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Programma di Chimica Organica 2016/17

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Feb 032017
 

PROGRAMMA DI CHIMICA ORGANICA PER IL CORSO DI LAUREA FARMACIA 2016-17
Dott.ssa Giovanna Delogu
delogug@unica.it

Teoria strutturale: Introduzione alla Chimica Organica. Teoria strutturale, elettroni di valenza e valenza, legami chimici, formule di Lewis, legame ionico e covalente. Concetto di elettronegatività. Orbitali atomici e molecolari. Teoria della risonanza. Configurazione elettronica del carbonio. Ibridazione sp3. sp2 e sp. Legame sigma e pi-greco. Come si scrivono le molecole: formule molecolari, formule di struttura, formule di Lewis, formule condensate, semi-condensate e a zig-zag.
Concetto di gruppo funzionale. Classificazione degli atomi di carbonio e idrogeno.

Reazioni: omolitiche e eterolitiche, ioniche e radicaliche. Formazione di radicali, carbocationi e carboanioni. Specie elettrofile e nucleofile. Energia di dissociazione dei legami. Reazioni esotermiche ed endotermiche.

Alcani e cicloalcani: struttura, proprietà fisiche, fonti principali. Isomeri strutturali. Analisi conformazionale degli alcani e dei cicloalcani: tensione sterica, torsionale e angolare. Conformazioni e configurazioni. Legami assiali e equatoriali. Interazione 1,3-diassiale. Nomenclatura IUPAC: alcani, gruppi alchilici, bicicli e spirani.
Preparazione: 1) idrogenazione degli alcheni e degli alchini; 2) riduzione di alogenuri alchilici con metalli e acidi; 3) idrolisi dei reattivi di Grignard; 4) reazione di Wurtz.
Reazioni: ossidazione, sostituzioni radicaliche, alogenazione radicalica (meccanismo), stabilità dei radicali.

Stereochimica: definizione di isomero, isomeri costituzionali, isomeri geometrici, stereoisomeri, enantiomeri, diastereoisomeri, concetto di chiralità, regole di Cahn, Ingold e Prelog. Polarimetro ed attività ottica, luce polarizzata linearmente, sostanze levogire e destrogire, miscela racemica, molecole con più stereocentri, composti meso, nomenclatura di molecole con più stereocentri, formule di Fischer e tridimensionali. Purezza ed eccesso enantiomerico. Risoluzione ottica di miscele racemiche,

Alcheni: formula generale. Proprietà fisiche, nomenclatura IUPAC. Isomeria geometrica cis/trans e E/Z, stabilità.
Preparazione: 1) deidroalogenazione di alogenuri alchilici; 2) disidratazione degli alcoli; 3) dealogenzione dialogenuri vicinali; 4) riduzione degli alchini; 5) reazione di Wittig.
Reazioni: addizione elettrofila e radicalica, meccanismo. Regola di Markovnikov. 1) Addizione di acidi alogenidrici in presenza e in assenza di perossidi; 2) addizione di acqua; 3) addizione di alogeni; 4) formazione di aloidrine; 5) idrogenazione catalitica e calore di idrogenazione; 6) ossimercuriazione-demercuriazione; 7) idroborazione-ossidazione; 8) epossidazione; 9) ossidrilazione per trattamento con KMnO4 o OsO4; 10) ossidazione con KMnO4 o con ozono;

Dieni Coniugati: Generalità: struttura e confronto di stabilità tra dieni isolati, coniugati e cumulati. Addizioni elettrofile: controllo cinetico e termodinamico.

Alchini: formula generale. Proprietà fisiche. Ibridazione. Acidità degli alchini terminali. Nomenclatura IUPAC.
Preparazione: 1) deidroalogenazione di dialogenuri alchilici; 2) alchilazione di alchini terminali.
Reazioni: 1) sintesi di alcheni per addizione di idrogeno con il catalizzatore di Lindlar (addizione sin); 2) sintesi di alcheni per reazione con Na o Li in NH3 (addizione anti); 3) addizione di acidi alogenidrici; 4) addizione di acqua con formazione degli enoli; 5) addizione di alogeni; 6) sintesi di alchini superiori a partire da acetiluri. Tautomeria cheto-enolica

Alogenuri alchilici: proprietà e usi. Nomenclatura IUPAC.
Preparazione: 1) sostituzione nucleofila degli alcoli; 2) alogenazione degli alcani; 3) addizione di acidi alogenidrici agli alcheni; 4) addizione di alogeni agli alcheni.
Reazioni: 1) Sostituzione nucleofila alifatica; 2) reazione di eliminazione: deidroalogenazione di alogenuri alchilici e dealogenzione di di alogenuri vicinali; 3) Formazione dei reattivi di Grignard; 4) Riduzione con metalli e acidi

Carbocationi, Carboanioni e radicali: definizione, formazione, stabilità, trasposizione e reattività.

