Author Archives: monicascognamiglio

Tecniche Analitiche in Metabolomica: NMR

Posted on by

La Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) è una tecnica che non ha rivali nell’ambito della caratterizzazione strutturale. Questa tecnica spettroscopica, che sfrutta le proprietà magnetiche dei nuclei di alcuni atomi, ci permette di avere informazioni fondamentali sui composti organici. Non tutti i nuclei sono attivi all’NMR, ma tra quelli attivi si annoverano il protone e l’isotopo 13C del carbonio ed è proprio grazie all’applicazione a questi nuclei che otteniamo informazioni strutturali fondamentali per poter identificare la struttura dei composti.

Da uno spettro protonico possiamo dedurre numerose informazioni: il chemical shift ci dà informazioni su quello che è l’intorno chimico, la molteplicità ci dà informazioni sul numero di protoni legati ai carboni vicini (con le costanti di accoppiamento che ci forniscono altre importanti informazioni strutturali), infine l’integrazione ci permette di avere informazioni di tipo quantitativo.
L’utilizzo di techinche 2D-NMR, inoltre, ci dà la possibilità di ricostruire l’intero scheletro delle molecole.
In che modo possiamo sfruttare tutte queste potenzialità in metabolomica? Lo vedremo nel corso delle prossime lezioni.

Intanto, cerchiamo di capire meglio il principio di base su cui poggia questa potentissima tecnicha.
Di seguito, due video che possono aiutarci. Il primo, prodotto dalla Bruker, il secondo da Sciencesketch.

Curiosi anche di sapere come è fatto lo strumento all’interno? Date un’occhiata qui!

Tecniche analitiche in Metabolomica: Spettrometria di Massa

Posted on by

Le due tecniche più utilizzate ad oggi per acquisire i dati in metabolomica sono senza dubbio la spettrometria di massa (MS) e la spettroscopia di risononanza magnetica nucleare (NMR).
La prima sfrutta la possibilità di generare e separare ioni in base al loro rapporto massa/carica. A lezione abbiamo visto che in realtà esistono tantissime applicazioni (ed “evoluzioni”) diverse di questa tecnica che la rendono particolarmente utile nell’analisi metabolomica. Il video seguente illustra, invece, il principio di base.

In una serie di video proposti dalla Waters, è possibile capire più a fondo il principio di funzionamente dell’ESI (Elettrospray ionization), che abbiamo visto essere insieme all’APCI e al MALDI (con tutte le variazioni sul tema viste a lezione) una delle tecniche di ionizzazione più diffuse quando la MS è utilizzata in metabolomica. Per quanto riguarda gli analizzatori, è possibile vedere come è fatto un quadrupolo.
Inoltre, è possibile approfondire la problematica della formazione di addotti, della formazione di specie con carica multipla, nonchè la questione dei picchi isotopici. Infine, viene affrontata la questione importantissima della risoluzione.

L’alta risoluzione è, in effetti, fondamentale nell’analisi metabolomica e, come abbiamo visto, anche l’applicazione della MS/MS aggiunge notevoli vantaggi in termini di determinazione dell’identità delle molecole. Nel seguente video è possibile seguire gli ioni nel loro cammino nel caso di un esperimento LC-MS/MS

Dal sito Bruker è possibile vedere come funziona un MALDI-TOF-TOF e da quello dell’Agilent come funziona un triplo quadrupolo associato ad un gas cromatografo o ad un HPLC/UPLC.

Le tecniche di HR-MS e MS/MS (o tandem MS) hanno notevolmente contribuito all’applicazione odierna di questa tecnica in campo metabolomico.
Inoltre, non va dimenticata la possibilità offerta dalle tecniche di imaging da un lato e dall’applicazione di tecnologie ancora più avanzate dall’altro.
Come non menzionare, allora, l’utilizzo della ion mobility mass spectrometry, che separa gli ioni non solo in base al rapporto massa/carica ma anche in funzione della loro grandezza e forma.

Le più recenti applicazioni della spettrometria di massa in metabolomica sono state trattate in una review recente “Advances in mass spectrometry-based metabolomics for investigation of metabolites” (Ren at al., RSC Advances, 2018).

Esercizi per i più coraggiosi

Posted on by

1. Scrivere il prodotto della seguente reazione

2. Proporre le condizioni di reazione e un meccanismo plausibile per le seguenti trasformazioni 

3) Un composto aciclico di formula C10H16 viene sottoposto ad ozonolisi. I prodotti ottenuti avranno le seguenti formule: CH2O, C3H6O, C3H4O2 e saranno in un rapporto di 1:1:2. Qual è il nome IUPAC (a meno della stereochimica) del composto iniziale?

Ancora qualche esercizio verso la III prova

Posted on by

1. Disegnare il diagramma energetico della reazione del 2-metil-2-butene con Br2 in H2O. Riportare sul grafico tutti gli intermedi di reazione e gli stadi di transizione per ciascuno stadio.

2. Partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione che porterà alla sintesi del seguente composto. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica. 

3. Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni, indicando la stereochimica quando opportuno

4. Mostrare il meccanismo della reazione del seguente composto con HBr. Mostrare la formazione di tutti i prodotti, mettendo in evidenza quale/i sarà/saranno i prodotti principali:

5. Disponi i seguenti composti in ordine di basicità crescente. Giustificare la risposta

6) Disponi i seguenti composti in ordine di reattività crescente in una reazione di addizione di acido alogenidrico. Giustificare la risposta

7.Completare il seguente schema inserendo le condizioni di reazioni o i prodotti mancanti. Evidenziare la stereochimica.    

