PE5 Synthetic Chemistry and Materials

  • Stefano Di Stefano
    Paolo Mencarelli, Enrico Bodo
    Le interazioni molecolari che sono alla base della chimica supramolecolare (legami idrogeno, cordinazione metallica, interazioni ione-dipolo e dipolo-dipolo etc.), vengono utilizzate nello sviluppo e nella regolazione di sistemi sotto controllo termodinamico (chimica dinamica combinatoria) di cui vengono studiati anche i meccanismi di generazione, nella progettazione e sintesi di catalizzatori supramolecolari basati su complessi non-eme del ferro capaci di ossidare selettivamente idrocarburi non attivati, e nell'ottenimento di recettori capaci di riconoscimento enantioselettivo del substrato.
  • Ruggero Caminiti
    Enrico Bodo, Claudia Sadun, Luigi Bencivenni, Olga Russina, Lorenzo Gontrani, Eleonora Scarpellini, Alessandro Mariani
    Gruppo di ricerca: http://webcaminiti.chem.uniroma1.it. Oltre ad avere peculiari comportamenti chimico-fisici i SLTA si dimostrano superiori rispetto ai solventi molecolari in quanto modificando il catione e/o l’anione, è possibile ottenere solventi adattabili alle esigenze di una specifica applicazione. Poiché risulta impossibile investigare sperimentalmente le proprietà chimico-fisiche dei SLTA derivanti dalle migliaia di possibili combinazioni catione-anione, una comprensione a livello molecolare di queste proprietà è cruciale per la progettazione di questi sistemi.
  • Gustavo Portalone
    La combinazione della XRD da cristallo singolo e da polveri, dell'AFM, di calcoli ab initio e di dinamica molecolare e di misure termodinamiche nel riconoscimento molecolare di basi canoniche ed epigenetiche del DNA/RNA, assemblate in aggregati 2D e 3D attraverso interazioni competitive legame idrogeno/legame alogeno, consente lo studio accurato e la progettazione innovativa di sistemi molecolari di fondamentale importanza in una vasta e variegata gamma di settori scientifici, come la medicina, la biochimica e la bioingegneria dei nanosistemi, e una ricaduta sociale notevole (nanomedicina).
  • Camillo La Mesa
    Anita Scipioni, Giancarlo Masci
    Mescolando colloidi intrinseci con quelli di associazione è possibile ottenere nano o micro oggetti con caratteristiche peculiari, diverse da quelle delle specie di partenza. Questi sono ottenuti mescolando in matrice acquosa nanoparticelle (SiO2 o nanotubi di carbonio) con biopolimeri, detergenti e/o loro miscele. Una volta che sia determinata la loro citotossicità, i materiali ottenuti possono trovare applicazioni industriali in scienze dei materiali, o biotecnologie, come scaffolds, matrici adsorbenti o materiali per la tecnologie di trasfezione, di ampio uso nella moderna biomedicina.
  • Antonella Dalla Cort
    Luca Leoni
    I complessi Metallo-salofen, che si preparano in modo semplice, sono degli strumenti versatili con interessanti applicazioni in chimica Supramolecolare. Possono funzionare da recettori per il riconoscimento molecolare di specie neutre e anioniche, e di coppie ioniche sia in soluzione che allo stato solido. Si comportano, a seconda del metallo, da catalizzatori supramolecolari. Se opportunamente funzionalizzati diventano solubili in acqua dove mantengono la loro capacità di formare complessi host-guest.
  • Ruggero Caminiti
    Claudia Sadun, Olga Russina, Lorenzo Gontrani
    L'attività di ricerca e costruzione di tale diffrattometro a raggi X è iniziata nel 2013 ufficialmente il 6 giugno, presso il Dipartimento di Chimica dell’Università La Sapienza. Il nuovo Diffrattometro E.D.X.D., per lo studio di sistemi disordinati è una novità unica al mondo, e appartiene alla seconda generazione di questo strumento, che garantisce tutte le prestazioni della macchina originaria, ma in un ottavo del tempo. In particolare, dalle 48 ore necessarie per una misura di struttura si scende vertiginosamente a un massimo di 6 ore, con un risparmio di tempo, ma anche di energia.
  • Anna Rita Campanelli
    La trasmissione degli effetti induttivi, di risonanza e di elettronegatività di un sostituente X attraverso un sistema molecolare G può essere studiata analizzando le variazioni geometriche di un fenile Ph in una serie di molecole Ph-G-X. Il sistema G può essere una gabbia idrocarburica o carboranica, un gruppo vinilene o para-fenilene, una catena metilenica, polienica, poliinica, etc. La geometria del fenile sensore viene determinata attraverso calcoli MO di livello adeguato ed analizzata con metodi statistici (analisi multivariata) usando numerosi sostituenti sia carichi che non carichi.