Sostituzione Nucleofila Alifatica: definizione di nucleofilicità e di basicità. Meccanismi SN1 e SN2 e fattori che influenzano le loro velocità relative (struttura del substrato, concentrazione e reattività del nucleofilo, effetto del solvente, effetto del gruppo uscente). Confronto fra Sn1 e Sn2.

Reazioni di Eliminazione: Meccanismi E1 e E2. Regioselettività: regola di Saytzeff. Fattori che influenzano le reazioni di eliminazione: substrato, base, solvente e gruppo uscente. Cinetica e stereochimica. Fenomeni di riarrangiamento nelle E1. Confronto fra E1 ed E2. Competizione tra reazioni SN1 ed SN2 e tra E1 ed E2: Deidroalogenzione di alogenuri alchilici. Disidratazione di alcoli. Dealogenazione di dialogenuri vicinali .

Teoria della Risonanza: strutture limiti e ibrido di risonanza. Come disegnare le strutture limiti di risonanza. Energia di risonanza.

Alcoli: struttura, proprietà fisiche, legami H, solubilità in acqua, acidità. Nomenclatura IUPAC e corrente.
Preparazione: 1) addizione di acqua agli alcheni; 2) ossimercuriazione-demercuriazione; 3) idroborazione-ossidazione; 4) reazione dei composti carbonilici con i reattivi di Grignard; 5) riduzione di aldeidi, chetoni; 6) riduzione di acidi ed esteri; 7) reazione degli epossidi con i reattivi di Grignard; 8) sostituzione nucleofila degli alogenuri alchilici; 9) ossidrilazione degli alcheni per ottenere i glicoli.
Reazioni: acidità e basicità degli alcoli, formazione degli ioni alcossido. 1) sostituzione nucleofila degli alcoli; 2) disidratazione ad alcheni; 3) ossidazione ad aldeidi, acidi e chetoni ; 4) sintesi degli esteri per reazione con acidi e con alogenuri acilici; 5) sintesi di Wlilliamson;

Eteri, epossidi: struttura, proprietà fisiche, legami H, solubilità in acqua, acidità. Nomenclatura IUPAC e corrente.
Preparazione degli Eteri: 1) sintesi di Wlilliamson; 2) disidratazione degli alcoli.
Reazioni degli Eteri: reazione degli eteri con acidi forti.
Preparazione degli Epossidi: 1) epossidazione degli alcheni; 2) dalle aloidrine.
Reazioni degli Epossidi 1) apertura dell’anello mediante catalisi acida; 2) apertura dell’anello mediante catalisi basica; 3) reazione con i reattivi di Grignard.

Composti aromatici: definizione, struttura del benzene, formule di Kekulè, energia di risonanza e stabilità, orbitali molecolari, regola di Huckel, nomenclatura dei derivati del benzene.
sostituzioni elettrofile aromatiche: generalità, confronto con gli alcheni. Meccanismo. Alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts (limitazioni e utilità sintetiche). Effetto dei sostituenti sulla reattività dei benzeni mono. e di-sostituiti. Gruppi attivanti e disattivanti, orto/para e meta-orientanti. Effetto induttivo e mesomero. Reattività e orientamento degli alogeni. Orientamento della sostituzione elettrofila nei benzeni di-sostituiti, effetto sinergico, limitazioni delle sostituzioni in presenza di gruppi a forte attrazione elettronica e in presenza di gruppi amminici. Sintesi regioselettive
Areni: alchil, alchenil e alchinil benzeni. Nomenclatura.
Preparazione: 1) alchilazione di Friedel-Crafts; 2) trasformazione della catena laterale. Reazioni: 1) alogenazione del carbonio benzilico; 2) ossidazione della catena laterale.

