Obiettivi formativi
Conoscenze: il corso è diretto a fornire i principi dei vari processi della chimica organica industriale nella loro versione più moderna in modo da fornire gli strumenti concettuali per un’attività innovativa nel settore della ricerca e dello sviluppo industriale.
Capacità di comprensione applicate, autonomia di giudizio, abilità comunicative: viene curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene incentivata la capacità di esprimere contenuti in modo chiaro e lineare, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso e con corsi già seguiti dagli studenti negli anni precedenti.
Le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione dei concetti trattati sono verificati attraverso l' esame orale durante il quale lo studente deve dimostrare di aver compreso i processi chimici trattati e di poterli confrontare e discutere in modo autonomo e critico.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il corso si articola nei seguenti capitoli:
Processi di ossidazione: come utilizzare l’ossigeno, l’acqua ossigenata ed altri ossidanti semplici per ottenere reazioni selettive; funzione dei metalli; catalisi omogenea ed eterogenea delle ossidazioni di substrati organici; come proteggere i prodotti e i materiali dall’influenza negativa dell’ossigeno; progettazione di catalizzatori.
Processi di idrogenazione: impiego dell’idrogeno e del trasferimento di idruro in catalisi omogenea; catalisi asimmetrica; impiego dell’idrogeno in catalisi eterogenea.
Processi di ossidoriduzione (elettrochimici): nuove tecniche di impiego dell’elettrochimica in solvente organico con particolare riguardo alla duplicazione del nitrile acrilico; tecniche di ossidazione e riduzione con reagenti chimici che vengono riportati allo stato di ossidazione iniziale via elettrochimica.
Processi di carbonilazione: metallocarbonili; catalisi dell’introduzione dell’ossido di carbonio in substrati organici per formare aldeidi, chetoni, acidi ed esteri.
Processi di carbossilazione: introduzione diretta dell’anidride carbonica nelle molecole organiche.
Processi di formazione del legame C-C: catalisi della cianurazione, della dimerizzazione e della oligomerizzazione; metatesi di substrati insaturi.
Sostenibilità dei processi chimici industriali: green chemistry, economia atomica, esempi di processi catalitici ad elevata efficienza. Tecnologie chimiche sostenibili: catalisi bifasica, uso dell'acqua come solvente, liquidi ionici, fluidi supercritici.
Processi chimici catalizzati da enzimi. Esempi di processi di produzione di interesse per la chimica fine.
Programma esteso
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Bibliografia
K. Weissermel, H.-J. Arpe, Industrial Organic Chemistry, Wiley-VCH,
Weinheim, 4th ed., 2003.
G.P. Chiusoli, P.M. Maitlis, Metal-catalysis in Industrial Organic Processes,
RSC Publishing, 2008.
J. Hagen, Industrial Catalysis, Wiley-VCH, 1999.
P.W.N.M. van Leeuwen, Homogeneous Catalysis, Kluwer Academic
Publishers, 2004. G.C. Bond, Heterogeneous Catalysis, Oxford University Press, 1987.
Metodi didattici
Lezioni frontali
Modalità verifica apprendimento
Esame orale.
Le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione dei concetti trattati sono verificati attraverso l' esame orale durante il quale lo studente deve dimostrare di aver compreso i processi chimici trattati e di poterli confrontare e discutere in modo autonomo e critico.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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