  • Stefania Panero
    Maria Assunta Navarra, Daniele Di Lecce, Lucia Lombardo
    Consolidata esperienza nello studio di materiali per applicazioni nel campo dei sistemi elettrochimici avanzati. Le attività riguardano la preparazione e caratterizzazione di materiali innovativi nanostrutturati e soluzioni elettrolitiche come materiali elettrodici ed elettroliti, per accumulatori litio ione e celle a combustibile. Il gruppo dispone di strumentazione per indagini morfologiche e strutturali, per analisi termiche e per caratterizzazioni elettrochimiche. Ampia è la partecipazione a collaborazioni e progetti internazionali e nazionali.
  • Maria Pia Donzello
    Elisa Viola, Fabiola Sciscione, Giuliano Moretti, Mauro Giustini
    Progettazione, sintesi, caratterizzazione chimico-fisica generale, e studio delle proprietà fotofisiche e fotochimiche di nuove classi di macrocicli porfirazinici, mono e multimetallici, aventi innovative caratteristiche strutturali che conferiscono potenzialità per applicazioni in settori confinanti con l’area biochimico/biomedica. Per alcune delle classi di macrocicli porfirazinici è stata provata la loro attività come fotosensibilizzatori nella terapia fotodinamica (PDT) e come potenziali agenti anticancro ad azione multimodale.
  • Ruggero Caminiti
    Alessandro Latini
    Studi di processi di trasformazione/cristallizzazione in situ, mediante Energy Dispersive X-ray Diffraction, di materiali biogenici di calcio fosfato per applicazioni per l'ingegneria del tessuto osseo: (a) fasi precursori di calcio fosfato in processi di biomineralizzazione (b) cementi "ossei" di calcio fosfato. Tentativi di sintetizzare nuovi materiali "superhard" sono l'argomento di una intensa attività di ricerca. L'obbiettivo è di depositarli sotto forma di films usando il metodo della "pulsed laser deposition"
  • Patrizia Gentili
    Carlo Galli, Marco D'Abramo
    Studio del comportamento reattivo di enzimi ossidanti, in particolare la laccasi e suoi mutanti, come anche sulla struttura e reattività di radicali o di ioni radicali quali intermedi in processi di ossidazione enzimatica, biomimetica o puramente chimica. I processi ossidativi rappresentano uno dei più importanti capitoli della Chimica Organica e, tra di essi, particolare attenzione è rivolta a quelli catalizzati da enzimi o da loro sistemi modello. The research activity is focused on the behavior of reactive oxidizing enzymes in particular laccase and its mutants.
  • Luciano Galantini
    Mauro Giustini, Nicolae Viorel Pavel, Andrea D'Annibale, Jacopo Cautela
    Strutture supramolecolari costituite da molecole anfifiliche di natura biologica trovano importanti applicazioni nelle nanoscienze in ambiti sia biomedici (trasporto e rilascio di molecole attive, ingegneria tissutale, etc) sia puramente tecnologici (optoelettronica, crescita e stabilizzazione di nanomateriali, etc.). Obiettivo della ricerca è sintetizzare molecole anfifiliche usando precursori di origine biologica quali amminoacidi, zuccheri e sali biliari per poi studiarne l'autoassociazione e le possibili applicazioni nanotecnologiche.
  • Robertino Zanoni
    Andrea Giacomo Marrani, Marco Carboni, Simone Morpurgo
    Studi sulla reattività di superfici ben caratterizzate verso specie molecolari e redox, legate covalentemente o supramolecolarmente, e caratterizzate mediante tecniche di laboratorio e spettroscopie di fotoemissione eccitate da radiazione di sincrotrone. OBIETTIVI: Controllare il successo nello sviluppo di proprietà specifiche dei materiali attraverso il trattamento di superficie e la funzionalizzazione. ATTIVITÀ: Misurare la composizione e la struttura elettronica dei solidi tramite XPS, UPS, fotoemissione da sincrotrone. Studi di microscopia/nanoscopia via AFM, STM, spettromicroscopia.
  • Cleofe Palocci
    Laura Chronopoulou
    Progettazione e realizzazione di materiali biopolimerici, nano e microstrutturati, in grado di veicolare molecole bioattive con cinetiche di rilascio controllato in cellule animali, vegetali e microbiche mediante l’uso di tecnologie innovative basate sulla nanoprecipitazione (brevetto RM2004A000555) e su approcci di tipo microfluidico. Studi relazioni struttura-attività di enzimi immobilizzati su nanocarrier per applicazioni in catalisi industriale. Biofabbricazione di idrogeli peptidici biocompatibili per applicazioni biotecnologiche.