Aldeidi e Chetoni: gruppo carbonilico, nomenclatura IUPAC e corrente, proprietà fisiche.
Preparazione aldeidi: 1) ossidazione degli alcoli primari; 2) riduzione dei cloruri degli acidi; 3) riduzione degli esteri e dei nitrili; 4) reazione di Reimer-Tiemann; 5) ozonolisi degli alcheni; 6) reazione di Gatterman-Koch.
Preparazione chetoni 1) ossidazione degli alcoli secondari; 2) acilazione di F.C; 3) sintesi acetacetica; 4) addizione di acqua agli alchini; 5) ozonolisi degli alcheni; 6) ossidazione con permanganato degli alcheni.
Reazioni: addizione nucleofila al carbonio acilico, meccanismo, catalisi acida, stereochimica. 1) Addizione di HCN; cianidrine come intermedi di sintesi; 2) addizione di acqua in ambiente acido e basico; 3) addizione di alcoli e formazione di acetali e chetali, emiacetali ciclici, acetali e chetali come gruppi protettori; importanza in biochimca; 4) addizione di acetiluri; 5) addizione dei reattivi di Grignard; 6) addizione di ammine e derivati, formazione di immine (basi di Schiff) e di enammine, meccanismo, ammirazione riduttiva; 7) addizione delle ilidi del fosforo-reazione di Wittig; 8) reazione di Cannizzaro. Ossidazione delle aldeidi, ossidazione di aldeidi e chetoni con peracidi – reazione di Baeyer-Villinger. Riduzione ad alcoli con H2 e catalizzatori e con idruri metallici (NaBH4, LIaAlH4). Riduzione ad idrocarburi; riduzione di Clemmensen e di Wolff-Kishner, meccanismo.
Reazioni aldoliche: Acidità degli H in alfa al carbonile. Enoli ed enolizzazione. Tautomeria cheto-enolica, catalisi acida e basica. Formazione di enoli nei composti dicarbonilici. Alfa-alogenazione di aldeidi e chetoni. Reazione aloformica. Condensazione aldolica e condensazione aldolica incrociata. Disidratazione delle beta-idrossi aldeidi e dei beta-idrossi chetoni.
Composti carbonilici alfa-beta insaturi: addizione diretta al carbonio carbonilico (1,2), addizione coniugata al carbonio in beta (1,4). Addizione di Michael. Addizione di Diels-Alder.

Acidi Carbossilici: gruppo carbossilico, nomenclatura IUPAC e corrente, proprietà fisiche. Acidi grassi saturi e insaturi, proprietà fisiche. Omega 3 e omega 6. Acidi grassi idrogenati. Acidità degli acidi carbossilici, influenza dei sostituenti sull’acidità.
Preparazione Acidi carbossilici 1) ossidazione degli alcoli primari; 2) ossidazione delle aldeidi; 3) ossidazione dei metilchetoni; 4) ossidazione degli areni; 5) ozonolisi degli alcheni; 6) ossidazione con permanganato degli alcheni; 7) carbonatazione dei reattivi di Grignard; 8) idrolisi dei nitrili; 9) idrolisi delle cianidrine; 10) idrolisi dei derivati degli acidi carbossilici; 11) sintesi di Kolbe. Preparazione dell’Aspirina; 12) sintesi malonica.
Reazioni: 1) Acidità e formazione dei sali; 2) sostituzione nucleofila al carbonio acilico, meccanismo, confronto con l’addizione nucleofila delle aldeidi e dei chetoni, sintesi dei derivati degli acidi carbossilici; 3) riduzione ad alcoli primari; 4) reazione di Hell-Volhard e Zelinsky; 5) sostituzioni elettrofile aromatiche degli acidi benzoici.

Derivati degli acidi carbossilici sostituzione nucleofila al carbonio acilico, meccanismo.
Cloruri acilici: nomenclatura
Preparazione: dagli acidi carbossilici
Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici; 2) reazione di alcolisi ad esteri; 3) reazione di ammonolisi ad ammidi; 4) sintesi di anidridi; 5) acilazione di Friedel-Crafts; 6) riduzione ad aldeidi.
Anidridi: nomenclatura
Preparazione: 1) dagli acidi carbossilici; 2) dai cloruri acilici
Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici; 2) reazione di alcolisi ad esteri; 3) reazione di ammonolisi ad ammidi, immidi da anidridi cicliche 4) acilazione di Friedel-Crafts;
Esteri: nomenclatura
Preparazione: 1) dagli acidi carbossilici, esterificazione di Fischer; 2) dai cloruri acilici; 3) dagli esteri per reazione di trans esterificazione; 4) dalle anidridi.
Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici, saponificazione; 2) reazione di ammonolisi ad ammidi; 3) riduzione ad alcoli; 4) riduzione ad aldeidi; 5) reazione con i reattivi di Grignard; 6) reazione di Claisen.
Ammidi: nomenclatura
Preparazione: 1) dagli acidi carbossilici; 2) dai cloruri acilici; 3) dagli esteri 4) dalle anidridi.
Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici; 2) riduzione ad ammine; 3) formazione di immidi; 4) formazione di nitrili; 5) degradazione di Hofmann, meccanismo.

