CATALISI SOSTENIBILE

Claudio PELLECCHIA CATALISI SOSTENIBILE

CB22300008
DIPARTIMENTO DI CHIMICA E BIOLOGIA "ADOLFO ZAMBELLI"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
CHIMICA
2025/2026

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2025
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
1296LEZIONE
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO PREVEDE LEZIONI FRONTALI IN AULA. LO STUDENTE SARÀ INTRODOTTO AI PRINCIPI GENERALI DELLA CATALISI E AI CRITERI DI SOSTENIBILITÀ PER REAZIONI CHIMICHE CONDOTTE SU SCALA DI LABORATORIO ED IN AMBITO INDUSTRIALE. SARANNO PRESENTATI I PRINCIPALI PROCESSI CATALITICI OMOGENEI DI INTERESSE INDUSTRIALE, E I NUOVI PROCESSI CHE OPERANO IN CONDIZIONI SOSTENIBILI E CONSENTONO L’UTILIZZO DI MOLECOLE PIATTAFORMA DERIVANTI DALLA BIOMASSA. PARTICOLARE ATTENZIONE SARÀ RIVOLTA ALLA SINTESI DI MATERIALI POLIMERICI RISULTANTI DA MONOMERI DA FONTI RINNOVABILI E CHE CONSENTONO UNA RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI CO2 IN ATMOSFERA.

LE PRINCIPALI CONOSCENZE ACQUISITE NELL’AMBITO DEL CORSO:
•CRITERI DI SOSTENIBILITÀ DELLE REAZIONI CHIMICHE.
•METODI PER LA SINTESI DI CATALIZZATORI METALLICI OMOGENEI ED ETEROGENEI E IL LORO RUOLO NELLE PRINCIPALI REAZIONI CHIMICHE (OSSIDAZIONE, RIDUZIONE, ACIDO-BASE, FORMAZIONE DEL LEGAME C-C).
•PRINCIPALI PROCESSI CATALITICI ETEROGENEI ED OMOGENEI CHE CONSENTONO LA SINTESI DI MOLECOLE PIATTAFORMA E PRODOTTI CHIMICI DI INTERESSE INDUSTRIALE.

LE PRINCIPALI ABILITÀ SARANNO:
•PROGETTARE LA SINTESI IN MODO SOSTENIBILE DI MOLECOLE PIATTAFORMA DI INTERESSE PER L’INDUSTRIA CHIMICA.
•VALUTARE L’IMPATTO AMBIENTALE DI UNA TRASFORMAZIONE CHIMICA.
•INDIVIDUARE NUOVE STRATEGIE SINTETICHE PER UNA CHIMICA SOSTENIBILE.
Prerequisiti
AVERE UNA BUONA CONOSCENZA DELLA CHIMICA DI INORGANICA E DELLA CHIMICA DI COORDINAZIONE
Contenuti
PARTE 1 (PROF. C. PELLECCHIA)
REAZIONI ELEMENTARI DEI CICLI CATALITICI: REAZIONI DI SOSTITUZIONE NUCLEOFILA; REAZIONI DI INSERZIONE - ELIMINAZIONE; REAZIONI DI ADDIZIONE OSSIDATIVA - ELIMINAZIONE RIDUTTIVA. PARAMETRI DI EFFICIENZA DEL CICLO CATALITICO (TO, TOF, TON). PRINCIPI DI CATALISI ASIMMETRICA. MECCANISMI DELLA CATALISI ENANTIOSELETTIVA: REGIME DI CURTIN-HAMMET. REATTIVITÀ DEL LEGAME METALLO-CARBONIO. (10 H)

