Descrizione del modulo "Metodologie sintetiche a base multisettoriale per la costruzione di strutture molecolari complesse (PM.P01.011.005)"

Type
Label
  • Descrizione del modulo "Metodologie sintetiche a base multisettoriale per la costruzione di strutture molecolari complesse (PM.P01.011.005)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • La definizione di nuove e sostenibili metodologie sintetiche, nonchè studi teorico-computazionali volti anche alla costruzione di strutture supramolecolari e alla definizione di meccanismi di riconoscimento molecolare, potrà trovare applicazione in diversi settori: a) sintesi target-orientata, b) sintesi di sintoni ad alto grado di funzionalizzazione e di densità stereochimica, c) modelli supramolecolari per la definizione di nuove classi di macrocicli, d) studi di riconoscimento molecolare, e) catalisi asimmetrica e organocatalizzatori. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Il compito prioritario della sintesi organica, come scienza chimica di base, è permettere l'accesso, in modo economicamente conveniente e in condizioni di \"atom economy\", a strutture molecolari assemblate in modo da possedere proprietà molecolari ben definite e predeterminate sia per quanto concerne la reattività, sia l'impatto e le ricadute in settori applicativi come la medicina, la farmacologia o le scienze dei materiali. Lo studio metodologico di un processo sintetico o di un \"planning\" complesso per accedere a strutture complesse costituisce la ricerca della miglior combinazione dei parametri di reazione per realizzare l'obiettivo sintetico nel modo più efficace ed efficiente possibile. Le strategie metodologiche assumono quindi un ruolo fondamentale sia nella sintesi di prodotti naturali che nella costruzione di nuove strutture abiotiche, caratterizzate da una architettura predeterminata nelle sue componenti essenziali, dimensione, forma, funzionalizzazione e stereochimica. (literal)
Competenze
  • Fondamento per lo sviluppo delle attività di ricerca sarà la multisettorialità che caratterizza le competenze dei partecipanti al modulo e che contribuirà in modo sinergico al raggiungimento di obiettivi sia metodologici che sintetici. a) Sintesi organica: conoscenza delle procedure standard e avanzate della sintesi organica, catalisi, organocatalisi, chimica organometallica, sintesi asimmetrica; conoscenze teoriche e pratiche di stereochimica e dei fenomeni di riconoscimento molecolare e supramolecolare. Capacità tecniche e tecnologiche per la gestione delle trasformazioni chimiche, sia su scala milligrammica che multigrammica e per la purificazione e l'isolamento di composti organici. b) Competenze metodologiche: capacità di progettazione e di analisi retrosintetica. Competenze di ottimizzazione metodologica attraverso interventi specifici sui parametri di reazione. c) Competenze analitiche: metodi cromatografici standard (TLC, flash cromatografia) e avanzati (HPLC). Competenze spettroscopiche avanzate (NMR). Tecniche base di calcolo computazionale. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Nel modulo si svolge una attività di ricerca di base che, in quanto tale, può avere ricadute in diversi settori della chimica organica, dalla progettazione alla realizzazione di strutture complesse, alla definizione di nuovi protocolli sintetici. Le competenze presenti nel modulo consentono anche la definizione di protocolli di analisi e caratterizzazione strutturale a livello computazionale, cromatografico e spettroscopico. (literal)
Tecnologie
  • Processi di formazione di legami carbonio-carbonio: aldolica classica e viniloga, addizione di Michael, cicloaddizione di Diels-Alder, metatesi olefinica, alchilazione allilica asimmetrica; trasformazione di gruppi funzionali con metodi stechiometrici e catalitici; trasformazioni asimmetriche catalitiche e stechiometriche, organocatalisi; sintesi e reattività di complessi organometallici; impiego di scaffolds 3,6-dicloropiridazinici e 2,4,6-tricloro-1,3,5-triazinici; sintesi e reattività di beta-chetoesteri, di sintoni [2.2.x]biciclici e di sintoni vinilsolfonici. (literal)
Obiettivi
  • Gli obiettivi sono di tipo progettuale-sintetico, metodologico e analitico. La progettualità sarà indirizzata alla generazione a) di scheletri carboniosi multifunzionalizzati; b) di architetture molecolari stericamente definite; c) di leganti fosfaciclici a chiralità assiale quali modificatori chirali di complessi di metalli di transizione. Su questa base, saranno sviluppate metodologie sintetiche sostenibili nei seguenti settori: a) elongazione asimmetrica C4 attraverso l'impiego di building blocks beta-chetoesterei; b) impiego di \"scaffolds\" [2.2.x]biciclici per la creazione di \"cores\" multifunzionalizzati ad alto grado di stereogenicità; c) impiego del gruppo fenilsolfonilico come elemento di controllo dei processi reattivi; d) utilizzo di 3,6-dicloropiridazina e 2,4,6-tricloro-1,3,5-triazina, per assemblamenti multitargets; e) reazioni asimmetriche di formazione legami C-C, C-O e C-N promosse da catalizzatori enantioselettivi costituiti da complessi di metalli di transizione, in particolare d8 modificati con i leganti fosfaciclici a chiralità assiale sopra menzionati. Saranno messi a punto metodi computazionali ad ampio spettro per la definizione delle proprietà molecolari. (literal)
Stato dell'arte
  • La realizzazione degli obiettivi della sintesi organica, siano essi biotici o abiotici, richiede l'accesso sintetico a scheletri carboniosi, siano essi convenzionali o non convenzionali, comunque opportunamente strutturati. La sintesi organica avanzata richiede oggi sinergie multisettoriali per accedere convenientemente a tali obiettivi molecolari, in particolare secondo i dettami della \"sustainable chemistry\". La riduzione del numero di step di una sequenza sintetica, l'individuazione di solventi e reattivi a basso grado di tossicità, la possibilità di riciclo di catalizzatori e additivi, la riduzione degli scarti di reazione e di purificazione sono caratteristiche fondamentali di un processo sostenibile. L'organocatalisi, l'autocatalisi o processi ad alto rendimento atomico come la metatesi rappresentano oggi direttrici di sviluppo verso la sostenibilità sintetica. A livello molecolare, quindi, la funzione della moderna metodologia chimica organica è quella di fornire le strategie per realizzare ciò che viene progettato in modo strutturalmente corretto ed economicamente ed ecologicamente vantaggioso. (literal)
Tecniche di indagine
  • Tra le tecniche di indagine impiegabili (LC convenzionale, HPLC su fasi stazionarie convenzionali e su fasi stazionarie chirali, IR, NMR, spettrometria GC-MS, UV, polarimetria), le attività del modulo prevedono un largo uso della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. I prodotti ottenuti saranno caratterizzati mediante tecniche 1H NMR e 13C NMR e tecniche bidimensionali omo- (COSY, NOESY, TOCSY) ed eterocorrelate (HMBC, HMQC, HSQC). Inoltre, l'analisi strutturale avanzata, realizzata mediante risonanza magnetica nucleare, consentirà di avanzare previsioni sulla reattività di nuovi substrati reagenti e sulla potenziale selettività dei metodi sintetici impiegati. Attraverso esperimenti bidimensionali NOESY sarà inoltre possibile studiare anche strutture e complessi supramolecolari. (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it