Composti beta-dicarbonilici: enolizzazione, acidità degli idrogeni in alfa.
Reazioni: 1) condensazione di Claisen e Claisen incociata; 2) condensazione di Dieckmann; 3) idrolisi e decarbossilazione dei beta-chetoesteri; 4) sintesi malonica; 5) sintesi acetacetica; 6) reazione di Knovenagel; 7) reazione di Michael; 8) reazione di Mannich.

Fenoli: nomenclatura, proprietà fisiche, acidità, confronto con gli alcoli, fattori che influenzano l’acidità dei fenoli.
Preparazione: 1) dagli acidi benzensolfonici; 2) dall’idroperossido di cumene; 3) dai sali di diazonio; 4) dagli alogenuri arilici.
Sostituzione nucleofila aromatica: meccanismo di addizione-eliminazione e di eliminazione-addizione via benzino.
Reazioni: 1) formazione dei fenossidi; 2) sostituzione elettrofila aromatica, trasposizione di Fries; 3) reazione di Kolbe; 4) reazione di Reimer-Tiemann.

Alogenuri arilici: nomenclatura, proprietà fisiche
Preparazione: 1) alogenazione del benzene; 2) dai Sali di diazonio.
Reazioni: 1) formazione dei reattivi di Grignard; 2) sostituzione elettrofila aromatica; 3) sostituzione nucleofila aromatica. Meccanismo

Ammine: struttura, classificazione, Nomenclatura IUPAC e comune, proprietà fisiche, ibridazione dell’azoto. Basicità delle ammine e fattori che influenzano la basicità. Confronto tra la basicità delle ammine alifatiche e aromatiche. Formazione dei Sali di ammonio.
Preparazioni: 1) ammonolisi degli alogenuri alchilici; 2) riduzione dei nitrocomposti; 3) riduzione di ammidi; 4) riduzione di nitrili; 5) amminazione riduttiva; 6) sintesi di Gabriel; 7) degradazione di Hofmann.
Reazioni: 1) alchilazione-ammonolisi ; 2) sintesi delle ammidi, legame peptidico nelle proteine; 3) sostituzione elettrofila aromatica; 4) reazione con l’acido nitroso: formazione dei sali di diazonio e delle N-nitrosammine; 5) reazione dei sali di ammonio quaternari, eliminazione secondo Hofmann, meccanismo e regio-selettività, confronto con l’eliminazione secondo Saytzeff.
Sali di diazonio: Reazioni di Sandmeyer con alogenuri rameosi, sintesi dei cloruri, bromuri, cianuri, degli ioduri, dei fluoruri arilici; e dei fenoli; reazione di deamminazione. Reazione di diazocopulazione.

Chimica dei composti eterociclici: generalità, classificazione, aromatici e non, nomenclatura IUPAC e corrente.. Aromaticità: energia di risonanza, sistemi elettron-ricchi ed elettron-poveri. Basicità, acidità e reattività verso le sostituzioni elettrofile e nucleofile aromatiche. Piridina: riduzione dell’anello piridinico e ossidazione delle catene laterali. Chinolina e isochinolina. Diazine: Basi pirimidiniche. Pirrolo e nucleo porfirinico. Indolo. Azoli: Imidazolo, basi puriniche. Furano e tiofene.

Testi consigliati:
Chimica Organica – Brown-Foote  EdiSES
Chimica Organica – Solomons J. Wiley & Sons
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Programma di Chimica Organica 2015-2016

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Gen 182016
 

Teoria strutturale: Introduzione alla Chimica Organica. Teoria strutturale, elettroni di valenza e valenza, legami chimici, formule di Lewis, legame ionico e covalente. Concetto di elettronegatività. Orbitali atomici e molecolari. Teoria della risonanza. Configurazione elettronica del carbonio. Ibridazione sp3. sp2 e sp. Legame sigma e pi-greco. Come si scrivono le molecole: formule molecolari, formule di struttura, formule di Lewis, formule condensate, semi-condensate e a zig-zag. Concetto di gruppo funzionale. Classificazione degli atomi di carbonio e idrogeno.