ESEMPI SELEZIONATI DI REAZIONI DI INTERESSE INDUSTRIALE CATALIZZATE DA COMPLESSI METALLICI IN FASE OMOGENEA:
• IDROGENAZIONE E REAZIONI CORRELATE (IDROSILILAZIONE, IDROCIANURAZIONE). (8 H)
• IDROFORMILAZIONE. CARBONILAZIONE. OSSIDAZIONE WACKER DI OLEFINE. (4 H)
• METATESI; (4 H)
• POLIMERIZZAZIONE E OLIGOMERIZZAZIONE DI OLEFINE. (6 H)
POLIMERIZZAZIONE STEREOSPECIFICA. CATALIZZATORI METALLOCENICI E POST-METALLOCENICI. (10 H)
POLIMERIZZAZIONE E COPOLIMERIZZAZIONE STEREOSPECIFICA DELLO STIRENE (2 H)
• POLIMERIZZAZIONE PER APERTURA D'ANELLO (ROP) DI ESTERI CICLICI PER LA PRODUZIONE DI POLIESTERI ALIFATICI DA FONTI RINNOVABILI (6 H)
• ATTIVAZIONI DI ALCANI. CATALIZZATORI DI SHILOV PER LA SINTESI DEL METANOLO DA METANO E REAZIONI CORRELATE. (2 H)
VALUTAZIONE DELLA SOSTENIBILITÀ DI UN PROCESSO CATALITICO: ATOM ECONOMY; E-FACTOR; CARBON FOOTPRINT; LIFE CYCLE ASSESSMENT. CATALISI IN SOLVENTI SOSTENIBILI. CASI STUDIO TRATTI DALLA LETTERATURA RECENTE DI CATALISI SOSTENIBILE. (4 H)

PARTE 2 (PROF. C. CAPACCHIONE)
• VALORIZZAZIONE DEL BIOSSIDO DI CARBONIO. (2H) RIDUZIONE DEL BIOSSIDO DI CARBONIO: SINTESI DEL METANOLO, DELLA FORMALDEIDE E DELL'ACIDO FORMICO E DEI SUOI DERIVATI PER RIDUZIONE DEL CO2. (4H)
• SINTESI DI CARBONATI E POLICARBONATI DEL CO2 PER REAZIONE DEL REAZIONE DEL CO2 CON GLI EPOSSIDI. (4H)
• CO-POLIMERIZZAZIONE (ROCOP) DI EPOSSIDI E ANIDRIDI ORGANICHE. (5 H)
• REAZIONE DEL CO2 CON DOPPI E TRIPLI LEGAMI: SINTESI DELL'ACIDO ACRILICO E DEGLI ACRILATI. POLIMERI PER REAZIONE DEL CO2 CON IL BUTADIENE.(4H)
• ALTRE REAZIONI CON L'ANIDRIDE CARBONICA(4H)
• OSSIGENO MOLECOLARE O H2O2 COME AGENTE OSSIDANTE.(4H)
• CATALIZZATORI BIOMIMETICI DI FERRO PER L'OSSIDAZIONE DI MOLECOLE ORGANICHE CON H2O2. (4H)
• UN CASO DI GREEN CHEMISTRY INDUSTRIALE: L'OSSIDAZIONE DELLO XYLENE AD ACIDO TEREFTALICO. (3H)
• BIORAFFINERIA. BIOMASSA DI PRIMA, SECONDA E TERZA GENERAZIONE E MOLECOLE PIATTAFORMA DA FONTI RINNOVABILI. BIOETANOLO (3H)
• CATALISI CON COMPLESSI DI METALLI ABBONDANTI SULLA CROSTA TERRESTRE (3H)
Metodi Didattici
IL CORSO È EROGATO IN AULA IN TRE SEGMENTI, PER UN COMPLESSIVO MONTE DI 92 ORE DI LEZIONI FRONTALI ADIUVATE DA PRESENTAZIONI CON SUPPORTI AUDIOVISIVI.
Verifica dell'apprendimento
IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO È VERIFICATO MEDIANTE UN ESAME FINALE ORALE CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. LA VOTAZIONE DELL'ESAME SARÀ DETERMINATA DALLA QUALITÀ ESPOSITIVA, DAL GRADO DI APPROFONDIMENTO DEI CONTENUTI, DAL RIGORE SCIENTIFICO DEL LINGUAGGIO, DALLA CAPACITÀ DI DISCUTERE CRITICAMENTE GLI ARGOMENTI.
Testi
R.A SHELDON, I. ARENDS, U. HANEFELD “GREEN CHEMISTRY AND CATALYSIS” WILEY-VCH ED.
P.T. ANASTS “GREEN CATALYSIS” - WILEY-VCH ED.
J.F. HARTWIG "ORGANOTRANSITION METAL CHEMISTRY -UNIVERSITY SCIENCE BOOKS
REVIEWS AGGIORNATE FORNITE DAI DOCENTI SU ASPETTI SPECIFICI TRATTATI A LEZIONE
Altre Informazioni
LINGUA DI INSEGNAMENTO: ITALIANO
ALTRE INFORMAZIONI: ULTERIORI INFORMAZIONI POSSONO ESSERE RICHIESTE VIA E-MAIL: CPELLECCHIA@UNISA.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2025-08-21]