  • Marco Bella
    Mauro Moliterno
    Ci proponiamo non solo di preparare importanti molecole di interesse biologico o sostanze naturali, ma soprattutto di raggiungere questo obiettivo sviluppando innovative metodologie che potranno essere messe a frutto da tutta la comunità scientifica. Un importante esempio sviluppato dal nostro gruppo è rappresentato dalla SAOc, o Synergic Asymmetric Organocatalysis, che consiste nell’impiego contestuale di più organocatalizzatori chirali. Questa ricerca che è sicura ed economica, permette di ottenere importanti risultati.
  • Delia Gazzoli
    Giuliano Moretti, Ida Pettiti, Daniela Pietrogiacomi
    Preparazione, caratterizzazione di bulk e di superficie e attività catalitica di sistemi con specifiche proprietà strutturali e morfologiche: ossidi nano- e meso-strutturati (ZrO2, Al2O3, SiO2, TiO2), metalli dispersi (Rh, Ni, Cu) su ossidi, zeoliti (MOR, MFI) e zeotipi [Ti-Si-O]-MFI (titanio-silicalite-1), |H|[Fe-Si-O]-MFI (Fe-silicalite), [Si-O]-MFI (silicalite-1) contenenti ioni di metalli di transizione (Co, Ni, Fe, Cu, Mn). Reazioni di interesse: ottenimento di H2 e syngas (combustione parziale di metano e “dry” reforming di CO2), abbattimento di inquinanti atmosferici (NOx e N2O).
  • Mauro Giustini
    Luciano Galantini
    Studio delle proprietà fotochimiche della proteina integrale di membrana Centro di Reazione (RC) purificata dal batterio Rhodobacter sphaeroides e ricostituita in diversi sistemi biomimetici (liposomi, microemulsioni), in matrici zuccherine e polimeriche. Lo scopo della ricerca è quello di acquisire conoscenze sulla energetica dei processi fotoindotti, sul ruolo della dinamica conformazionale della proteina sulle proprietà fotochimiche del RC e sull'impiego del RC nel campo della sensoristica.
  • Osvaldo Lanzalunga
    Paolo Mencarelli, Andrea Lapi, Stefano Di Stefano
    Studio di aspetti riguardanti la struttura e la reattività di radicali all’ossigeno (amminossil e alcossil radicali) e di radicali cationi di composti alchilaromatici, ammine aromatiche, solfuri e solfossidi aromatici con particolare riferimento al loro ruolo in processi ossidativi di interesse sintetico promossi da ossidanti chimici, enzimatici (citocromo P450, perossidasi e laccasi) e biomimetici (metalloporfirine e complessi di ferro non-eme)
  • Andrea Ciccioli
    Andrea Lapi
    Studio dei processi di vaporizzazione/decomposizione termica di liquidi ionici in condizioni di equilibrio termodinamico mediante tecniche tensimetriche (Knudsen Effusion Mass Spectrometry, Knudsen Effusion Mass Loss, Torsione-effusione, TGA-DTA) e determinazione, ove possibile, delle loro tensioni di vapore ed entalpie di vaporizzazione. Determinazione di entalpie ed entropie di vaporizzazione, entalpie di formazione e attività in sistemi intermetallici ad alta temperatura mediante tecniche tensimetriche (v. sopra). Studio di transizioni di fase in sistemi ceramici mediante DSC/DTA.
  • Rinaldo Marini Bettolo
    Luisa Maria Migneco, Francesca Leonelli, Angela La Bella
    Sviluppo di semplici strategie per la sintesi di alcune classi di prodotti naturali, lo studio di alcuni aspetti delle reazioni utilizzate, e lo sviluppo di metodologie per la soluzione di problemi specifici. Nell'ambito della sintesi totale gli interessi attuali riguardano la sintesi dei diterpeni stemaranici e dell'orizalessina S, fitoalessina stemaranica mai sintetizzata finora. In collaborazione con il Prof. Mario Brufani e con partners industriali vengono, inoltre, perseguiti obiettivi nel campo della chimica farmaceutica.
  • Maria Antonietta Loreto
    Martina Miceli
    Studio di nuove metodologie sintetiche e ha avuto come motivo conduttore quello della sintesi di composti di interesse biologico e farmaceutico in particolare: derivati di eterocicli quali spiroderivati di ossindoli (epossidi e aziridine), pirrolil- e tiofenil- indazoli, derivati pirrolinici di antiinfiammatori non steroidei e derivati di benzofurani. E' stata sempre presa in considerazione lo studio di strade stereoselettive per l'ottenimento dei composti obiettivo.
  • Ilaria Fratoddi
    Laura Fontana, Cleofe Palocci, Laura Chronopoulou, Antonella Cartoni, Paolo Papa
    Sintesi e caratterizzazione di nuovi materiali: i.e. nanoparticelle metalliche (Au, Ag, Pt) funzionalizzate con leganti organici, organometallici o con polimeri funzionali, complessi organometallici e materiali polimerici nanostrutturati sia organici che organometallici. La loro caratterizzazione spettroscopica e morfologica è stata volta alla definizione strutturale sia del bulk che della superficie. Tali materiali vengono studiati per applicazioni che vanno dall'optoelettronica, alla fotonica, sensoristica, biotecnologie, immobilizzazione di farmaci.