Reazioni: omolitiche e eterolitiche, ioniche e radicaliche. Formazione di radicali, carbocationi e carboanioni. Specie elettrofile e nucleofile. Energia di dissociazione dei legami. Reazioni esotermiche ed endotermiche.

Alcani e cicloalcani: struttura, proprietà fisiche, fonti principali. Isomeri strutturali. Analisi conformazionale degli alcani e dei cicloalcani: tensione sterica, torsionale e angolare. Conformazioni e configurazioni. Legami assiali e equatoriali. Interazione 1,3-diassiale. Nomenclatura IUPAC: alcani, gruppi alchilici, bicicli e spirani.

Preparazione: 1) idrogenazione degli alcheni e degli alchini; 2) riduzione di alogenuri alchilici con metalli e acidi; 3) idrolisi dei reattivi di Grignard; 4) reazione di Wurtz.

Reazioni: ossidazione, sostituzioni radicaliche, alogenazione radicalica (meccanismo), stabilità dei radicali.

Stereochimica: definizione di isomero, isomeri costituzionali, isomeri geometrici, stereoisomeri, enantiomeri, diastereoisomeri, concetto di chiralità, regole di Cahn, Ingold e Prelog. Polarimetro ed attività ottica, luce polarizzata linearmente, sostanze levogire e destrogire, miscela racemica, molecole con più stereocentri, composti meso, nomenclatura di molecole con più stereocentri, formule di Fischer e tridimensionali. Purezza ed eccesso enantiomerico. Risoluzione ottica di miscele racemiche,

Alcheni: formula generale. Proprietà fisiche, nomenclatura IUPAC. Isomeria geometrica cis/trans e E/Z, stabilità.

Preparazione: 1) deidroalogenazione di alogenuri alchilici; 2) disidratazione degli alcoli; 3) dealogenzione dialogenuri vicinali; 4) riduzione degli alchini; 5) reazione di Wittig.

Reazioni: addizione elettrofila e radicalica, meccanismo. Regola di Markovnikov. 1) Addizione di acidi alogenidrici in presenza e in assenza di perossidi; 2) addizione di acqua; 3) addizione di alogeni; 4) formazione di aloidrine; 5) idrogenazione catalitica e calore di idrogenazione; 6) ossimercuriazione-demercuriazione; 7) idroborazione-ossidazione; 8) epossidazione; 9) ossidrilazione per trattamento con KMnO4 o OsO4; 10) ossidazione con KMnO4 o con ozono;

Dieni Coniugati: Generalità: struttura e confronto di stabilità tra dieni isolati, coniugati e cumulati. Addizioni elettrofile: controllo cinetico e termodinamico.

Alchini: formula generale. Proprietà fisiche. Ibridazione. Acidità degli alchini terminali. Nomenclatura IUPAC.

Preparazione: 1) deidroalogenazione di dialogenuri alchilici; 2) alchilazione di alchini terminali.

Reazioni: 1) sintesi di alcheni per addizione di idrogeno con il catalizzatore di Lindlar (addizione sin); 2) sintesi di alcheni per reazione con Na o Li in NH3 (addizione anti); 3) addizione di acidi alogenidrici; 4) addizione di acqua con formazione degli enoli; 5) addizione di alogeni; 6) sintesi di alchini superiori a partire da acetiluri. Tautomeria cheto-enolica.

Alogenuri alchilici: proprietà e usi. Nomenclatura IUPAC.

Preparazione: 1) sostituzione nucleofila degli alcoli; 2) alogenazione degli alcani; 3) addizione di acidi alogenidrici agli alcheni; 4) addizione di alogeni agli alcheni.

Reazioni: 1) Sostituzione nucleofila alifatica; 2) reazione di eliminazione: deidroalogenazione di alogenuri alchilici e dealogenzione di di alogenuri vicinali; 3) formazione dei reattivi di Grignard; 4) riduzione con metalli e acidi

Carbocationi, Carboanioni e radicali: definizione, formazione, stabilità, trasposizione e reattività.

