Metodi per lo studio della chiralità (4 CFU, 32 ore, 2° ciclo)

1. CHIM/06 Metodi per lo studio della chiralità (4 CFU, 32 ore, 2° ciclo) Prof. Stefano Masiero, stefano.masiero@unibo.it

2. La preferenza tra sinistra e destra esiste in natura a molti livelli. “L’univers est dissymétrique” Louis Pasteur (1822-1895) Le sostanze otticamente attive hanno un impatto rilevante sulla vita di tutti i giorni. I costituenti fondamentali della materia vivente (carboidrati, amminoacidi, nucleotidi, …) sono presenti in natura in forma enantiomericamente pura.

3. Inoltre molti farmaci, additivi alimentari, aromi e fragranze, cosmetici, prodotti agrochimici, etc. sono chirali e spesso l’attività biologica dei due enantiomeri risulta diversa. Per sentire un odore è necessario che avvenga un riconoscimento molecolare tra il composto “portatore dell’odore” e una molecola recettore presente nel nostro naso. La caratteristica di questo recettore è che esso stesso è chirale e dunque interagisce in modo diverso con i due enantiomeri. In campo farmaceutico, molto noto è il caso del Talidomide, venduto prevalentemente negli anni cinquanta come sedativo e antinausea.   Era rivolto, dunque, tra gli altri, alle donne in gravidanza. Nel 1961 fu ritirato dal commercio poiché ci si accorse che le donne che in gravidanza avevano fatto uso di tale farmaco mettevano al mondo bambini con gravi problematiche congenite.   Tecniche strumentali e approcci sperimentali ci permettono di caratterizzare le molecole chirali e seguirne l’ interazione con altri substrati chirali, di origine biologica o meno.

4. Dicroismo circolare: come “vedere” le proteine che cambiano forma! Questa tecnicaspettroscopica è semprepiùutilizzatanelladeterminazionedellastrutturasecondariadiproteineche non possonoesserecristallizzate, nello studio delleinterazionifarmaco-recettore e deiprocessidinamicidi protein folding e, più in generale, per seguire le variazioniconformazionalidibiomolecole. Le variazioniconformazionaliediconseguentiprocessidiformazionediplaccheamiloidi, associate a malattie come l’Alzheimer, possonoessereseguite con ildicroismocircolare

5. Il principale obiettivo del corso è quello di: fornire una descrizione degli aspetti teorici e sperimentali di: • Concetti di stereochimica fondamentali ed avanzati applicati ai composti organici • Tecniche strumentaliper la caratterizzazione stereochimicadi molecole organiche, di biopolimeri, di sistemi supramolecolari (dicroismo circolare, diffrazione dei raggi X, NMR, metodi cromatografici)  Metodi di preparazione di composti enantiomericamente purie delle tecniche che consentono la determinazione della purezza ottica • Verranno approfonditi inoltre aspetti importanti quali il riconoscimento molecolare e cioè l’interazione fra molecole differenti, fenomeno che è alla base di molti processi vitali.

6. Programma del corso • Metodi per lo studio della chiralità • Valutazione della simmetria di una molecola • Il concetto di chiralita' e di stereogenicita‘ – Relazioni di topicita' • Unita'stereogeniche – Prochiralita‘ e prostereogenicità • Descrittori di configurazione • Manifestazioni fisiche della chiralita‘ – Importanza della chiralità nei sistemi biologici • Arricchimento stereoisomerico (Risoluzioni, Trasformazioni stereoselettive, Cristallizzazione) • Determinazione dell’eccesso enantiomerico – Metodi diretti e indiretti (Polarimetria, Metodi NMR, Metodi cromatografici) • Determinazione della configurazione (Correlazione chimica e diffrazione dei raggi X, HPLC e NMR, Dicroismo circolare, Metodi basati sui cristalli liquidi) • Preparazione da parte degli studenti di seminari specialistici ,su aspetti derivati dalla letteratura recente, che verranno presentati e discussi assieme agli altri studenti partecipanti al corso