal Chemistry: Combinatorial Chemistry, Parallel Synthesis, Solid-Phase Supported Synthesis, Multicomponents Reactions.
17) Computer-Aided Drug Design
21) Quantitative Structure-Activity Relations
Testi consigliati e bibliografia
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Testi consigliati:
- I. Vogel. Chimica Organica Pratica. C. Ed. Ambrosiana, Milano.
- d. Pavia, G. Lampman, G. Kriz Il Laboratorio di Chimica Organica, Ed. Italiana a cura di P. Grunanger, D. Pocar; Sorbona.
- M. D’Ischia La Chimica Organica in Laboratorio, Piccin.
- G. L. Patrick, Introduzione alla Chimica Farmaceutica, II edizione, EdiSES, Napoli (2010).
Testi di consultazione:
- J. Leonard, B. Lygo, G. Procter. Advanced practical organic chemistry. second edition Ed. Blackie Academic & Professional, London, 1995.
- M. C. Pirrung, The Synthetic Organic Chemist’s Companion, Ed. Wiley, Hoboken, 2007.
- R. M. Silverstain, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Identificazione spettroscopica di composti organici II edizione C. Ed. Ambrosiana, Milano,2006.
- C. G. Wermuth, The Practice of Medicinal Chemistry, 3 edition, Academic Press (2008)
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