Sostituzione Nucleofila Alifatica: definizione di nucleofilicità e di basicità. Meccanismi SN1 e SN2 e fattori che influenzano le loro velocità relative (struttura del substrato, concentrazione e reattività del nucleofilo, effetto del solvente, effetto del gruppo uscente). Confronto fra Sn1 e Sn2.

Reazioni di Eliminazione: Meccanismi E1 e E2. Regioselettività: regola di Saytzeff. Fattori che influenzano le reazioni di eliminazione: substrato, base, solvente e gruppo uscente. Cinetica e stereochimica. Fenomeni di riarrangiamento nelle E1. Confronto fra E1 ed E2. Competizione tra reazioni SN1 ed SN2 e tra E1 ed E2: Deidroalogenzione di alogenuri alchilici. Disidratazione di alcoli. Dealogenazione di di alogenuri vicinali .

Teoria della Risonanza: strutture limiti e ibrido di risonanza. Come disegnare le strutture limiti di risonanza. Energia di risonanza.

Alcoli: struttura, proprietà fisiche, legami H, solubilità in acqua, acidità. Nomenclatura IUPAC e corrente.

Preparazione: 1) addizione di acqua agli alcheni; 2) ossimercuriazione-demercuriazione; 3) idroborazione-ossidazione; 4) reazione dei composti carbonilici con i reattivi di Grignard; 5) riduzione di aldeidi, chetoni; 6) riduzione di acidi ed esteri; 7) reazione degli epossidi con i reattivi di Grignard; 8) sostituzione nucleofila degli alogenuri alchilici; 9) ossidrilazione degli alcheni per ottenere i glicoli.

Reazioni: acidità e basicità degli alcoli, formazione degli ioni alcossido. 1) sostituzione nucleofila degli alcoli; 2) disidratazione ad alcheni; 3) ossidazione ad aldeidi, acidi e chetoni ; 4) sintesi degli esteri per reazione con acidi e con alogenuri acilici; 5) sintesi di Williamson.

Eteri, epossidi, tioli e solfuri: struttura, proprietà fisiche, legami H, solubilità in acqua, acidità. Nomenclatura IUPAC e corrente.

Preparazione degli Eteri: 1) sintesi di Williamson; 2) disidratazione degli alcoli.

Reazioni degli Eteri: reazione degli eteri con acidi forti.

Preparazione degli Epossidi: 1) epossidazione degli alcheni; 2) dalle aloidrine.

Reazioni degli Epossidi 1) apertura dell’anello mediante catalisi acida; 2) apertura dell’anello mediante catalisi basica; 3) reazione con i reattivi di Grignard.

Preparazione e reazioni dei Tioli e dei Solfuri: 1) sostituzione nucleofila degli alogenuri alchilici; 2) sintesi di Williamson; : ossidazione dei tioli a disolfuri

Composti aromatici: definizione, struttura del benzene, formule di Kekulè, energia di risonanza e stabilità, orbitali molecolari, regola di Huckel, nomenclatura dei derivati del benzene.

Sostituzioni elettrofile aromatiche: generalità, confronto con gli alcheni. Meccanismo. Alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts (limitazioni e utilità sintetiche). Effetto dei sostituenti sulla reattività dei benzeni mono e di-sostituiti. Gruppi attivanti e disattivanti, orto/para e meta-orientanti. Effetto induttivo e mesomero. Reattività e orientamento degli alogeni. Orientamento della sostituzione elettrofila nei benzeni di-sostituiti, effetto sinergico, limitazioni delle sostituzioni in presenza di gruppi a forte attrazione elettronica e in presenza di gruppi amminici. Sintesi regioselettive

Areni: alchil, alchenil e alchinil benzeni. Nomenclatura.

Preparazione: 1)alchilazione di Friedel-Crafts; 2) trasformazione della catena laterale. Reazioni: 1) alogenazione del carbonio benzilico; 2) ossidazione della catena laterale.

Aldeidi e Chetoni: gruppo carbonilico, nomenclatura IUPAC e corrente, proprietà fisiche.

Preparazione aldeidi: 1) ossidazione degli alcoli primari; 2) riduzione dei cloruri degli acidi; 3) riduzione degli esteri e dei nitrili; 4) reazione di Reimer-Tiemann; 5) ozonolisi degli alcheni; 6) reazione di Gatterman-Koch.