8. Quali tra i seguenti carbocationi possono andare incontro a trasposizione?

CdL Scienze Biologiche- Avviso aule ricevimento, esercitazioni, prova intercorso

Posted on by

Ricevimenti prenotati per la mattinata del 23/11: Aula Gaia (I piano corpo A)
Ricevimenti prenotati per il pomeriggio del 23/11: Aula Biologia (ex SB) (piano terra corpo A)
Esercitazione del 23/11 (ore 16): aula D1. I ricevimenti post esercitazione si terrano in aula D1
Ricevimenti prenotati per la mattinata del 24/11: Aula Gaia (I piano corpo A)
Ricevimenti prenotati per il pomeriggio del 24/11: Aula B1

L’esercitazione+la lezione di venerdì si terranno regolarmente in Aula A1 (9-13)

La prova intercorso si terrà venerdì alle 16 in Aula A1 e A2 (gli elenchi saranno pubblicati venerdì). Gli studenti che hanno accumulato più di due assenze nel periodo intercorso tra la II e la III prova intercorso dovranno contattare la docente al più presto.

CdL Scienze Biologiche- Questionario in preparazione alle prossime esercitazioni

Posted on by

Seguendo il seguente link sarà possibile rispondere ad un questionario che sarà utile per la preparazione delle esercitazioni in vista della II prova intercorso.

Questo questionario di chiuderà questa sera alle 20:00

Raccomando a tutti la compilazione del questionario, in modo da mettere in evidenza problemi e lacune da colmare

Esercitazione…verso la III prova

Posted on by

1.A) Di seguito è mostrato il diagramma energetico della reazione di idratazione acido-catalizzata del 2-butene:

a) Cosa possiamo dire circa il ΔG° della reazione?
b) Cosa possiamo dire circa la Keq della reazione?
c) Di quanti stadi si compone la reazione?
d) Qual è lo stadio cineticamente determinante?
e) Indicare sul grafico l’energia di attivazione relativa a ciascuno stadio
f) Disegnare lo stato di transizione dello stadio cineticamente determinante.
g) Quanti intermedi si formano nel corso della reazione? Disegnarne la/le struttura/e.

1.B) Disegnare il diagramma energetico della reazione del 2-metil-2-butene con HCl e giustificare la regioselettività della reazione.

2. Scrivere i prodotti principali delle seguenti reazioni. Indicare la stereochimica, quando opportuno                                                   

Errata corrige. lettera A, terza freccia: il reagente è RCOOOH

3. Per ciascuno dei composti mostrati di seguito, partendo dall’opportuno alchene, illustrare il meccanismo di reazione. Indicare eventuali altri prodotti fornendo per tutti il nome IUPAC completo di stereochimica. 

4. Per ciascuna delle seguenti reazioni, mostrare il meccanismo che porta alla formazione del prodotto principale. Nel caso in cui sia possibile delocalizzazione elettronica per l’intermedio di reazione, mostrare tutte le strutture limite di risonanza che è possibile scrivere.

5.A) Disponi i seguenti composti in ordine di acidità crescente. Giustificare la risposta

5.B) Disponi i seguenti composti in ordine di basicità crescente. Giustificare la risposta

6) Disponi i seguenti composti in ordine di calore di idrogenazione decrescente. Giustificare la risposta

A) (E)-2-butene; (Z)-2-butene; 2-metil-2-butene

7.A) A partire dal 2-metil-2-butene, indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti. Per ciascun prodotto, dire, inoltre, se quello formato è o meno l’unico prodotto di reazione. Se non lo è, indicare gli ulteriori altri prodotti formati, dire in che relazione sono col prodotto riportato e indicare se si formano o meno in quantità equimolari rispetto a quest’ultimo.

7.B) A partire dal (R)-1,5-dimetilcicloesene, indicare le condizioni ottimali per ottenere ciascuno dei seguenti composti. Per ciascun prodotto, dire, inoltre, se quello formato è o meno l’unico prodotto di reazione. Se non lo è, indicare gli ulteriori altri prodotti formati, dire in che relazione sono col prodotto riportato e indicare se si formano o meno in quantità equimolari rispetto a quest’ultimo.

Delocalizzazione elettronica

Posted on by

1) Quali delle seguenti specie hanno elettroni delocalizzati?

2) Scrivere le strutture limite di risonanza per le seguenti specie chimiche:

NB: per ora, tralasciare la lettera e

3) Disporre i seguenti carbocationi in ordine di stabilità crescente

4) Per ciascuna coppia, dire quale delle seguenti strutture limite di risonanza contribuisce in misura maggiore all’ibrido di risonanza:

5) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità crescente e spiegare sinteticamente il perché:                           

6) Disporre i seguenti composti in ordine di acidità decrescente e spiegare sinteticamente il perché:                           

   

7) Quale dei seguenti composti è il più basico?

8) Quale delle seguenti aniline sostituite è la più basica?

9) Disporre i seguenti composti in ordine di basicità crescente e spiegare sinteticamente il perché: 

10) Propoporre i prodotti principali della reazione dei seguenti composti con acido bromidrico. Mostrare tutte le strutture di risonanza dell’intermedio carbocationico

CdL Scienze Biologiche- Avviso LABORATORIO RIMANDATO

Posted on by

In considerazione dell’allerta meteo valida sull’intero territorio regionale per tutta la giornata di martedì 22 novembre che sarà caratterizzata da forti venti, forti piogge e locali temporali anche di forte intensità il Rettore ha disposto la sospensione delle attività didattiche per tutte le sedi dell’Ateneo https://www.unicampania.it/index.php/studenti/avvisi.

I TURNi DI LABORATORIO DIDATTICO PREVISTI PER LA GIORNATA DI DOMANI SONO DUNQUE, PURTROPPO, RIMANDATI.

Seguiranno informazioni sul calendario aggiornato

« Older Entries Recent Entries »