  • Antonella Piozzi
    Iolanda Francolini, Andrea Martinelli
    Sintesi e proprietà di biomateriali emocompatibili o antibatterici. Poliuretani e poliacrilammidi funzionalizzati, biodegradabili e non, come veicolanti di anticoagulanti, proteine, e farmaci o come scaffolds per l’ingegneria tissutale. Sviluppo di superfici polimeriche antifouling per dispositivi medici. Ottimizzazione di test biologici per la valutazione delle proprietà anticoaugulanti, antifouling e antibatteriche delle matrici polimeriche. Sviluppo di nano particelle polimeriche e nanocompositi core/shell con proprietà magnetiche per il rilascio controllato e mirato di farmaci.
  • Patrizia Gentili
    Sintesi di molecole biologicamente attive attraverso l'ossidazione biocompatibile di derivati isocromanici e di catechine con il sistema laccasi/mediatore.
  • Alessandro Latini
    Le nanostrutture principalmente studiate sono: 1. Carbonio nella forma di nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) e a parete singola (SWCNT) in bundle; 2. Ossido di Titanio (anatasio)_TiO2; 3. Ossido di Titanio (anatasio) drogato_d-TiO2. L’obiettivo della ricerca è stato quello di sintetizzare e caratterizzare materiali nanostrutturati per il fotoanodo di Dye Sensitized Solar Cells (DSSCs), la realizzazione e test delle celle medesime. Sono state realizzate DSSCs con fotoanodi in cui il materiale semiconduttore è stato: TiO2, d-TiO2 doped con Sc e Nb e giunzioni Schottky TiO2/MWCNT.
  • Stefania Fioravanti
    Laura Trulli
    Sintesi stereoselettive di nitro composti. Immine trifluorometilate in reazioni di aza-Henry e di tipo-Mannich con nitro composti: sintesi stereocontrollate di molecole polifunzionalizzate, quali nitro ammine, nitro alcooli e dipeptidi modificati.
  • Enrico Bodo
    Lorenzo Gontrani, Ruggero Caminiti, Stefano Stranges
    Si analizzano le proprietà di materiali complessi utilizzando le più sofisticate tecniche computazionali e teoriche. Tra gli argomenti di studio troviamo i liquidi ionici, sistemi nanostrutturati, molecole complesse in interazioni con metalli e processi di solvatazione. Allo scopo di caratterizzare le proprietà dinamiche e strutturali di tali sistemi, il gruppo di ricerca utilizza tecniche diverse che spaziano dal calcolo ab-initio alla dinamica molecolare.
  • 1) Sintesi, caratterizzazione e funzionalizzazione di nanoparticelle superparamagnetiche “core shell” (MNPs) per applicazioni in diagnostica e/o clinica medica. MNPs di dimensioni nanometriche, da utilizzare come agenti di contrasto per la diagnostica per immagini (MRI e PET, sono funzionalizzate con proteine e anticorpi e/o con farmaci per il trattamento di diverse patologie (infezioni, tumori). 2) Effetti biologici indotti dai campi elettromagnetici (EMFs) prodotti da cellulari e WiFi su colture cellulari e modelli animali.
  • Paola D'Angelo
    Valentina Migliorati, Alessandra Serva
    Il gruppo XAMD http://www.chem.uniroma1.it/dangelo/ si occupa di studi strutturali di sistemi disordinati e biologici. La ricerca si propone di sviluppare metodologie che integrano metodi computazionali e spettroscopia XAS (X-ray Absorption Spectroscopy) per ottenere informazioni strutturali e dinamiche su sistemi disordinati o parzialmente ordinati, difficilmente caratterizzabili con metodologie convenzionali. Gli ambiti di indagine sono liquidi ionici puri e in presenza di ioni metallici, soluzioni ioniche anche in condizioni estreme di pressione e temperatura e metalloproteine.
  • Maria Rosa Festa
    Lorella Gentile
    Un catione è diversamente biodisponibile se aquo ione o complessato. Questa ricerca studia soluzioni acquose all’equilibrio. Individuazione di specie è analisi qualitativa, determinazione di costanti di stabilità e campo di esistenza è quantitativa. La concentrazione di reagenti è variata e all’equilibrio è misurato il maggior numero di parametri. Per ottenere risultati termodinamici è adottato il metodo “mezzo ionico costante”, che consente di variare le concentrazioni fino a sostituire 15% di ioni del mezzo ionico, mantenendo costanti i coefficienti di attività.