Preparazione chetoni 1) ossidazione degli alcoli secondari; 2) acilazione di F.C; 3) sintesi acetacetica; 4) addizione di acqua agli alchini; 5) ozonolisi degli alcheni; 6) ossidazione con permanganato degli alcheni.

Reazioni: addizione nucleofila al carbonio acilico, meccanismo, catalisi acida, stereochimica. 1) Addizione di HCN, cianidrine come intermedi di sintesi; 2) addizione di acqua in ambiente acido e basico; 3) addizione di alcoli e formazione di acetali e chetali, emiacetali ciclici, acetali e chetali come gruppi protettori; 4) addizione di acetiluri; 5) addizione dei reattivi di Grignard; 6) addizione di ammine e derivati, formazione di immine (basi di Schiff) e di enammine, meccanismo, ammirazione riduttiva; 7) addizione delle ilidi del fosforo-reazione di Wittig; 8) reazione di Cannizzaro. Ossidazione delle aldeidi, ossidazione di aldeidi e chetoni con peracidi – reazione di Baeyer-Villinger. Riduzione ad alcoli con H2 e catalizzatori e con idruri metallici (NaBH4, LiAlH4). Riduzione ad idrocarburi; riduzione di Clemmensen e di Wolff-Kishner, meccanismo.

Reazioni aldoliche: Acidità degli H in alfa al carbonile. Enoli ed enolizzazione. Tautomeria cheto-enolica, catalisi acida e basica. Formazione di enoli nei composti dicarbonilici. Alfa-alogenazione di aldeidi e chetoni. Reazione aloformica. Condensazione aldolica e condensazione aldolica incrociata. Disidratazione delle beta-idrossi aldeidi e dei beta-idrossi chetoni.

Composti carbonilici alfa-beta insaturi: addizione diretta al carbonio carbonilico (1,2), addizione coniugata al carbonio in beta (1,4). Addizione di Michael. Addizione di Diels-Alder.

Acidi Carbossilici: gruppo carbossilico, nomenclatura IUPAC e corrente, proprietà fisiche. Acidi grassi saturi e insaturi, proprietà fisiche. Omega 3 e omega 6. Acidi grassi idrogenati. Acidità degli acidi carbossilici, influenza dei sostituenti sulla acidità.

Preparazione: 1) ossidazione degli alcoli primari; 2) ossidazione delle aldeidi; 3) ossidazione dei metilchetoni; 4) ossidazione degli areni; 5) ozonolisi degli alcheni; 6) ossidazione con permanganato degli alcheni; 7) carbonatazione dei reattivi di Grignard; 8) idrolisi dei nitrili; 9) idrolisi delle cianidrine; 10) idrolisi dei derivati degli acidi carbossilici; 11) sintesi di Kolbe. Preparazione dell’Aspirina; 12) sintesi malonica.

Reazioni: 1) Acidità e formazione dei sali; 2) sostituzione nucleofila al carbonio acilico, meccanismo, confronto con l’addizione nucleofila delle aldeidi e dei chetoni, sintesi dei derivati degli acidi carbossilici; 3) riduzione ad alcoli primari; 4) reazione di Hell-Volhard e Zelinsky; 5) sostituzioni elettrofile aromatiche degli acidi benzoici.

Derivati degli acidi carbossilici:sostituzione nucleofila al carbonio acilico, meccanismo.

Cloruri acilici: nomenclatura

Preparazione:dagli acidi carbossilici

Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici; 2) reazione di alcolisi ad esteri; 3) reazione di ammonolisi ad ammidi; 4) sintesi di anidridi; 5) acilazione di Friedel-Crafts; 6) riduzione ad aldeidi.

Anidridi: nomenclatura

Preparazione: 1) dagli acidi carbossilici; 2) dai cloruri acilici

Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici; 2) reazione di alcolisi ad esteri; 3) reazione di ammonolisi ad ammidi, immidi da anidridi cicliche 4) acilazione di Friedel-Crafts;

Esteri: nomenclatura

Preparazione: 1) dagli acidi carbossilici, esterificazione di Fischer; 2) dai cloruri acilici; 3) dagli esteri per reazione di trans esterificazione; 4) dalle anidridi.

Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici, saponificazione; 2) reazione di ammonolisi ad ammidi; 3) riduzione ad alcoli; 4) riduzione ad aldeidi; 5) reazione con i reattivi di Grignard; 6) reazione di Claisen.

Ammidi: nomenclatura

Preparazione: 1) dagli acidi carbossilici; 2) dai cloruri acilici; 3) dagli esteri 4) dalle anidridi.

Reazioni: 1) reazione di idrolisi ad acidi carbossilici; 2) riduzione ad ammine; 3) formazione di immidi; 4) formazione di nitrili; 5) degradazione di Hofmann, meccanismo.

Composti beta-dicarbonilici: enolizzazione, acidità degli idrogeni in alfa.

Reazioni: 1) condensazione di Claisen e Claisen incociata; 2) condensazione di Dieckmann; 3) idrolisi e decarbossilazione dei beta-chetoesteri; 4) sintesi malonica; 5) sintesi acetacetica; 6) reazione di Knovenagel; 7) reazione di Michael; 8) reazione di Mannich.

Fenoli: nomenclatura, proprietà fisiche, acidità, confronto con gli alcoli, fattori che influenzano l’acidità dei fenoli.

Preparazione: 1) dagli acidi benzensolfonici; 2) dall’idroperossido di cumene; 3) dai sali di diazonio; 4) dagli alogenuri arilici.

Sostituzione nucleofila aromatica: meccanismo di addizione-eliminazione e di eliminazione-addizione via benzino.

Reazioni: 1) formazione dei fenossidi; 2) sostituzione elettrofila aromatica, trasposizione di Fries; 3) reazione di Kolbe; 4) reazione di Reimer-Tiemann.

Alogenuri arilici: nomenclatura, proprietà fisiche

Preparazione: 1) alogenazione del benzene; 2) dai Sali di diazonio.

Reazioni: 1) formazione dei reattivi di Grignard; 2) sostituzione elettrofila aromatica; 3) sostituzione nucleofila aromatica.

Ammine: struttura, classificazione, Nomenclatura IUPAC e comune, proprietà fisiche, ibridazione dell’azoto. Basicità delle ammine e fattori che influenzano la basicità. Confronto tra la basicità delle ammine alifatiche e aromatiche. Formazione dei Sali di ammonio.

Preparazioni: 1) ammonolisi degli alogenuri alchilici; 2) riduzione dei nitrocomposti; 3) riduzione di ammidi; 4) riduzione di nitrili; 5) amminazione riduttiva; 6) sintesi di Gabriel; 7) degradazione di Hofmann.

Reazioni: 1) alchilazione-ammonolisi ; 2) sintesi delle ammidi, legame peptidico nelle proteine; 3) sostituzione elettrofila aromatica; 4) reazione con l’acido nitroso: formazione dei sali di diazonio e delle N-nitrosammine; 5) reazione dei sali di ammonio quaternari, eliminazione secondo Hofmann, meccanismo e regio selettività, confronto con l’eliminazione secondo Saytzeff.

Sali di diazonio: Reazioni di Sandmeyer con alogenuri rameosi, sintesi degli ioduri e dei fluoruri arilici; sintesi dei nitrili aromatici e dei fenoli; reazione di deamminazione. Reazione di diazocopulazione.

Chimica dei composti eterociclici: generalità, classificazione, aromatici e non, nomenclatura IUPAC e corrente. Aromaticità: energia di risonanza, sistemi elettron-ricchi ed elettron-poveri. Basicità, acidità e reattività verso le sostituzioni elettrofile e nucleofile aromatiche. Piridina: Reazione di Chichibabin, riduzione dell’anello piridinico e ossidazione delle catene laterali. Chinolina e isochinolina. Diazine: Basi pirimidiniche. Pirrolo e nucleo porfirinico. Indolo. Azoli: Imidazolo, basi puriniche. Furano e tiofene.

Testi consigliati:

Chimica Organica – Brown-Foote EdiSES

Chimica Organica – Solomons J. Wiley & Sons

Chimica Organica – J. McMurry PICCIN

Chimica Organica – Bruice EdiSES

Chimica Organica – Smith McGraw-Hill

Chimica Organica – Morrison-Boyd Casa Ed. Ambrosiana

 

Set 302015
 
A causa dell’allerta meteo diramato dalla Protezione civile, a partire dalle 15 di oggi, 30 settembre 2015, e fino alle 6 del 2 ottobre IN TUTTO L’ATENEO sono sospese le seguenti attività:
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Si comunica che il giorno 02/10/2015 alle ore 09:00, Aula F-Monserrato, inizierà il corso di Chimica Organica per gli studenti di Farmacia
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